'เครื่องกรองน้ำดื่ม' นวัตกรรมทำได้เอง ด้วย 'เซรามิกเคลือบนาโน'

โรงเรียนวัดบ้านสัก เป็นพื้นที่นำร่องที่ทีมวิจัยนาโนเทคโนโลยีเพื่อสิ่งแวดล้อม กลุ่มวิจัยวัสดุผสมและการเคลือบนาโน นาโนเทค สวทช. จัดทำ โครงการองค์ความรู้สู่ชุมชน: นวัตกรรมกรองน้ำด้วยนาโนเทคโนโลยีเพื่อการพึ่งตนเองของชุมชนบ้านสัก ต.บ้านเอื้อม อ.เมืองลำปาง จังหวัดลำปาง โดยเกิดจากการลงพื้นที่ของทีมวิจัยนาโนเทคโนโลยีเพื่อสิ่งแวดล้อม เพื่อสร้างนวัตกรรมสู่ความยั่งยืนให้แก่ชุมชนใน จ.ลำปาง เมื่อปี 2563

ดร.วรรณี ฉินศิริกุล ผู้อำนวยการศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สวทช. กล่าวถึงภารกิจขององค์กรว่า นาโนเทค เป็นองค์กรวิจัยและพัฒนาด้านนาโนเทคโนโลยีชั้นนำที่มีพันธกิจหลักในการวิจัยและพัฒนาด้านนาโนเทคโนโลยี สามารถยกระดับคุณภาพชีวิต และเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันของประเทศ โดยดำเนินการสอดคล้องกับโมเดลเศรษฐกิจใหม่อย่าง BCG (Bio-Circular-Green Economy: BCG) ซึ่งหนึ่งในนั้นคือเรื่อง น้ำ ที่นาโนเทคดำเนินการวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ทั้งในด้านการตรวจวิเคราะห์คุณภาพน้ำ การบริหารจัดการและการปรับปรุงคุณภาพน้ำ รวมถึงการออกแบบเทคโนโลยีด้านการกรอง/บำบัดต่างๆ

เครื่องกรองน้ำแบบทำได้เอง ตอบโจทย์คนในพื้นที่

เมื่อสอบถามถึงปัญหาน้ำดื่มในโรงเรียนวัดบ้านสัก นางจันทร์วีชา เนาประดิษฐ์ ผู้อำนวยการโรงเรียนวัดบ้านสัก เล่าว่า น้ำดื่มน้ำใช้ของโรงเรียนที่มาจากบ่อน้ำบาดาล บวกกับระบบกรองที่ใช้มานานทำให้เกิดตะกอนในท่อส่งน้ำ ส่งผลให้แรงดันน้ำไม่พอ น้ำไหลไม่แรง และมีผลกับคุณภาพน้ำดื่มของนักเรียน เกิดเป็นค่าใช้จ่ายใหม่ที่ต้องจัดซื้อน้ำดื่มแบบบรรจุขวดให้นักเรียนเพิ่ม

..............................................................................................

บทความที่แนะนำให้อ่านต่อ 

• นาโนเทคโนโลยี ช่วยกรองน้ำให้สะอาดจนดื่มได้ เป็นไปได้ยังไง?

..............................................................................................

“ทางทีมวิจัยเข้ามาช่วยตรวจสอบระบบกรองใหม่ ปรับเปลี่ยนและประยุกต์ไส้กรอง โดยเติมเซรามิก สารกรอง และเพิ่มหลอดยูวี เพื่อใช้แสงยูวีช่วยฆ่าเชื้อ ทำให้น้ำที่ผ่านระบบกรองดังกล่าวสามารถดื่มได้ ในขณะเดียวกัน เราก็พัฒนาบุคลากรอย่างนักการภารโรงที่เป็นผู้ดูแลระบบน้ำของโรงเรียนอยู่แล้ว ให้ทำหน้าที่ตรวจวัดคุณภาพน้ำอย่างสม่ำเสมออีกด้วย” ผู้อำนวยการโรงเรียนวัดบ้านสักกล่าว

ดร.วรรณีกล่าวต่อว่า การลงพื้นที่ชุมชนบ้านสัก จังหวัดลำปางในครั้งนี้ เป็นการพัฒนางานวิจัยเชิงพื้นที่ ซึ่งมุ่งเน้นการบูรณาการความร่วมมือของสถาบันการศึกษาในท้องถิ่น ร่วมกับชุมชนในการแก้ปัญหาน้ำสำหรับอุปโภคและบริโภคเพื่อนำไปสู่การแก้ปัญหาอย่างยั่งยืน

