เครื่องกรองน้ำและระบบ RO ความสำคัญและการทำงาน

การกรองน้ำและระบบ RO (Reverse Osmosis) มีบทบาทสำคัญในการผลิตน้ำที่สะอาดและปลอดภัยสำหรับการใช้งานต่างๆ ในอุตสาหกรรมและบ้านเรือน ไม่ว่าจะเป็นการดื่ม การผลิตอาหาร หรือการใช้งานในภาคอุตสาหกรรม บทความนี้จะพาคุณไปทำความรู้จักกับเครื่องกรองน้ำและระบบ RO ตั้งแต่หลักการทำงานจนถึงวิธีการเลือกเครื่อง

เครื่องกรองน้ำและระบบ ROคืออะไร

เครื่องกรองน้ำและระบบ RO (REVERSE OSMOSIS) คือเครื่องที่ใช้เทคโนโลยีการกรองน้ำโดยใช้กระบวนการ การซึมผ่านแบบย้อนกลับ ผ่าน เมมเบรน RO ซึ่งมีรูขนาดเล็กมาก เพื่อกรองเอาสิ่งปนเปื้อนต่างๆ เช่น แร่ธาตุ, สารเคมี, แบคทีเรีย, และสิ่งสกปรกอื่นๆ ออกจากน้ำ ทำให้น้ำที่ได้มีความบริสุทธิ์สูง

หลักการของเครื่อง

ระบบ RO ใช้หลักการ การซึมผ่านแบบย้อนกลับ โดยการใช้แรงดันน้ำดันผ่านเมมเบรนที่มีรูขนาดเล็กมาก (ประมาณ 0.0001 ไมครอน) น้ำที่ผ่านเมมเบรนจะมีความบริสุทธิ์สูง เพราะสิ่งเจือปนต่างๆ ไม่สามารถผ่านเมมเบรนได้ เช่น แร่ธาตุ สารเคมี และสารอื่นๆ ที่ไม่ต้องการ

องค์ประกอบของเครื่อง

เครื่องกรองน้ำและระบบ RO ประกอบด้วยส่วนสำคัญต่างๆ ดังนี้:

  • PRE-FILTER  กรองสารขนาดใหญ่ เช่น ตะกอน ฝุ่น
  • ACTIVATED CARBON FILTER กรองกลิ่น สี และคลอรีน
  • RO MEMBRANE เมมเบรนที่ทำหน้าที่กรองสารละลายและสารปนเปื้อน
  • POST-FILTER กรองน้ำอีกครั้งเพื่อให้ได้ความสะอาดที่สูงขึ้น
  • PUMP เพื่อเพิ่มแรงดันให้กับน้ำ
  • STORAGE TANK ถังเก็บน้ำที่ผ่านการกรอง

ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ที่ทำมาจากเครื่องนี้

เครื่องกรองน้ำและระบบ RO ถูกนำมาใช้ในการผลิตน้ำดื่มบรรจุขวด น้ำประปาที่สะอาด น้ำในโรงงานผลิตอาหาร เครื่องดื่ม น้ำเพื่อการอุตสาหกรรม เช่น การผลิตยา และการแปรรูปอาหาร เป็นต้น

ราคาโดยประมาณของเครื่อง

ราคาเครื่องกรองน้ำและระบบ RO ขึ้นอยู่กับขนาดและคุณสมบัติของเครื่อง โดยทั่วไปเครื่องขนาดเล็กที่ใช้ในบ้านเรือนจะมีราคาเริ่มต้นที่ประมาณ 5,000 – 20,000 บาท ส่วนเครื่องขนาดใหญ่ที่ใช้ในอุตสาหกรรมจะมีราคาเริ่มต้นที่ 50,000 บาทขึ้นไป

ข้อดีข้อเสียของเครื่อง

ข้อดี:

  • น้ำสะอาด: สามารถกรองสิ่งปนเปื้อนในน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ

  • ลดสารเคมี: กรองคลอรีน สารเคมี และแร่ธาตุที่ไม่ต้องการ

  • เพิ่มความบริสุทธิ์ของน้ำ: ทำให้ได้คุณภาพน้ำที่ดีที่สุด

ข้อเสีย:

