โครงงานวิทยาศาสตร์

 

 

 

โครงงานวิทยาศาตร์ ประเภทสิ่งประดิษฐ์

Greenhouse vegetables in the future”

โดย

                                        เด็กหญิงณัฏฐธิดา     แก้วบุญทัน  เลขที่   18

                                        เด็กหญิงแพรพิไล      ทัศศิริ         เลขที่     25

                                        เด็กหญิงสิรินุช           เนียมดวง    เลขที่   30

ชั้นมัทยมศึกษาปีที่ 2/13

ครูที่ปรึกษา

นายสราวุธ   สุธีรวงศ์

นายสามารถ  จิตจรัส

โรงเรียนโพธาวัฒนาเสนี อำเภอโพธาราม จังหวัดราชบุรี

สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมการศึกษาเขต 8

รายงานฉบับนี้เป็นส่วนประกอบของโครงงานวิทยาศาสตร์ประเภทสิ่งประดิษฐ์

 

 

 

 

 

Greenhouse vegetables in the future”

 

 

 

โดย

เด็กหญิงณัฏฐธิดา    แก้วบุญทัน เลขที่ 18

เด็กหญิงแพรพิไล      ทัศศิริ         เลขที่ 25

เด็กหญิงสิรินุช         เนียมดวง    เลขที่ 30

ชั้นมัทยมศึกษาปีที่ 2/13

 

ครูที่ปรึกษา

นายสราวุธ   สุธีรวงศ์

นายสามารถ  จิตจรัส

 

 

 

 

 

บทคัดย่อ

ชื่อโครงงาน       :  Greenhouse vegetables in the future

ชื่อผู้ทำโครงงาน  :   เด็กหญิงณัฏฐธิดา   แก้วบุญทัน

                             :    เด็กหญิงแพรพิไล    ทัศศิริ

                             :    เด็กหญิงสิรินุช    เนียมดวง

อาจาร์ยที่ปรึกษา   :   นายสราวุธ   สุธีรวงค์

                                   นายสามารถ  จิตจรัส

โรงเรียน               :    โพธาวัฒนาเสนี อำเภอโพธาราม จังหวัดราชบุรี

สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษาเขต 8

                     จากผลการดำเนินงานโครงงานประเภทสิ่งประดิษฐ์โรงเรือนในอนาคต Greenhouse vegetables in the future สิ่งประดิษฐ์ชิ้นนี้เป็นสิ่งประดิษฐ์ในรูปแบบโมเดล  สามารถเป็นโรงเรือนในอนาคตได้ และ โครงงานนี้ในอนาคตสามารถต่อยอดในรูปแบบที่เป็นจริงได้ เมื่อถึงอนาคตนั้นจะมีเทคโนโลยีที่เพิ่มความสะดวกสบายในอาชีพได้อีก

 

 

 

 

 

 

กิตติกรรมประกาศ

การจัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์ประเภทสิ่งประดิษฐ์ เรื่อง Greenhouse vegetables in the future

นี้สามารถสำเร็จลุล่วงได้ด้วยดี โดยคำแนะนำ ชี้แนะจากอาจารย์ สราวุธ สุธีรวงศ์  อาจารย์ที่ให้คำปรึกษาของ

โครงงานเกี่ยวกับสิ่งประดิษฐ์ในอนาคต และ อาจารย์สามารถ จิตจรัส ผู้ที่ที่ให้คำปรึกษาโครงงาน รวมถึงคำ

ชี้แนะจากคุณครูหลายท่านที่สละเวลาช่วยให้คำปรึกษา

คณะผู้จัดทำ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

สารบัญ

บทที่                                                                                                                                                                               หน้า