จุดมุ่งหมายของโครงการ คือ การถ่ายทอดองค์ความรู้การวิจัยและพัฒนาวัสดุกรองน้ำอย่างง่าย ต้นทุนต่ำจากวัสดุและภูมิปัญญาในชุมชน รวมทั้งพัฒนาระบบกรองน้ำ วิธีการบำรุงรักษาระบบกรอง และวิธีการตรวจวัดคุณภาพอย่างง่าย ซึ่งเป็นการส่งเสริมกระบวนการมีส่วนร่วมและส่งเสริมให้ชุมชนพึ่งตนเองตามพระราชดำริ, สร้าง “นักพัฒนาคุณภาพน้ำ” ผ่านการถ่ายทอดองค์ความรู้ให้นักเรียนและผู้ที่สนใจ เพื่อสร้างความตระหนักถึงผลกระทบต่อสุขภาพทั้งในระยะสั้นและระยะยาวจากการอุปโภคและบริโภคน้ำที่มีการปนเปื้อน รวมไปถึงอนุรักษ์แหล่งน้ำบาดาลเพื่อรองรับการอุปโภค-บริโภคอย่างยั่งยืนในระยะยาว

แต่กว่าจะมาเป็นนวัตกรรมเครื่องกรองน้ำอย่างง่าย ทีมวิจัยนาโนเทค สวทช. นำโดย ดร.ณัฏฐพร พิมพะ หัวหน้าทีมวิจัยนาโนเทคโนโลยีเพื่อสิ่งแวดล้อม กลุ่มวิจัยวัสดุผสมและการเคลือบนาโน นาโนเทค สวทช. พร้อมด้วยพันธมิตรในพื้นที่อย่าง มหาวิทยาลัยราชภัฏลำปาง และ ชุมชนบ้านสัก นำหลายโครงการมาผสานและขยายผลเพื่อต่อยอดการใช้งานในระดับพื้นที่ สอดคล้องกับแนวคิด BCG และการสร้างความยั่งยืน ได้แก่

• เทคโนโลยีการพัฒนาวัสดุกรองน้ำจากวัสดุในท้องถิ่น 
• เทคโนโลยีการเพิ่มประสิทธิภาพระบบประปาหมู่บ้านและการบำรุงรักษา
• เทคโนโลยีการตรวจวัดคุณภาพน้ำอย่างง่ายที่อาศัยพืชใกล้ตัวอย่างต้นกระถิน

ดร.ณัฏฐพรกล่าวถึงเทคโนโลยีการพัฒนาวัสดุกรองน้ำจากวัสดุในท้องถิ่น เป็นการใช้ของที่มีอยู่ในชุมชน ไม่ว่าจะเป็น เศษเซรามิกเหลือทิ้ง ซึ่งเป็นของเหลือจากอุตสาหกรรมในพื้นที่อย่างการทำเครื่องใช้จาก เซรามิก กับ ถ่านชีวภาพ (Biochar) มาออกแบบไส้กรองอย่างง่าย

“ความต้องการใช้งานเครื่องกรองน้ำของคนในชุมชน มีโจทย์คือ ข้อจำกัดเรื่องของต้นทุน เขาอาจจะไม่สามารถซื้อระบบกรองได้ ต้นทุนต้องต่ำ ไม่ใช้พลังงานไฟฟ้า และเครื่องกรองน้ำอย่างง่ายนี้สามารถใช้งานได้เหมาะกับพื้นที่และความต้องการ คือ คนในชุมชนสามารถเตรียมไส้กรองได้เอง ไม่ต้องหาซื้อ จึงเป็นนวัตกรรมที่ช่วยให้ชุมชนสามารถพึ่งพาตนเองได้” 

