โครงการวิจัย 2: การพัฒนาเทคโนโลยีพลาสมาไพโรไลซิส-แก๊สซิฟิเคชันสำหรับกำจัดขยะติดเชื้อและขยะอันตรายจากโรงพยาบาล
ปัจจุบันประเทศไทยมีสถานพยาบาลซึ่งประกอบด้วยโรงพยาบาล ศูนย์บริการสาธารณสุข ศูนย์สุขภาพชุมชน คลินิก เป็นจำนวนมากกว่า 37,000 แห่ง มีจำนวนเตียงมากกว่า 140,000 เตียง โดยเฉลี่ยจะมีขยะติดเชื้อเกิดขึ้น 0.5 – 0.8 กิโลกรัมต่อเตียงต่อวัน ในปีพ.ศ. 2555 มีขยะติดเชื้อเกิดขึ้น 4.2 หมื่นตัน ในขณะที่จำนวนเตาเผาขยะติดเชื้อมีจำนวนไม่เพียงพอ ทำให้มีการลักลอบทิ้งขยะติดเชื้อในที่สาธารณะ หรือมีการเผาทำลายในเตาเผาที่ไม่ได้มาตรฐาน ขยะติดเชื้อเป็นขยะอันตรายซึ่งปนเปื้อนเชื้อโรคร้ายแรงต่างๆที่สามารถแพร่ไปยังชุมชน เช่น โรคท้องร่วง โรคพยาธิ เชื้ออหิวาตกโรค ไทฟอยด์ เป็นต้น นอกจากนั้นขยะติดเชื้อยังประกอบด้วย ถุงเลือด ผ้าก๊อซ สำลีเช็ดแผล เข็มฉีดยา ขวดน้ำเกลือ ยาปฏิชีวนะ ยาอันตราย สารเคมีอันตราย เป็นต้น ซึ่งจะทำให้เกิดมลภาวะต่างๆกับสิ่งแวดล้อม เช่น การปนเปื้อนน้ำใต้ดิน การปนเปื้อนในแหล่งน้ำสาธารณะ การปนเปื้อนในห่วงโซ่อาหาร หรือการเกิดแก๊สอันตรายต่างๆ เช่น ไดออกซิน (dioxin) ฟูแรน (furan) ถ้าหากมีการเผาขยะติดเชื้อร่วมกับขยะชุมชนในเตาเผาที่ไม่ได้มาตรฐานซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่า 800 องศาเซลเซียส [1] <br><br>
เทคโนโลยีพลาสมาไพโรไลซิส-แก๊สซิฟิเคชัน (Plasma pyrolysis / gasification technology) เป็นเทคโนโลยีการกำจัดขยะติดเชื้อที่มีประสิทธิภาพสูงสุด เนื่องจากพลาสมามีอุณหภูมิสูงกว่า 1,200 องศาเซลเซียส และมีรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ความเข้มสูง อุณหภูมิสูงของพลาสมาจะทำให้ส่วนประกอบของขยะที่เป็นพลาสติก สำลี ขวดแก้ว ผ้า ชิ้นเนื้อ สลายตัวหรือไพโรไลซิสและแก๊สซิฟิเคชันขึ้น เกิดเป็นแก๊สเชื้อเพลิง เช่น ไฮโดรเจน คาร์บอนมอนนอกไซด์ มีเทน ในขณะเดียวกันความร้อนและรังสี UV จะทำลายเชื้อโรคทุกชนิดอย่างสมบูรณ์ ทั้งเชื้อโรคปกติและเชื้อโรคที่ทนทานต่อความร้อน [2]
พลาสมาคือสสารในสถานะที่ 4 ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแก๊สมีอุณหภูมิสูงมาก เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นจะทำให้อนุภาคมีพลังงานจลน์มากขึ้น การชนกันอย่างรุนแรงระหว่างอนุภาคจะสามารถเอาชนะแรงยึดเหนี่ยวภายในระหว่างอิเล็กตรอนกับนิวเคลียส แล้วทำให้อิเล็กตรอน หลุดออกจากอะตอม เกิดการไอออนไนเซชันเป็นไอออนซึ่งมีประจุบวกและอิเล็กตรอนอิสระซึ่งมีประจุลบขึ้น นอกจากนั้นการชนกันระหว่างไอออนและอิเล็กตรอนยังทำให้เกิดการรวมตัวกันแล้วปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมา ทำให้พลาสมาเป็นสถานะของสสารที่ประกอบด้วยอนุภาคหลายชนิด ทั้งไอออน อิเล็กตรอน อะตอม โมเลกุล แรดิคัล(radicals) และ โฟตอน พลาสมาซึ่งมีอิเล็กตรอนและไอออนอยู่ในสภาวะสมดุลทางความร้อนเรียกว่าพลาสมาร้อนหรือ Thermal plasmas สำหรับพลาสมาร้อนของแก๊สออกซิเจนซึ่งแตกตัวประมาณ 25% จะมีอุณหภูมิสูงถึงประมาณ 12,000 องศาเซลเซียส โดยทั่วไป Thermal plasmas ที่มีการใช้งานในปัจจุบันมีอุณหภูมิระหว่าง 1,500 – 5,500 องศาเซลเซียส [3-5]
โครงการวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ที่จะพัฒนาองค์ความรู้ของการให้กำเนิดพลาสมาร้อนที่มีอุณหภูมิสูงระดับ 1,200 องศาเซลเซียส เพื่อนำไปใช้ในการสร้างเครื่องต้นแบบเทคโนโลยีสะอาดในการกำจัดขยะติดเชื้อและขยะอันตรายจากสถานพยาบาล
เอกสารอ้างอิง
- จันทนา มณีอินทร์, “การจัดการมูลฝอยติดเชื้อขององค์กรปกครองส่วนท้องถิ่น”, วิทยานิพนธ์ปริญญาโท สถาบันบัณฑิตพัฒนบริหารศาสตร์ 2556.
- S. K. Nema and K. S. Ganeshprasad, “Plasma Pyrolysis of Medical Waste, Current Science”, Vol. 83, No. 3, 10 August 2002
- Umberto Arena, “Process and Technological Aspects of Municipal Solid Waste Gasification, A Review”, Waste Management 32 (2012) 625–639.
- Ajay Kumar, David D. Jones and Milford A. Hanna, “Thermochemical Biomass Gasification: A Review of the CurrentStatus of the Technology”, Energies 2 (2009) 556-581; doi:10.3390/en20300556
- H. Boerrigter and R. Rauch, “Review of Applications of Gases from Biomass Gasification”, Handbook Biomass Gasification, published by the Biomass Technology Group, The Netherlands, 2005.
หัวหน้าโครงการ: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. หมุดตอเล็บ หนิสอ1)
นักวิจัยสมทบ: ดร. สัมภาส ฉีดเกตุ1), ดร. นพฤทธิ์ สมบูรณ์กิตติชัย2)
หน่วยงานต้นสังกัด: 1) สาขาฟิสิกส์ สำนักวิชาวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์, 2) ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์