มูลนิธิราชประชานุเคราะห์ ในพระบรมราชูปถัมภ์ จัดพิธีลงนามบันทึกความเข้าใจความร่วมมือ (MOU) โครงการทดสอบและพัฒนาต่อยอดเครื่องบำบัดอากาศที่มีมลพิษและฝุ่นขนาดเล็ก PM2.5 ร่วมกับบริษัท พีทีที โกลบอล เคมิคอล จำกัด (มหาชน) เพื่อช่วยลดปัญหามลพิษทางอากาศให้กับประชาชน

พิธีลงนามบันทึกความเข้าใจความร่วมมือ (MOU) โครงการทดสอบและพัฒนาต่อยอดเครื่องบำบัดอากาศที่มีมลพิษและฝุ่นขนาดเล็ก PM2.5

เมื่อวันที่ 13 กุมภาพันธ์ที่ผ่านมา ณ ห้องประชุมชั้น 4 สำนักงานมูลนิธิราชประชานุเคราะห์ฯ พลเรือเอก พงษ์เทพ หนูเทพ องคมนตรี ในฐานะประธานกรรมการบริหาร มูลนิธิราชประชานุเคราะห์ฯ และดร.คงกระพัน อินทรแจ้ง ประธานเจ้าหน้าที่บริหาร บริษัท พีทีที โกลบอล เคมิคอล จำกัด (มหาชน) หรือ GC ร่วมกันลงนามบันทึกความเข้าใจความร่วมมือ (MOU) โครงการทดสอบและพัฒนาต่อยอดเครื่องบำบัดอากาศที่มีมลพิษและฝุ่นขนาดเล็ก PM 2.5 โดยมีจุดมุ่งหมายร่วมกันในการนำองค์ความรู้ของคนไทยมาต่อยอดในการสร้างสิ่งประดิษฐ์ขึ้นใช้เองในประเทศ อันเป็นวิถีทางในการพัฒนาพึ่งพาตนเอง เพื่อแก้ปัญหาอย่างยั่งยืน โดยมูลนิธิราชประชานุเคราะห์ฯ เล็งเห็นถึงปัญหาหมอกควันจากไฟป่าทางภาคเหนือที่เกิดขึ้นเป็นประจำทุกปี และฝุ่นขนาดเล็ก PM2.5 ทำให้เกิดมลพิษทางอากาศ ส่งผลกระทบต่อสุขภาพของประชาชนอย่างมากซึ่งเป็นปัญหาที่สำคัญที่ควรได้รับการแก้ไขอย่างเร่งด่วน

พลเรือเอก พงษ์เทพ หนูเทพ องคมนตรี ในฐานะประธานกรรมการบริหาร มูลนิธิราชประชานุเคราะห์ฯ

มูลนิธิราชประชานุเคราะห์ ในพระบรมราชูปถัมภ์ น้อมนำพระบรมราโชบายของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ในการบรรเทาทุกข์ที่เกิดขึ้นให้แก่ประชาชน โดยการจัดสร้างเครื่องต้นแบบสำหรับบำบัดอากาศที่มีมลพิษและฝุ่นขนาดเล็ก PM 2.5 ขึ้น เพื่อช่วยลดปัญหามลพิษทางอากาศดังกล่าว ซึ่งเดิมมูลนิธิราชประชานุเคราะห์ฯ ได้ดำเนินการให้ความช่วยเหลือต่อประชาชนในพื้นที่ประสบภัยต่าง ๆ ด้วยการแจกหน้ากากอนามัย N95 เพื่อใช้แก้ปัญหาในเบื้องต้น พบว่าใช้งบประมาณสูงกว่าการจัดสร้างเครื่องต้นแบบสำหรับบำบัดอากาศที่มีมลพิษและฝุ่นขนาดเล็ก PM 2.5 ที่ใช้งบประมาณไม่เกิน 300,000 บาท ต่อเครื่อง โดยตัวเครื่องเป็นระบบบำบัดอากาศแบบเปียก อากาศจะถูกดูดเข้ามาในเครื่องบำบัดด้วยพัดลมดูดอากาศ ผ่านเข้ามาจะถูกทำให้เกิดการอัดตัวโดยผ่านอุปกรณ์ที่เรียกว่า “เวนทูรีสครับเบอร์” โดยใช้น้ำเป็นตัวกลางในการดักจับฝุ่นละอองขนาดเล็กที่ติดมากับมวลอากาศ ซึ่งรูปแบบการใช้น้ำออกแบบไว้ 2 รูปแบบ คือ

