การออกแบบและพัฒนาระบบฆ่าเชื้อโรคในน้ำประปาหมู่บ้านด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตแบบอัตโนมัติ

บทคัดย่อ

น้ำประปาหมู่บ้านของประเทศส่วนใหญ่ยังพบปัญหาด้านการปนเปื้อนของเชื้อโรค ทำให้คุณภาพน้ำไม่ได้มาตรฐานตามเกณฑ์น้ำประปาดื่มได้ของกรมอนามัย การศึกษาวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและพัฒนาระบบฆ่าเชื้อโรคในน้ำประปาหมู่บ้านด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตแบบอัตโนมัติในระดับห้องปฏิบัติการ และเพื่อเป็นองค์ความรู้ในการพัฒนาต่อยอดสำหรับการนำไปใช้ทดแทนสารละลายคลอรีนสำหรับการฆ่าเชื้อโรคในระบบประปาหมู่บ้านของประเทศ โดยเน้น
ให้ระบบมีการใช้งานไม่ซับซ้อน ประสิทธิภาพดี ต้นทุนต่ำ และมีความปลอดภัย มีวิธีการวิจัยเริ่มจากขั้นตอนการวิเคราะห์ปัญหา การออกแบบ การสร้างและพัฒนา การทดลองใช้งานในระดับห้องปฏิบัติการ และตรวจสอบคุณภาพน้ำทางจุลชีววิทยา ผลจากการวิจัยสรุปได้ว่า การออกแบบและพัฒนาระบบฆ่าเชื้อโรคในน้ำประปาหมู่บ้านด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตแบบอัตโนมัติ โดยใช้หลอดผลิตรังสีอัลตราไวโอเลต ชนิดไอปรอทแรงดันต่ำ ขนาดกำลังไฟ 18 วัตต์ เมื่อคำนวณตามสูตร Keitz formula พบว่า ความเข้มรังสีอัลตราไวโอเลต (E_UV ) ที่ผลิตจากระบบฆ่าเชื้อโรคในน้ำประปาหมู่บ้านด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตแบบอัตโนมัติ มีค่าเท่ากับ 27.6 มิลลิวัตต์ต่อตารางเซนติเมตร (mW/cm²) หากใช้เวลาในการฆ่าเชื้อโรค 1 วินาที จะมีปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลต (UV dose) เท่ากับ 27.6 มิลลิวัตต์.วินาทีต่อตารางเซนติเมตร (mW.s/cm²) ซึ่งมีค่าสูงกว่าปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลตที่สามารถทำให้อี.โคไลและเชื้อโรคส่วนใหญ่ ลดลงร้อยละ 99 (2-log หรือ D₉₉) การทดลองใช้งานระบบฆ่าเชื้อโรคในน้ำประปาหมู่บ้านด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตแบบอัตโนมัติ ที่พัฒนาและออกแบบในห้องปฏิบัติการ พบว่า ตัวอย่างน้ำดิบที่ตกตะกอนแล้ว มีค่าความขุ่น เท่ากับ 1.37 เอ็นทียู และความเป็นกรดและด่าง เท่ากับ 6.7 เมื่อได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตเวลามากกว่า 5 นาทีขึ้นไป ไม่พบโคลิฟอร์มแบคทีเรียในตัวอย่างน้ำ ดังนั้นจึงสามารถขยายผลโดยการออกแบบและคำนวณปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลตที่เหมาะสมกับปริมาณและอัตราการไหล รวมทั้งคุณภาพน้ำดิบสำหรับการผลิตน้ำประปาหมู่บ้าน เพื่อพัฒนาเป็นระบบฆ่าเชื้อโรคในน้ำประปาหมู่บ้านด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตแบบอัตโนมัติที่มีประสิทธิภาพสำหรับนำไปติดตั้งร่วมกับการผลิตน้ำประปาหมู่บ้านในบริเวณหอถังสูงก่อนปล่อยน้ำสู่ท่อจ่ายน้ำประปาหมู่บ้านเพื่อส่งน้ำให้แก่ประชาชน ช่วยลดปริมาณเชื้อโรคในน้ำประปาหมู่บ้าน และทำให้มีคุณภาพอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานน้ำประปาดื่มได้ของกรมอนามัย