กังหันบำบัดน้ำด้วยระบบเติมอากาศและการย่อยสลายด้วยแสง
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ตฤษนันท์ ปลีคำ, นพรัตน์ เหลืองอ่อน
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
เอนก ไชยบุตร
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพการสลายสารอินทรีย์ในน้ำของกังหันบำบัดน้ำด้วยระบบเติมอากาศและการย่อยสลายด้วยแสง โดยมีต้นแบบจากกังหันน้ำชัยพัฒนาของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวรัชกาลที่ 9 เสริมด้วยเซรามิครูพรุนจากแคลเซียมคาร์บอเนตที่ทำการเคลือบด้วยสารไทเทเนียมไดออกไซด์ โดยแบ่งเป็น 4 การทดลองดังนี้ การทดลองที่ 1 การศึกษาคุณสมบัติการสลายสารอินทรีย์ของสารไทเทเนียมไดออกไซด์ในน้ำ พบว่าค่าความเข้มข้นของสารละลายไทเนียมไดออกไซด์ในน้ำมีความสัมพันธ์แบบแปรผกผันกับค่าปริมาณอินทรีย์คาร์บอนรวม (Total Organic Carbon, TOC) โดยมีค่า correlation เท่ากับ -0.962 การทดลองที่ 2 ศึกษาสมบัติทางกายภาพของเซรามิครูพรุนจากแคลเซียมคาร์บอเนต และขนาดรูพรุนโดยใช้กล้อง observer microscope พบว่าเซรามิครูพรุนทุกอัตราส่วนมีขนาดของรูพรุนเท่าๆกันที่ 50.83 micron และเซรามิครูพรุนจากแคลเซียมคาร์บอเนตร้อยละ 3 มีปริมาตรของรูพรุนเปิด,การดูดซึมน้ำและความพรุนตัวปรากฏ สูงกว่าเซรามิครูพรุนจากแคลเซียมคาร์บอเนตในอัตราส่วนอื่นๆ โดยมีค่าเท่ากับ 10.38 มิลลิลิตร, ร้อยละ 25.28และร้อยละ 51.9 ตามลำดับ การทดลองที่ 3 ศึกษาคุณสมบัติการย่อยสลายด้วยแสง(Photocatalysis) ของเซรามิครูพรุนเคลือบสารไทเทเนียมไดออกไซด์ โดยเปรียบเทียบคุณสมบัติการย่อยสลายสารอินทรีย์ในอากาศชนิด Benzene ของเซรามิครูพรุนจากแคลเซียมคาร์บอเนตอัตราส่วนต่างๆเคลือบสารไทเทเนียมไดออกไซด์โดยใช้วิธีวัดปริมาณการเกิดคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศและศึกษาขนาดของรูพรุนเฉลี่ยโดยใช้กล้องกล้อง observer microscope พบว่าเซรามิครูพรุนจากแคลเซียมคาร์บอเนตร้อยละ 3 เคลือบสารไทเทเนียมไดออกไซด์มีการย่อยสลายด้วยแสงสูงกว่าตัวอย่างเซรามิคอื่นๆ ซึ่งมีค่าเท่ากับ 106 ppm และโมเลกุลของไทเทเนียมไดออกไซด์มีการเคลื่อนที่ การทดลองที่ 4 ศึกษาความสามารถในการบำบัดน้ำเสียด้วยเซรามิครูพรุนโดยใช้แคลเซียมคาร์บอเนตเคลือบสารไทเทเนียมไดออกไซด์ โดยเสริมเซรามิครูพรุนจากแคลเซียมคาร์บอเนตร้อยละ 3 เคลือบสารไทเทเนียมไดออกไซด์เข้ากับกังหันน้ำชัยพัฒนา พบว่าความเร็วของกังหันมีความสัมพันธ์แบบแปรผันตรงกับค่า TOC โดยมีค่า correlation เท่ากับ 0.909 กังหันบำบัดน้ำด้วยระบบเติมอากาศและการย่อยสลายด้วยแสงสามารถย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำได้สูงกว่ากังหันน้ำชัยพัฒนาแบบทั่วไป โดยมีค่าปริมาณอินทรีย์คาร์บอนรวม(Total Organic Carbon, TOC) ที่ต่ำกว่ากังหันน้ำชัยพัฒนาแบบทั่วไปและน้ำที่ไม่ได้รับการบำบัด งานวิจัยนี้จะเป็นแนวทางในการนำเซรามิครูพรุนเคลือบสารไทเทเนียมไดออกไซด์มาเสริมกับกังหันน้ำในการอนุรักษ์น้ำ เพื่อไม่ให้เกิดการเน่าเสียของน้ำจากสารอินทรีย์ทั้งทางตรงและทางอ้อม รวมทั้งยังเป็นแนวทางในการบำบัดน้ำโดยการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำอีกทางหนึ่ง โดยมีการพัฒนาต่อยอดเป็นกังหันบำบัดน้ำด้วยระบบเติมอากาศและการย่อยสลายด้วยแสงด้วยระบบปรับความเร็วอัตโนมัติตามความเข้มของแสง
คำสำคัญ : เซรามิกรูพรุน, สารไทเทเนียมไดออกไซด์, กังหันน้ำชัยพัฒนา, การย่อยสลายด้วยแสง, TOC