    บทคัดย่อ………………………………………………………………………………………………………………………        ก

กิตติกรรมประกาศ…………………………………………………………………………………………………………         ข

สารบัญ……………………………………………………………………………………………………………………….           ค

สารบัญตาราง…………………………………………………………………………………………………..        ง

สารบัญภาพ…………………………………………………………………………………………………….          จ

1 บทนำ………………………………………………………………………………………………………….             1

     ที่มาของโครงงาน…………………………………………………………………………………………             1

     จุดมุ่งหมายของโครงงาน………………………………………………………………………………..            1

ขอบเขตการศึกษาค้นคว้า………………………………………………………………………………….            2

ประโยชน์และคุณค่าของโครงงาน……………………………………………………………………             2

ระยะเวลาการดำเนินงาน……………………………………………………………………………………………….           2

2 เอกสารที่เกี่ยวข้อง……………………………………………………………………………………………………………        3

ความหมายของการบำบัดน้ำเสีย………………………………………………………………..          3

ประวัติต้นกก……………………………………………………………………………………         9

3 อุปกรณ์และวิธีการดำเนินงาน……………………………………………………………………        12

   ตารางอุปกรณ์…………………………………………………………………………………….              12

   วิธีการดำเนินงาน…………………………………………………………………………………        12

ภาพวิธีการดำเนินงาน……………………………………………………………………………..        13

4 ผลการดำเนินงาน…………………………………………………            14

5 สรุป  และอภิปรายผลการดำเนินงาน …………………………….             15

     บรรณานุกรม……………………………………………………            16

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

สารบัญตาราง

ตารางที่                                                                                         หน้า

1  ตารางระบบบำบัดน้ำธรรมชาติ                                     4

2   ตารางอุปกรณ์                                                                         12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

สารบัญภาพ

ภาพที่                                                                                                     หน้าที่

1  ภาพโครงการวิจัยแหลมผักเบี้ย                                                          3

2  ภาพที่ใช้หญ้าต้นกกเป็นการบำบัดน้ำเสีย                                          4

3  ภาพระบบการบำบัดน้ำสี่บ่อ                                                              5

4  ภาพการบำบัดน้ำโดยอาศัยป่าชายเลน                                                 6

5  ภาพรูปต้นกก                                                                                      10

6   ภาพวิธีการดำเนินงาน                                                                        13

 

 

 

 

 

 

 

บทที่ 1

บทนำ

ที่มาและความสำคัญของโครงงาน

ในปัจจุบันเทคโนโลยีต่างเข้ามามีบทบาทในการประกอบอาชีพทางด้าน การเกษตร  การเกษตรที่ทำเกี่ยวการสร้างสถานที่เพาะปลูกพืชผลทางการเกษตรจึงรับเทคโนโลยีใหม่ๆในการทำโรงเรือนในรูปแบบต่างๆซึ่งเราจะนำมาเชื่อมโยงกับโครงงานการพัฒนาในชื่อของโครงงาน Greenhouse vegetables in the future ซึ่งมีฐานข้อมูลมาการคิดค้นประดิษฐ์โรงเรือนในอนาคตในรูปแบบที่เกิดจากการสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆเพื่อเป็นตัวอย่างให้กับผู้ที่สนใจในด้านการคิดค้น

จากเหตุผลดังกล่าวเราจึงคิดค้นรูปแบบโรงเรือนปลูกผักในอนาคตแบบที่เป็นโมเดลแบบจำลองของโรงเรือนที่ได้คิดค้นขึ้นมีลักษณะโดยหลังคาเป็นแบบกักเก็บความร้อนและความชื้นในรูปแบบของอุณหภูมิห้องและมีวงจรการหมุนเวียนบำบัดน้ำแบบการพึ่งธรรมชาติโดยการบำบัดเราโดยรับแนวคิดจาก

โครงการในพระราชดำริแหลมผักเบี้ยของ”พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวรัชกาลที่ ๙”ที่มีระบบบำบัดน้ำมาจากธรรมชาติโดยใช้ระบบพืชและหญ้ากรองน้ำเสีย หรือ Plant and Grass Filtration ซึ่งคำว่า plant และ grass แปลว่าพืชและหญ้า การบัดบัดน้ำเสียแบบนี้ใช้พืชและหญ้าเป็นตัวกรองน้ำเสีย คำว่า filtrate แปลว่ากรอง ดังนั้น คำว่า filtration จึงแปลว่าการกรอง ซึ่งแปลงหรือบ่อจะเก็บกักน้ำเสีย และปลูกธูปฤาษี กกกลม และหญ้าแฝกอินโดนีเซีย หรือปลูกหญ้าอาหารสัตว์ พืชเหล่านี้มีคุณสมบัติกรองและดูดซับของเสียที่อยู่ในน้ำที่สะอาดแล้วเข้าสู่บ่อกักเก็บน้ำของโรงเรือนและนำมาใช้และหลังจากการใช้ต้นกกเราสามนำต้นกกมาทำการจักรสานและสามารถทำให้เกิดมูลค่าทางการค้าอีกด้วย