  • น้ำทิ้ง: ระบบ RO จะทิ้งน้ำที่ไม่ผ่านการกรองออกมา ซึ่งอาจทำให้สิ้นเปลืองน้ำ

  • ต้นทุนการติดตั้งสูง: โดยเฉพาะในระบบที่ใช้ในอุตสาหกรรม

  • ต้องการการบำรุงรักษา: เมมเบรน RO ต้องการการเปลี่ยนบ่อยครั้ง

วิธีการเลือกเครื่อง

ในการเลือกเครื่องกรองน้ำและระบบ RO ควรพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น

  • ขนาดของเครื่อง: ควรเลือกเครื่องที่มีขนาดเหมาะสมกับความต้องการใช้งาน

  • ความสามารถในการกรอง: เลือกเครื่องที่สามารถกรองได้ตามระดับความบริสุทธิ์ที่ต้องการ

  • การบำรุงรักษา: ควรเลือกเครื่องที่มีระบบการบำรุงรักษาง่ายและไม่ยุ่งยาก

  • แบรนด์และการรับประกัน: เลือกเครื่องจากแบรนด์ที่มีชื่อเสียง และมีบริการหลังการขายที่ดี

วัตถุดิบที่ใช้กับเครื่อง

เครื่องกรองน้ำและระบบ RO สามารถใช้กับน้ำที่มีแร่ธาตุและสารปนเปื้อนหลายชนิดได้ แต่ไม่เหมาะกับน้ำที่มีสารพิษสูงหรือสารเคมีที่เข้มข้นมากเกินไป เช่น น้ำทะเลหรือสารละลายที่มีความเข้มข้นสูง ควรใช้ระบบ RO ในกรณีที่น้ำมีคุณภาพระดับหนึ่ง

ประวัติของเทคโนโลยี REVERSE OSMOSIS (RO)

เทคโนโลยี REVERSE OSMOSIS (RO)หรือ การซึมผ่านแบบย้อนกลับ ได้รับการพัฒนามาตั้งแต่ช่วงปี 1950 และเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับการกรองน้ำในปัจจุบันที่ใช้ในหลายภาคอุตสาหกรรม รวมถึงการผลิตน้ำดื่ม น้ำใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร และการใช้งานในระดับบ้านเรือน เทคโนโลยีนี้เป็นผลลัพธ์จากการศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการ OSMOSIS ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ของน้ำจากสารละลายที่มีความเข้มข้นน้อยไปยังสารละลายที่มีความเข้มข้นมากกว่า เมื่อผ่านเยื่อเมมเบรนที่เลือกให้ผ่านน้ำเท่านั้น โดยไม่ให้สารอื่นๆ เช่น เกลือหรือสิ่งปนเปื้อนผ่านไปด้วย

ต้นกำเนิดของ OSMOSIS

กระบวนการ OSMOSIS ถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1854 โดย HERMAN VON HELMHOLTZ นักฟิสิกส์และนักเคมีชาวเยอรมัน ซึ่งศึกษาการเคลื่อนที่ของน้ำผ่านเยื่อเมมเบรน (SEMIPERMEABLE MEMBRANE) ที่ไม่สามารถผ่านสารบางชนิดได้ กระบวนการนี้กลายเป็นพื้นฐานของเทคโนโลยี RO ในภายหลัง เนื่องจากการที่น้ำสามารถเคลื่อนที่ผ่านเยื่อเมมเบรนโดยไม่ให้สารอื่น ๆ ผ่านไปได้ นำไปสู่การพัฒนาเครื่องกรองน้ำที่มีประสิทธิภาพสูง

การพัฒนา REVERSE OSMOSIS

ในช่วงปลายทศวรรษ 1950s, ทีมงานของ JOHN CADOTTE จาก THE UNIVERSITY OF CALIFORNIA, LOS ANGELES (UCLA) และ DR. SIDNEY LOEB นักวิจัยจาก UNIVERSITY OF CALIFORNIA, LOS ANGELES (UCLA) ได้ทำการพัฒนาและประดิษฐ์ membrane สำหรับระบบ REVERSE OSMOSIS ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่สำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีนี้ให้สามารถกรองน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยในช่วงเวลานี้ได้มีการวิจัยและพัฒนาเยื่อเมมเบรนที่สามารถกรองเกลือในน้ำทะเลให้กลายเป็นน้ำจืดได้ ซึ่งการพัฒนานี้ทำให้ REVERSE OSMOSIS เป็นที่รู้จักในวงกว้างและเริ่มมีการนำไปใช้จริงในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมน้ำมันและอุตสาหกรรมอาหาร