1.  แบบเป็นฟิล์ม ไหลเคลือบผิวท่อเวนทูรี ซึ่งน้ำส่วนนี้จะถูกอากาศที่อัดเข้ามาด้วยความเร็วและแรงดันสูงทำให้ฟิล์มน้ำกลายเป็นละอองฝอยขนาดเล็ก 
2. แบบพ่นเป็นละอองฝอย ละอองฝอยน้ำทั้งหมดจะทำหน้าที่ดักจับโดยการสัมผัสกับฝุ่น PM 2.5 ที่ปนเปื้อนอยู่ในเนื้ออากาศให้เข้ามาอยู่ในเนื้อละอองน้ำแทน กระบวนการนี้เรียกว่า “การสครับ”จากนั้นทั้งอากาศและละอองน้ำจะถูกบังคับให้ไหลลงไปด้านล่างยังถังน้ำหมุนวน ที่ 1 ซึ่งละอองน้ำส่วนใหญ่จะเกิดการควบแน่นและถูกจัดเก็บอยู่ในถังน้ำ มวลอากาศทั้งหมดและละอองน้ำบางส่วนที่ยังไม่ควบแน่นจะไหลต่อไปยังถังดักจับละอองน้ำ โดยอุปกรณ์ที่เรียกว่า “demist vane” ซึ่งละอองน้ำจะควบแน่นและไหลไปรวมตัวกันที่ก้นถังในส่วนที่เรียกว่า “ถังน้ำหมุนวนที่ 2” อากาศที่ผ่านการบำบัดแล้วทั้งหมดจะไหลออกกลับคืนสู่ด้านนอกทางปล่องปล่อยออก โดยออกแบบเป็นรูปตัวที (T) ที่มีฝาปิด-เปิดเพื่อให้สามารถเลือกรูปแบบการปล่อยออกแบบทิศทางเดียวหรือสองทิศทางได้ และฝาปิด-เปิดสามารถปรับระดับองศาการปิด-เปิดได้ เพื่อให้สามารถกำหนดมุมองศาการปล่อยอากาศที่บำบัดแล้ว ออกไปยังจุดพื้นที่และระดับความสูงที่ต้องการได้ 

โดยได้รับความร่วมมือในการพัฒนาต่อยอดให้เครื่องมีประสิทธิภาพสูง จากบริษัท พีทีที โกลบอล เคมิคอล จำกัด (มหาชน) ในฐานะที่เป็นองค์กรซึ่งให้ความสำคัญในด้านการวิจัย โดยจะใช้เทคโนโลยีและนวัตกรรม

ดร.คงกระพัน อินทรแจ้ง ประธานเจ้าหน้าที่บริหาร บริษัท พีทีที โกลบอล เคมิคอล จำกัด (มหาชน) หรือ GC

ในการลดปัญหามลพิษทางอากาศ สนับสนุนบุคลากรนักวิจัย วิศวกร และองค์ความรู้ ซึ่งการลงนามความร่วมมือในครั้งนี้ มีระยะเวลา 6 เดือน ตั้งแต่วันที่ 13 กุมภาพันธ์ 2563 ถึงวันที่ 12 สิงหาคม 2563 แบ่งเป็น 2 ระยะ คือ

ระยะที่ 1  GC มอบเงินสนับสนุนให้แก่มูลนิธิราชประชานุเคราะห์ฯ เพื่อสร้างเครื่องบำบัดอากาศต้นแบบจำนวน 7 เครื่อง โดยจะมีการทดสอบเครื่องบำบัดอากาศ นำร่องใน 2 พื้นที่ ได้แก่

