การเฝ้าระวังและเตือนภัยปัญหาหมอกควัน โดยเครื่องตรวจวัดคุณภาพอากาศระบบเซ็นเซอร์ DustBoy ในประเทศไทย ระยะที่ 3

มลพิษทางอากาศเป็นปัญหาร้ายแรงอย่างหนึ่งในปัจจุบัน โดยเฉพาะฝุ่นละอองขนาดเล็กไม่เกิน 2.5 ไมครอน (PM2.5) ซึ่งส่งผลกระทบต่อสุขภาพของประชาชน มีผู้ทำวิจัยจำนวนมากที่พยายามหาวิธีแก้ไขปัญหานี้ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีแผ่นกรองที่มีการใช้งานอยู่ในปัจจุบันยังคงมีข้อจำกัด เช่น ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าสูง ไม่สามารถนำแผ่นกรองกลับมาใช้ซ้ำได้ และมีค่าความดันลดสูง

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเตรียมและทดสอบลักษณะสมบัติของแผ่นวัสดุคอมโพสิตลวดนาโนซิลเวอร์/ถ่านไม้ไผ่ และประเมินประสิทธิภาพการกรองในระดับห้องปฏิบัติการ เพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมในการขยายระดับการผลิต รวมทั้งหาแนวทางการนำไปใช้งานที่เหมาะสมในอาคารและบ้านพักอาศัย

ผลการศึกษาพบว่านวัตกรรมแผ่นกรองที่พัฒนาขึ้นสามารถกรองอากาศได้ด้วยหลักการของไฟฟ้าสถิตร่วมกับการดูดซับ โดยใช้แผ่นวัสดุคอมโพสิตลวดนาโนซิลเวอร์/ถ่านไม้ไผ่ ซึ่งมีประสิทธิภาพในการดักจับฝุ่นละอองขนาดเล็กได้ดี สภาวะที่เหมาะสมในการเตรียมแผ่นกรองคือ การใช้ลวดนาโนซิลเวอร์ที่มีความเข้มข้น 8 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ผสมกับถ่านไม้ไผ่ในอัตราร้อยละ 0.1 แล้วจุ่มเคลือบจำนวน 9 รอบ จากนั้นนำไปอบผนึกที่อุณหภูมิ 120 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 15 นาที ซึ่งให้ค่าสภาพความต้านทานแผ่นต่ำถึง 4.1 โอห์มต่อสแควร์

จากการทดสอบประสิทธิภาพของต้นแบบกล่องกรองฝุ่น พบว่าเมื่อใช้แผ่นกรองดังกล่าวร่วมกับการจ่ายกระแสไฟฟ้ากระแสตรง โดยขั้วลบ 5 โวลต์ และขั้วบวก 12 โวลต์ ที่อัตราการไหลของอากาศ 0.12 เมตรต่อวินาที และความดันลด 10 ปาสกาล สามารถลดค่าฝุ่นละอองขนาดเล็ก (PM2.5) เหลือไม่เกิน 25 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตรเมื่อเริ่มเปิดเครื่อง และลดลงเหลือไม่เกิน 5 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตรหลังจากทำงานต่อเนื่องไป 120 วินาที

ต้นแบบแผ่นกรองดังกล่าวมีประสิทธิภาพในการกำจัดฝุ่นละอองขนาดเล็กเฉลี่ยสูงถึงร้อยละ 99.90 ให้เสียงรบกวนต่ำ ประหยัดพลังงาน และสามารถนำแผ่นกรองกลับมาใช้ใหม่ได้ โดยผ่านกระบวนการจุ่มอย่างง่ายในสารเอทิลีนไกลคอล ต้นทุนการผลิตต่อเครื่องอยู่ที่ประมาณ 873.07 บาท (ไม่รวมค่าแรง)

ดังนั้น การผลิตเครื่องกรองฝุ่นละอองจากวัสดุคอมโพสิตลวดนาโนซิลเวอร์/ถ่านไม้ไผ่จึงมีความเป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์ สามารถผลิตจำหน่ายในราคาที่ไม่แพง และให้ประสิทธิภาพสูงในการกำจัดฝุ่นละอองขนาดเล็ก ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญในปัจจุบัน

คำสำคัญ: ฝุ่นละอองขนาดเล็กไม่เกิน 2.5 ไมครอน, ลวดนาโนซิลเวอร์, ถ่านไม้ไผ่, แผ่นกรอง, แผ่นกรองใช้ซ้ำ, ประจุลบ, ต้นทุนต่ำ