นักวิจัยนาโนเทคชี้ จากนั้นอธิบายเพิ่มเรื่องการทดสอบและต้นทุนที่ถูกกว่า 

“เราเลือกใช้เทคโนโลยีให้เหมาะสมกับเขา คือดูกลุ่ม User เป็นหลัก เมื่อเลือกใช้เทคโนโลยีที่เหมาะสมแล้วก็สอนการใช้งาน ให้เขาใช้เทคโนโลยีที่เขาคุ้นเคยอยู่แล้ว ซึ่งกรณีของเซรามิกเคลือบอนุภาคเงิน เราก็นำมาทดสอบในห้องแล็บ เช่น อัดน้ำแรงดันสูงเข้าไป พบว่าอนุภาคเงินติดวัสดุได้ดี” 

"เราทดสอบเพื่อให้มั่นใจว่า หากนำวัสดุไปใช้ในพื้นที่แล้วอนุภาคไม่หลุด ผู้บริโภคหรือเด็กนักเรียนก็ดื่มน้ำได้อย่างปลอดภัย และในด้านต้นทุน การใช้เซรามิกเคลือบนาโน ต้นทุนกิโลกรัมละ 130 บาท แต่ถ้าใช้หลอดไฟ UV ฆ่าเชื้อโรคในน้ำ ต้องซื้อหลอดละ 500 บาท ยังไม่รวมที่ต้องจ่ายค่าไฟด้วยนะคะ” ดร.ณัฏฐพรกล่าว

ผศ.ดร.ณรงค์ คชภักดี รองผู้อำนวยการสถาบันวิจัยและพัฒนา มหาวิทยาลัยราชภัฏลำปาง ผู้พัฒนาเทคโนโลยีการตรวจวัดคุณภาพน้ำอย่างง่ายที่อาศัยพืชใกล้ตัวอย่างต้นกระถิน กล่าวเสริมว่า จากการลงพื้นที่นำร่องเพื่อออกแบบและพัฒนาการทำชุดกรองน้ำดื่มครัวเรือนอย่างง่าย เมื่อได้ร่วมงานกับ นาโนเทค สวทช. จึงร่วมกันต่อยอดเป็นวัสดุกรองที่มีคุณสมบัติฆ่าเชื้อได้ โดยทดลองใช้กับระบบกรองในชุมชนบ้านสัก พบว่า วัสดุเคลือบนาโนนั้นสามารถฆ่าเชื้อได้ดี โดยไม่ต้องใช้หลอดยูวี ซึ่งเป็นแนวทางที่มีประโยชน์มาก หากสามารถผลิตได้มากและต้นทุนต่ำ ลดการทิ้งเศษเซรามิกและนำมาใช้ประโยชน์ได้อีกด้วย

นายนเรศ สร้อยวัน ผู้ใหญ่บ้านชุมชนบ้านสัก ยังพาผู้ร่วมทริปไปดูการบริหารจัดการน้ำ ดูถังเก็บน้ำของชุมชน โดยเล่าว่า จากเดิมที่ระบบประปาหมู่บ้านไม่เพียงพอต่อการใช้งาน แรงดันน้ำไม่พอ ทำให้น้ำไหลอ่อน เมื่อตรวจสอบคุณภาพน้ำ ก็พบว่า มีค่าสนิมเหล็กปนอยู่บ้าง สามารถใช้อุปโภคได้ แต่บริโภคไม่ได้ เมื่อทีมวิจัยจากนาโนเทค สวทช. และมหาวิทยาลัยราชภัฏลำปาง เข้ามาช่วยแก้ปัญหาด้านการบริหารจัดการน้ำทั้งระบบ ตั้งแต่ระบบกรอง ระบบท่อส่ง การตรวจวัดคุณภาพน้ำ ในแบบที่เข้าใจง่าย ไม่ซับซ้อน ทำให้ความเป็นอยู่และการใช้ชีวิตของคนในชุมชนดียิ่งขึ้น และกล่าวทิ้งท้ายว่า 

"นอกจากสามารถแก้ปัญหาเรื่องน้ำในชุมชนแล้ว ยังได้พัฒนาทักษะของคนในชุมชนอีกด้วย ทั้งผู้ที่เกี่ยวข้องกับระบบน้ำ ไม่ว่าจะเป็นกรรมการหมู่บ้าน นายช่าง รวมถึงนักเรียน ที่สามารถเรียนรู้วิธีการตรวจวัดคุณภาพน้ำ ฝึกการสังเกต และเก็บข้อมูล ที่จะนำไปสู่การเป็นนักพัฒนาคุณภาพน้ำ ดูแลและอนุรักษ์แหล่งน้ำดื่มน้ำใช้ในชุมชนของเราต่อไป”