(1) บริเวณโดยรอบวัดราชบพิตรสถิตมหาสีมารามราชวรวิหาร เขตพระนคร

(2) บริเวณโดยรอบวังสระปทุม เขตปทุมวัน หรือพื้นที่ตามที่มูลนิธิฯ กำหนด

ระยะที่ 2 GC จะพัฒนาต่อยอดจากเครื่องต้นแบบ โดยการสนับสนุนนักวิจัย วิศวกร พนักงานและนวัตกรรมของบริษัทฯ ร่วมกันวิเคราะห์ผล และศึกษาแนวทางเพื่อปรับปรุงพัฒนาให้การทำงานมีประสิทธิภาพสูงขึ้น

ขั้นตอนและหลักการทำงานของเครื่องบำบัดอากาศที่มีมลพิษและฝุ่นขนาดเล็ก PM 2.5 ต้นแบบ

ภาพแสดงลักษณะโครงสร้างและส่วนประกอบต่างๆของเครื่องบำบัดอากาศฯ

• ลักษณะโครงสร้างและส่วนประกอบต่างๆของเครื่องบำบัดอากาศที่มีมลพิษและฝุ่นขนาดเล็ก PM 2.5 ต้นแบบ เครื่องเป็นระบบบำบัดอากาศแบบเปียก อากาศจะถูกดูดเข้ามาในเครื่องบำบัดด้วยพัดลมดูดอากาศ (หมายเลข 1)
• อากาศที่ผ่านเข้ามาจะถูกทำให้เกิดการอัดตัวโดยผ่านอุปกรณ์ที่เรียกว่า “เวนทูรีสครับเบอร์” (หมายเลข 3) น้ำถูกใช้เป็นตัวกลางในการดักจับฝุ่นละอองขนาดเล็กที่ติดมากับมวลอากาศ 
•  จากนั้นทั้งอากาศและละอองน้ำจะถูกบังคับให้ไหลลงไปด้านล่างยังถังน้ำหมุนวนที่ ๑ (หมายเลข 4) ที่ถังน้ำหมุนวนที่ 1 ละอองน้ำส่วนใหญ่จะเกิดการควบแน่นและถูกจัดเก็บอยู่ในถังน้ำ มวลอากาศทั้งหมดและละอองน้ำบางส่วนที่ยังไม่ควบแน่นจะไหลต่อไปยังถังดักจับละอองน้ำ (หมายเลข 16) ที่ถังดักจับละอองน้ำถูกออกแบบให้ทำหน้าที่หลักในการดักจับละอองน้ำโดยอุปกรณ์ ที่เรียกว่า “demist vane” (หมายเลข 7) ซึ่งละอองน้ำจะควบแน่นและไหลไปรวมตัวกันที่ก้นถังในส่วนที่เรียกว่า “ถังน้ำ  หมุนวนที่ 2” (หมายเลข 20) 
• อากาศที่ผ่านการบำบัดแล้วทั้งหมดจะไหลออกกลับคืนสู่ด้านนอกทางปล่องปล่อยออก (หมายเลข 6) ปล่องปล่อยออกถูกออกแบบเป็นรูปตัวที (T) ที่มีฝาปิด-เปิดเพื่อให้สามารถเลือกรูปแบบการปล่อยออกแบบทิศทางเดียวหรือสองทิศทางได้ และฝาปิด-เปิดสามารถปรับระดับองศาการปิด-เปิดได้เพื่อให้สามารถกำหนดมุมองศาการปล่อยอากาศที่บำบัดแล้ว ออกไปยังจุดพื้นที่และระดับความสูงที่ต้องการได้
• นอกจากนี้ยังได้ออกแบบให้สามารถนำท่อยืด-หดมาสวมต่อกับปลายท่อตัวทีได้ทั้งสองด้าน ทำให้สามารถนำอากาศที่บำบัดแล้วปล่อยออกไปยังพื้นที่แคบ จุดจำเพาะ หรือจุดอับได้ รวมทั้งได้ออกแบบให้ท่อตัวที (T) สามารถหมุนได้ 360 องศา