จุดมุ่งหมายของโครงงาน

1.เพื่อประดิษฐ์  โรงเรือนในอนาคต และมีหลังคาที่เปิด-ปิดได้

2.เพื่อที่จะได้เห็นคุณค่าของการบำบัดน้ำแบบธรรมชาติ

3.เป็นแนวทางการศึกษาและนำไปพัฒนาในดียิ่งขึ้นไป

ขอบเขตการศึกษาค้นคว้า

ประดิษฐ์โรงเรือนในอนาคต และ ระบบบำบัดน้ำธรรมชาติ

ประโยชน์และคุณค่าของโครงงาน

     1.เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่คิดค้นในอนาคต

2.เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่สามารถนำธรรมชาติมาเกี่ยวข้อง

3.เป็นนาวทางความคิดให้กลับผู้อื่นต่อไปได้

ระยะเวลาการในการดำเนินงาน

      ระหว่างวันที่ 16 มกราคม – 16 กุมภาพันธ์ 2560

 

 

 

 

 

 

 

 

 

บทที่ 2

เอกสารที่เกี่ยวข้อง

        ความหมายของการบำบัดน้ำเสีย

การบำบัดน้ำเสีย  หมายถึง  การกำจัดหรือทำลายสิ่งปนเปื้อนในน้ำเสียให้หมดไป หรือเหลือน้อยที่สุดให้ได้มาตรฐานที่กำหนดและไม่ทำให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม น้ำเสียจากแหล่งต่างกันจะมีคุณสมบัติ
ไม่เหมือนกันดังนั้นกระบวนการบำบัดน้ำจึงมีหลายวิธี

โครงงานวิจัยของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวรัชกาลที่๙

 

 

 

 

 

 

ตารางที่ 1

ระบบการบำบัดน้ำเสียชุมชน ได้แบ่งเทคโนโลยีการบำบัดออกเป็น 4 ระบบ ดังนี้

 

1 ระบบบ่อบำบัดน้ำเสีย (Lagoon Treatment)

 

3 ระบบพื้นที่ชุ่มน้ำเทียม (Constructed Wetland)

 

2 ระบบพืชและหญ้ากรองน้ำเสีย (Plant and Grass Filtration)

 

4 ระบบแปลงพืชป่าชายเลน (Mangrove Forest Filtration)

 

  1. ระบบบ่อบำบัดน้ำเสีย (Lagoon Treatment)

เป็นระบบที่อาศัยการกักพักน้ำเสียไว้ในระยะเวลาที่เหมาะสมกับปริมาณความสกปรกของน้ำ การเติมออกซิเจนด้วยกระบวนการสังเคราะห์แสงของแพลงก์ตอน และสาหร่าย อาศัยแรงลมช่วยในการพลิกน้ำเติมอากาศ การย่อยสลายสารอินทรีย์ด้วยจุลินทรีย์ และระยะเวลากักพักน้ำจะช่วยฆ่าเชื้อโรค ระบบบ่อบำบัดน้ำเสียของโครงการฯ ประกอบด้วย ระบบบ่อบำบัดน้ำเสีย 3 ประเภท จำนวน 5 บ่อ ในการออกแบบโดยการสร้างบ่อดิน 3 ประเภท ความลาดชัน 1:1000 ต่อต้นแบบอนุกรม ให้น้ำเสียเติมเต็มทุกวันแล้วปล่อยน้ำดีไหลผ่านข้ามสู่บ่อถัดไป

ประเภทที่ 2 บ่อผึ่ง มีจำนวน 3 บ่อหรือตามความจำเป็นของขนาดพื้นที่ บ่อนี้จะสาหร่ายจะเจริญเติบโตและสังเคราะห์แสงให้ออกซิเจนเพิ่มพลังแก่จุลินทรีย์กัดกินอาหารของเสียที่อยู่ในน้ำ บ่อนี้น้ำเสียจะถูกบำบัด 85 – 90 % จึงต้องหาทางให้อากาศถ่ายเทได้ดีในบ่อนี้

ประเภทที่ 3 บ่อปรับสภาพ 1 บ่อ เป็นบ่อบำบัดแบบใช้อากาศ ความลึก 1.7 เมตร ทำหน้าที่ปรับแต่งปรับสภาพ เพื่อกำจัดสาหร่าย น้ำที่พ้นบ่อนี้ปล่อยลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติได้ปลอดภัย  บ่อบำบัดน้ำเสียนี้  ยังทดลองเลี้ยงปลาได้ พบว่าปลาเจริญเติบโตได้ดีและบริโภคปลอดภัย เช่น ปลานิล ปลา

