เครื่องกรองน้ำขนาดพกพาสำหรับการกรองน้ำเค็มและน้ำจืดเพื่อการบริโภค

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ภัทรวดี พึ่งตำบล, ณัฐชนน สมภพศาสน์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ชิตพงษ์ เหนือเกาะหวาย

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย ปทุมธานี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2560

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

น้ำ (Water) เป็นสิ่งสำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิตทุกชนิดไม่ว่าจะเป็น พืช สัตว์ โดยเฉพาะมนุษย์ที่ต้องการน้ำประมาณวันละ 1 - 1.5 ลิตร เพื่อทดแทนน้ำที่เราสูญเสียไปวันละ 1 - 1.5 ลิตรเหมือนกัน น้ำเป็นองค์ประกอบของธาตุออกซิเจน (O2) และไฮโดรเจน (H2) ที่ประกอบด้วยอัตราส่วนต่อมวล คือ 8 ต่อ 1 น้ำมีสถานะอยู่ได้ 3 สถานะ คือ ของเหลว ของแข็ง แก๊ส มีจุดเยือกแข็ง 0 องศาเซลเซียส จุดหลอมเหลว 0 องศาเซลเซียส จุดเดือด 100 องศาเซลเซียส น้ำบนโลกมีปริมาณมากมายและมีอยู่ทุกที่ บนดิน ใต้ดิน และอากาศ

บนโลกเราเมื่อเทียบพื้นที่แล้ว น้ำมีประมาณ 3 ส่วน พื้นดิน 1 ส่วน น้ำบนโลกมีอยู่ 2 ประเภท คือ น้ำเค็ม มีร้อยละ 97 และน้ำจืด มีร้อยละ 3 แต่มีเพียงร้อยละ 1 จากปริมาณน้ำจืดร้อยละ 3 เท่านั้นที่ให้คนบนโลกเกือบ 6 พันล้านคนใช้อุปโภคและบริโภค เพราะอีกร้อยละ 2 เป็นน้ำแข็งอยู่ที่ขั้วโลกเหนือและใต้ น้ำที่มีคุณภาพดีต้องปริมาณออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำ 3 มิลลิกรัมต่อลิตรเป็นอย่างต่ำหรือมากกว่า ถ้าหากต่ำกว่านี้ถือว่าเป็นน้ำเสีย

จากปริมาณน้ำเค็มที่มีอยู่ถึงร้อยละ 97 ของน้ำในโลก แต่ไม่สามารถนำมาใช้สำหรับการอุปโภคบริโภคได้ เนื่องจากน้ำเค็มหรือน้ำทะเลมีเกลือแกง (โซเดียมคลอไรด์) เฉลี่ยอยู่ 2.5% (Robert Howard Byrne , 2011) คณะผู้จัดทำได้เล็งเห็นปัญหาว่า ในอนาคต เมื่อประชากรมีจำนวนเพิ่มมากขึ้น เป็นผลทำให้มีความต้องการในการใช้น้ำสำหรับการอุปโภคบริโภคเพิ่มมากขึ้น ซึ่งตรงกันข้ามกับปริมาณน้ำที่สามารถใช้สำหรับการอุปโภคบริโภคที่มีปริมาณลดลง ซึ่งอาจไม่เพียงพอสำหรับการอุปโภคบริโภคในอนาคต

ดังนั้น คณะผู้วิจัยจึงต้องการที่จะศึกษาและพัฒนากระบวนการเปลี่ยนน้ำเค็มเป็นน้ำสำหรับการอุปโภคบริโภคด้วยวิธีการดีซาลิเนชัน (Desalination) โดยอาศัยการผ่านเมมเบรนของสารละลายเพื่อแยกเกลือหรือแร่ธาตุต่างๆ ภายในสารละลาย โดยพัฒนาต่อยอดจากเครื่องกรองน้ำขนาดพกพาชื่อ “Lifestraw” ของบริษัท LifeStraw ซึ่งมีคุณสมบัติในการกรองแบคทีเรีย ปรสิต และไวรัสในน้ำจืด โดยใช้ไฟเบอร์เป็นเมมเบรนในเครื่องกรองน้ำขนาดพกพา แต่ยังไม่สามารถกรองเกลือแกง (โซเดียมคลอไรด์) ได้ คณะผู้วิจัยจึงต้องการที่จะศึกษาและพัฒนากระบวนการเปลี่ยนน้ำเค็มเพื่อใช้สำหรับการบริโภคต่อไป