• จากการศึกษาสภาพอากาศที่ปนเปื้อนฝุ่นละอองขนาดเล็กในพื้นที่ชุมชนเมืองส่วนใหญ่จะมีปัญหาทางด้านการปนเปื้อนของมลพิษอื่น ๆ ที่ทำให้เกิดสภาพความเป็นกรด-ด่างร่วมด้วย การออกแบบและจัดสร้างเครื่องบำบัดฝุ่น PM 2.5 (ต้นแบบ) ครั้งนี้ จึงได้ออกแบบจัดสร้างระบบบำบัดมลพิษความเป็นกรด-ด่างของอากาศควบคู่ไปพร้อมกันด้วย โดยน้ำที่ใช้หมุนวนจะถูกตรวจวัดค่าความเป็นกรด-ด่างด้วยหัววัด (หมายเลข 8) อยู่ตลอดเวลา ค่าที่วัดได้ จะถูกส่งไปยังตัวควบคุมค่าความเป็นกรด-ด่าง ซึ่งมีการกำหนดตั้งค่าความเป็นกรด-ด่างควบคุมอิงตามค่ามาตรฐาน
• น้ำทิ้งอุตสาหกรรม ถ้าค่าที่วัดได้มีความเป็นกรดเกินค่าควบคุม ตัวควบคุมจะส่งคำสั่งไปยังปั๊มฉีดด่าง (หมายเลข 21) ให้ทำการเติมด่างลงในถังน้ำหมุนวนที่ 1 อย่างต่อเนื่องจนกว่าค่าที่วัดได้อยู่ในเกณฑ์ควบคุม ปั๊มด่างจะหยุดทำงาน 
• และในทำนองเดียวกัน ถ้าค่าที่ตรวจวัดได้เกินค่าด่างที่ควบคุม ปั๊มฉีดกรด (หมายเลข 22) จะถูกสั่งให้เติมกรดลงในถังน้ำหมุนวนที่ ๑ จนกว่าค่าจะอยู่ในเกณฑ์ที่ควบคุม ที่ท่อน้ำหมุนวนจะมีการติดตั้งตัวกรองตะกอนฝุ่นไว้ด้วย ดังนั้นน้ำใช้หมุนวนสามารถปล่อยทิ้งได้ตามเกณฑ์มาตรฐานน้ำทิ้งอุตสาหกรรมระบบได้ถูกออกแบบและจัดสร้างเพื่อใช้งานในพื้นที่เปิดให้เป็นแบบเคลื่อนที่ได้ เพื่อที่จะทำให้เกิดความคล่องตัวและมีความยืดหยุ่นในการเข้าสู่พื้นที่ที่เกิดปัญหาได้เป็นอย่างดี และสามารถปฏิบัติภารกิจตามหลักการสำคัญซึ่งเป็นหัวใจของวิธีการบำบัดฝุ่น PM 2.5 ในพื้นที่เปิด ที่โครงการนี้ได้คิดค้นพัฒนาขึ้นเป็นโมเดล 
• หลักการของโมเดลนี้มีแนวคิดกำหนดแบ่งอากาศที่จะทำการบำบัดเป็นระดับชั้น โดยความสูงของระดับชั้นเลือกออกแบบกำหนดจากระดับความสูงในแนวดิ่งที่วัดจากระดับพื้นขึ้นไปในอากาศ  ทั้งนี้ระดับชั้นเพื่อทำการบำบัดดังกล่าวสามารถเลือกกำหนดได้ตามความเหมาะสมของวัตถุประสงค์  เช่น วัตถุประสงค์ของการบำบัดที่ออกแบบไว้ครั้งนี้ เพื่อคืนสภาพอากาศที่ปลอดภัยสำหรับใช้ในวิถีการดำรงชีวิตเป็นปกติสุขให้กับประชาชนทั่วไปสามารถปฏิบัติภารกิจพื้นฐาน เดินทางสัญจรไปมา ค้าขาย ทำงาน ได้ตามปกติ เป็นต้น ด้วยวัตถุประสงค์ดังกล่าว ระดับความสูงชั้นอากาศเพื่อการบำบัดจึงถูกเลือกกำหนดที่ 3-5 เมตร จากพื้นดิน ดังนั้น ปริมาตรอากาศที่เครื่องจะต้องทำการบำบัดเท่ากับ (พื้นที่แนวระนาบX ระดับความสูง) เครื่องที่ออกแบบสร้างครั้งนี้มีขีดความสามารถดูดอากาศเข้าได้ 2.2 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที
• ปริมาตรอากาศที่ปล่องปล่อยออกคำนวณจากค่าความเร็วอากาศขาออกที่วัดได้เท่ากับ 2 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที ประสิทธิภาพในการบำบัด PM 2.5 จากการทดสอบอยู่ระหว่าง 85-90 % 