การก่อสร้างบ่อบำบัดน้ำเสียแต่ละประเภทแต่ละบ่อ จะต้องเชื่อมต่ออย่างเป็นอนุกรม สามารถรองรับปริมาณน้ำเสียสูงสุดได้ 10,000ลูกบาศก์เมตร/วัน  โดยน้ำเสียจะถูกลำเลียงจากเทศบาลเมืองเพชรบุรีเข้าสู่บ่อตกตะกอน แล้วผ่านไปยังบ่อผึ่ง 1 2 และ 3 ตามลำดับ จากนั้นเข้าสู่บ่อปรับสภาพคุณภาพน้ำเป็นขั้นสุดท้าย ทั้งนี้น้ำเสียแต่ละบ่อ จะไหลล้นผ่านอาคารระบายน้ำด้านบนและเชื่อมต่อกันทางตอนล่างของบ่อถัดไปเป็นลำดับ สำหรับระบบนี้มีประสิทธิภาพการบำบัดเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสีย

หลักการ : โดยใช้บ่อดิน  3 -5 บ่อ เป็นบ่อบำบัดน้ำเสีย โดยการเปิดน้ำเสียเข้าพักไว้ในเวลาที่เหมาะสมตามค่าความสกปรกของน้ำเสีย  แล้วปล่อยให้ระบบทำลายความสกปรกด้วยจุลินทรีย์ตามธรรมชาติ ทำงานกำจัดความสกปรก  โดยอาศัยกลไกให้สาหร่ายสังเคราะห์แสงเพิ่มออกซิเจน ( O?)  ในน้ำให้จุลินทรีย์เติมพลังเพื่อกัดกินอินทรีย์สารในความสกปรก และสายลมพัดช่วยเติมอากาศออกซิเจน ( O?) ในน้ำช่วยลดอุณหภูมิของน้ำ  น้ำระเหยไปกับสายลมช่วยให้น้ำเย็นลง

ระบบนี้ใช้หลักการบำบัดน้ำเสียโดยอาศัยกลไกให้สาหร่ายสังเคราะห์แสงเพื่อให้ออกซิเจนแก่จุลินทรีย์สำหรับการหายใจและย่อยสลายกัดกินของเสีย โดยมีลมพัดช่วยเติมอากาศลดอุณหภูมิและแสงแดดเป็นตัวช่วยฆ่าเชื้อโรคอีกทางหนึ่ง ระบบนี้เหมาะสำหรับเมืองในเขตร้อน เช่น ประเทศไทยลดความสกปรกในรูปของบีโอดีได้ถึงร้อยละ 85-90

ข้อแนะนำ ประโยชน์จากตะกอนยังสามารถนำไปปลูกพืชกินใบได้ กินผล และกินหัวได้ ยกเว้นแต่บ่อที่ 1  ตะกอนหนักสามารถนำไปใช้ปลูกไม้ดอกไม้ประดับได้เท่านั้น  และควรตากบ่อระยะ 2 – 3 ปี และปาดขี้ตะกอนเลนหน้าบ่อออกด้วย

ข้อจำกัดของระบบนี้ ใช้พื้นที่มาก ระยะเวลาบำบัดตากผึ่งมีระยะเวลา และอาจให้งบประมาณมากในการพักบำรุงบ่อทั้งหมด

2 ระบบพืชและหญ้ากรองน้ำเสีย (Plant and Grass Filtration)

