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]



รูปที่ 2.1 ถ้าอัตราการเพิ่มขึ้นของขยะติดเชื้อมีสูงกว่าอัตราการกำจัดทำลาย การลักลอบทิ้งในที่สาธารณะก็จะยังคงมีให้เห็นอยู่ต่อไป
(ที่มา : http://www.thaiwaste.com/ขยะของเสีย/ขยะติดเชื้อ-มูลฝอยติดเชื้อ/ และ http://news.thaipbs.or.th/content/134121)

            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]



รูปที่ 2.2 สถานะทั้ง 4 ของสสารเมื่อได้รับอุณหภูมิสูงขึ้นๆ คือเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว แก๊ส และพลาสมา ตามลำดับ

 

            พลาสมาคือสสารในสถานะที่ 4 ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแก๊สมีอุณหภูมิสูงมาก ดังแสดงใน รูปที่ 2.2 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

1. จันทนา มณีอินทร์, “การจัดการมูลฝอยติดเชื้อขององค์กรปกครองส่วนท้องถิ่น”, วิทยานิพนธ์ปริญญาโท สถาบันบัณฑิตพัฒนบริหารศาสตร์ 2556.
2. S. K. Nema and K. S. Ganeshprasad, "Plasma Pyrolysis of Medical Waste, Current Science", Vol. 83, No. 3, 10 August 2002.
3. Umberto Arena, “Process and Technological Aspects of Municipal Solid Waste Gasification, A Review”, Waste Management 32 (2012) 625–639.
4. 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
5. 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 หนิสอ 1)
นักวิจัยสมทบ: ดร. สัมภาส ฉีดเกตุ 1), ดร. นพฤทธิ์ สมบูรณ์กิตติชัย 2)
หน่วยงานต้นสังกัด: 1) สาขาฟิสิกส์ สำนักวิชาวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์, 2) ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

 

Back