เครื่องบำบัดอากาศที่มีมลพิษและฝุ่นขนาดเล็ก PM 2.5

ช่วงเวลาบำบัด ตั้งแต่ 6.00-18.00 น. ดังนั้น เครื่องที่จัดสร้างขึ้นมีขีดความสามารถบำบัดอากาศที่ระดับชั้น 3 เมตรได้ เท่ากับ 0.086 ตารางกิโลเมตร ต่อ 12 ชั่วโมง ถ้าอากาศที่จะบำบัดมีค่าความเข้มข้น PM 2.5 เท่ากับ 100 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ทุก ๆ 1 วินาที เครื่องจะปล่อยอากาศที่บำบัดแล้วได้ 1 ลูกบาศก์เมตร ที่ค่าความเข้มข้น PM 2.5 เท่ากับ 15 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (คิดประสิทธิภาพการบำบัดที่ 85 %) ซึ่งต่ำกว่าค่ามาตรฐานอนามัยโลกที่กำหนดระดับดีมากไว้ที่ 35ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร 

นอกจากนี้ เมื่อนำอากาศที่บำบัดแล้วนี้ปล่อยไปยังอากาศที่ยังไม่ได้บำบัด จะได้ว่าอากาศที่ยังไม่ได้บำบัดจะถูกอากาศที่บำบัดแล้วไปเจือจางความเข้มข้นของอากาศที่ยังไม่ได้บำบัดลดลงจาก 100 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร เหลืออยู่ที่ 57.5 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร 

ดังนั้น ในการดูดอากาศเข้าบำบัดหนึ่งครั้ง อากาศจะได้รับการบำบัดสองส่วน คืออากาศที่ได้รับการบำบัดจากเครื่องและอากาศที่ได้รับการบำบัดจากการเจือจาง ทำให้ทุกวินาทีอากาศได้รับการบำบัดเป็น 4 ลูกบาศก์เมตร สำหรับพื้นที่เปิดขนาดใหญ่ โมเดลได้กำหนดรูปแบบการบำบัดอากาศโดยตีเส้นกริดโซน หนึ่งหน่วยกริดโซนจะใช้เครื่องบำบัด 4 เครื่อง ตั้งจุดบำบัดที่มุมทั้งสี่ของตารางกริด ขนาดหน่วยตารางกริดสามารถกำหนดได้ตามวัตถุประสงค์ 

 ทั้งนี้ โมเดลการบำบัดที่คิดขึ้นได้พัฒนารูปแบบทิศทางและจุดของการดูดอากาศที่จะบำบัดและการปล่อยอากาศที่บำบัดแล้วให้เหมาะสมกับสภาวะเงื่อนไขทางกายภาพของพื้นที่ที่จะบำบัด เช่น พื้นที่ในเมือง เขตโรงพยาบาล โรงเรียน สนามบิน พื้นที่แอ่งกระทะมีภูเขาล้อมรอบ เป็นต้น การเลือกกำหนดรูปแบบการดูดและปล่อยออกนี้สามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพการบำบัดได้อย่างมาก เครื่องขนาดเล็กแต่เมื่อนำหลักการของโมเดลไปประยุกต์ใช้จะทำให้สามารถบำบัดอากาศได้ในพื้นที่เปิดที่มีเงื่อนไขทางภาพที่แตกต่างกันได้เป็นอย่างดี และสามารถรวมกำลังเครื่องจากเขตหรือจังหวัดต่าง ๆ มาบูรณาการร่วมกันปฏิบัติงานในกรณีเกิดวิกฤติที่รุนแรงในที่ใดที่หนึ่งได้ อันเป็นการใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ได้อย่างคุ้มค่าอีกทางหนึ่งด้วย