การใช้ RO ในการทหาร

ในช่วงทศวรรษ 1960, REVERSE OSMOSIS ได้รับการสนับสนุนจาก กองทัพสหรัฐฯ เพื่อพัฒนาเครื่องกรองน้ำจากน้ำทะเลให้กลายเป็นน้ำดื่ม สำหรับการใช้งานในสถานการณ์ฉุกเฉินหรือในสถานที่ที่ขาดแคลนน้ำจืด การพัฒนาในช่วงนี้มีบทบาทสำคัญในการใช้เทคโนโลยี RO ในการแก้ปัญหาการขาดแคลนน้ำในพื้นที่ที่แห้งแล้งหรือในภารกิจของทหารที่ต้องการน้ำจืดในปริมาณมาก

การพัฒนาเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม

ในปี 1970s, เทคโนโลยี RO เริ่มถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ โดยเฉพาะในการกรองน้ำทะเลเพื่อนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตน้ำดื่มและการเกษตร การพัฒนาในช่วงนี้เป็นช่วงเวลาที่เทคโนโลยี RO ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง และเริ่มถูกนำไปใช้ในการบำบัดน้ำเสียและการผลิตน้ำบริสุทธิ์ในหลาย ๆ อุตสาหกรรม

ในปี 1979, HYDRANAUTICS (บริษัทผู้ผลิตเมมเบรน) เริ่มผลิต MEMBRANES ที่ใช้ในระบบ RO ที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งทำให้เทคโนโลยี RO ได้รับความนิยมอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะในโรงงานน้ำดื่ม

RO ในการผลิตน้ำดื่มในปัจจุบัน

ในปี 1980s-1990s, เทคโนโลยี RO ได้ถูกนำมาใช้ในตลาดเครื่องกรองน้ำสำหรับบ้านเรือน ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่เครื่องกรองน้ำ RO เริ่มได้รับความนิยมในการกรองน้ำดื่มที่บ้าน และช่วยให้ผู้บริโภคสามารถเข้าถึงน้ำที่สะอาดและปลอดภัยได้ง่ายขึ้น ในช่วงนี้ เครื่องกรองน้ำ RO มีความสามารถในการกรองได้สูงขึ้น รวมถึงมีราคาที่สามารถเข้าถึงได้ง่ายขึ้นสำหรับผู้บริโภคทั่วไป

วิวัฒนาการในปัจจุบัน

ในปัจจุบัน เทคโนโลยี REVERSE OSMOSIS ได้พัฒนาไปอย่างมาก โดยมีการผลิตเมมเบรนที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น รวมถึงมีการใช้ระบบ MULTI-STAGE REVERSE OSMOSIS (MSRO) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกรองและการประหยัดพลังงานมากขึ้น นอกจากนี้ ยังมีการพัฒนาระบบ HYBRID SYSTEM ซึ่งรวมเอาเทคโนโลยี RO กับเทคโนโลยีอื่น ๆ เช่น ULTRAVIOLET (UV) และ ULTRAFILTRATION (UF) เพื่อให้ได้ระบบกรองน้ำที่สมบูรณ์แบบที่สุด

แหล่งอ้างอิง:

  • LOEB, S., & SOURIRAJAN, S. (1963). “SEPARATION OF WATER FROM SALTWATER BY MEANS OF A SEMIPERMEABLE MEMBRANE”. SCIENCE, 142(3596), 525-527.
  • HELMHOLTZ, H. V. (1854). “ON OSMOSIS”.
  • UNIVERSITY OF CALIFORNIA, LOS ANGELES (UCLA). ข้อมูลเกี่ยวกับการพัฒนา RO โดย JOHN CADOTTE และ SIDNEY LOEB.
  • HYDRANAUTICS. ข้อมูลเกี่ยวกับการพัฒนาเมมเบรน RO.
  • WATER RESEARCH FOUNDATION. งานวิจัยเกี่ยวกับการพัฒนาเทคโนโลยี RO ในการกรองน้ำ.
  • REVERSE OSMOSIS DESALINATION. (2021). “A COMPREHENSIVE REVIEW OF REVERSE OSMOSIS DESALINATION SYSTEMS.” DESALINATION.