แค่ตักน้ำขึ้นมา ทำไมกังหันน้ำชัยพัฒนาช่วยบำบัดน้ำเสียได้

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ

เวลาเห็นกังหันลอยอยู่ในคลอง วงล้อที่หมุนช้า ๆ ดูเหมือนกำลังตักน้ำขึ้นมาเล่น ถ้าไม่ได้กรองน้ำหรือดูดน้ำเสียเข้าถัง แล้วเครื่องแบบนี้ช่วยปรับคุณภาพน้ำได้ตรงไหน? ยิ่งมันทำงานอยู่กลางบ่อโดยไม่มีท่อขนาดใหญ่ ภาพที่เห็นก็ยิ่งชวนให้สงสัยว่าแรงแค่ไหนถึงเปลี่ยนน้ำทั้งแหล่งได้

กังหันน้ำชัยพัฒนามีชื่อเต็มว่าเครื่องกลเติมอากาศที่ผิวน้ำหมุนช้าแบบทุ่นลอย จุดสำคัญจึงไม่ได้อยู่ที่การหมุนให้เร็ว แต่คือการยกน้ำขึ้นมาสัมผัสอากาศและทำให้น้ำเคลื่อนตัวอย่างต่อเนื่อง

หัวใจคือซองตักน้ำยกน้ำขึ้นให้สัมผัสอากาศ แล้วปล่อยกลับพร้อมกวนน้ำให้ไหลผสมกัน รูพรุนที่ซองยังช่วยกระจายน้ำใต้ผิวน้ำ จึงเพิ่มการแลกเปลี่ยนอากาศและออกซิเจนในน้ำ โดยไม่ได้กรองหรือดูดน้ำเสียออกจากบ่อ

ในแบบ RX-2 ที่มูลนิธิชัยพัฒนาอธิบาย โครงกังหันมีซองตักน้ำรอบวง 6 ซอง ความจุซองละ 110 ลิตร และเจาะรูพรุนไว้ เมื่อล้อหมุน ซองจะตักน้ำขึ้นมาให้สัมผัสอากาศก่อนเทกลับลงไป ส่วนน้ำที่ไหลผ่านรูยังช่วยพาออกซิเจนลงไปผสมกับน้ำด้านล่าง พร้อมผลักให้น้ำเคลื่อนในทิศทางที่กำหนด

ทำไมต้องเติมออกซิเจน? ออกซิเจนที่ละลายในน้ำเป็นสิ่งจำเป็นต่อสัตว์น้ำ และจุลินทรีย์บางกลุ่มใช้มันย่อยสลายสารอินทรีย์ด้วย หากมีเศษพืช ของเสีย หรืออินทรียวัตถุสะสมมาก แบคทีเรียจะใช้ออกซิเจนระหว่างการย่อยสลาย จนน้ำที่อยู่นิ่งอาจมีออกซิเจนเหลือน้อย การกวนน้ำและเพิ่มการสัมผัสอากาศจึงช่วยเสริมกระบวนการตามธรรมชาติได้

อย่างไรก็ตาม กังหันไม่ได้ทำให้น้ำทุกชนิดกลับใสทันที เพราะมันทำหน้าที่เติมอากาศและช่วยให้น้ำหมุนเวียน ไม่ได้ดักขยะหรือแยกสารปนเปื้อนทุกประเภทออกจากน้ำ ผลที่ได้จึงขึ้นกับสภาพแหล่งน้ำและการจัดการส่วนอื่นร่วมด้วย มูลนิธิชัยพัฒนาระบุว่า RX-2 เหมาะกับแหล่งน้ำธรรมชาติที่ลึกกว่า 1 เมตรและกว้างกว่า 3 เมตร ซึ่งเป็นเงื่อนไขของแบบเครื่องรุ่นนี้ ไม่ใช่กฎเดียวสำหรับเครื่องเติมอากาศทุกชนิด

ที่มาของแนวคิดก็เริ่มจากโจทย์ใช้งานจริง เมื่อวันที่ 24 ธันวาคม 2531 มีพระราชดำริให้แก้ปัญหาน้ำเสียด้วยการเติมออกซิเจน หนึ่งในแนวทางคือใช้กังหันวิดน้ำขึ้นมาแล้วปล่อยให้ตกกลับลงสู่ผิวน้ำ โดยตั้งใจให้เครื่องมีแบบเรียบง่ายและประหยัด มูลนิธิชัยพัฒนาระบุว่าได้แนวคิดตั้งต้นจาก “หลุก” อุปกรณ์วิดน้ำเข้านาแบบพื้นบ้าน

วันที่ 19 ตุลาคมของทุกปีเป็นวันเทคโนโลยีของไทย ซึ่งเชื่อมกับเหตุการณ์สาธิตฝนหลวงในปี 2515 ส่วนกังหันน้ำชัยพัฒนาเป็นอีกตัวอย่างของการใช้หลักกลศาสตร์ง่าย ๆ แก้ปัญหาสิ่งแวดล้อม: ตักน้ำให้สัมผัสอากาศ แล้วทำให้น้ำที่ผ่านการเติมอากาศไหลเวียนต่อ

ดังนั้นวงล้อที่ดูเหมือนแค่ยกน้ำขึ้นลงจึงมีงานสองอย่างในเวลาเดียวกัน ทั้งเติมอากาศและกวนน้ำให้เคลื่อน การเข้าใจหน้าที่นี้ช่วยให้เห็นขอบเขตของเครื่องด้วยว่าเป็นส่วนหนึ่งของการปรับปรุงคุณภาพน้ำ ไม่ใช่เครื่องกรองที่กำจัดสิ่งสกปรกได้ทุกชนิด