เป็นระบบที่ให้พืชช่วยดูดซับธาตุอาหารจากการย่อยสลายสารอินทรีย์เป็นสารอนินทรีย์ที่พืชต้องการของจุลินทรีย์ในดิน การปลดปล่อยออกซิเจนจากกระบวนการสังเคราะห์แสงจากระบบราก สาหร่าย และแพลงค์ตอน โดยการปล่อยให้น้ำเสียไหลผ่านแปลงพืชหรือหญ้า โดยน้ำเสียจะไหลผ่านผิวดินและต้นพืชหรือหญ้าเป็นระยะทางอย่างน้อย 50 เมตร ระดับความสูงของน้ำเสียที่กักขังบริเวณท้ายแปลงเท่ากับ30 เซนติเมตร สำหรับระยะเวลาเก็บกักที่เหมาะสม คือ ขังน้ำเสียไว้ 5 วัน แล้วปล่อยให้แห้ง 2วัน เพื่อให้จุลินทรีย์ได้พักตัว สำหรับพืชและหญ้าที่ใช้ในการบำบัดแบ่งเป็น 2 กลุ่ม คือ หญ้าอาหารสัตว์ ได้แก่ หญ้าคาล์ลา หญ้าโคสครอส และหญ้าสตาร์ พืชทั่วไป ได้แก่ ธูปฤาษี กกกลม(กกจันทบูร) และหญ้าแฝกพันธุ์อินโดนีเซีย เมื่อครบระยะเวลา 45 วัน (ยกเว้นธูปฤาษี 90 วัน) จะตัดพืชและหญ้าเหล่านั้นออก เพื่อเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ ซึ่งหญ้าเหล่านี้นำไปใช้ในการเลี้ยงสัตว์ได้ เนื่องจากการปนเปื้อนของมลสารไม่เกินมาตรฐานสำหรับสัตว์ ส่วนพืชทั่วไปนำไปใช้ในการจักสานได้เป็นอย่างดี

สำหรับแปลงบำบัดที่แหลมผักเบี้ย มีความยาวประมาณ 100 เมตร ในการปล่อยน้ำเสียไหลผ่าน ค่อยข้างเป็นแปลงที่ยาว ใช้พื้นที่มาก น้ำจะไหลได้ต้องเป็นทางลาด จากการสอบถามน้ำจะดีขึ้นในระยะ 60 เมตร ก็สามารถปล่อยสู่ลำรางสาธารณะได้

หลักการ : ระบบนี้ให้พืชกึ่งบกกึ่งน้ำ คือ รากอยู่ในน้ำลำต้นอยู่บนบก  เช่น  ธูปฤษี  กกกลม เป็นต้น  รวมถึงพืชหญ้าต่างๆที่เป็นอาหารสัตว์และหญ้าทั่วไป ด้วยการดึงออกซิเจน (O?)  ผ่านใบพืชสู่ลำต้นและดินรากเพื่อเพิ่มออกซิเจน( O?) ให้กับจุลินทรีย์บริเวณรอบๆรากพืชโดยให้ดินเป็นตัวกรองของเสีย และจุลินทรีย์ในดินทำหน้าที่ย่อยของเสีย  ของเสียที่ย่อยแล้วพืชจะดูดเอาไปเป็นอาหารเจริญเติบโตต่อไป ทำให้ของเสียเปลี่ยนเป็นมวลชีวภาพ น้ำจะมีคุณภาพดีและสามารถระบายสู่แหล่งน้ำธรรมชาติได้การบำบัดน้ำเสียด้วย

ระบบนี้อาศัยหลักการใช้ดินเป็นตัวกรองของเสียและจุลินทรีย์ ในดินทำหน้าที่เป็นตัวย่อยของเสีย ของเสียที่ย่อยแล้วพืชจะเป็นตัวดูดเอาไปใช้ในการเติบโต ทำให้ของเสียเปลี่ยนเป็นมวลชีวภาพ น้ำเสียที่ผ่านระบบจะมีคุณภาพดีและสามารถระบายสู่แหล่งน้ำธรรมชาติได้

ข้อจำกัดในระบบนี้ ต้องมีบุคลากรค่อยดูแลสม่ำเสมอ โดยเฉพาะการตัดเกี่ยวหญ้า และใช้พื้นที่มาก และมีระยะทางในการไหลไปจนน้ำเสียเป็นน้ำดีปล่อยสู่ธรรมชาติได้ ต้องคอยปรับแต่งความลาดเทให้ได้ขนาด 1: 1,000 ในกำหนดเวลา และพักบ่ออีกเป็นระยะหนึ่ง

3 ระบบพื้นที่ชุ่มน้ำเทียม (Constructed Wetland)

เป็นระบบที่ใช้หลักการและกลไกในการบำบัดน้ำเสียเช่นเดียวกับระบบพืชและหญ้ากรอง จะแตกต่างกันที่วิธีการ กล่าวคือ การปล่อยให้น้ำเสียขังในแปลงพืชน้ำ ที่ระดับความสูง 30 เซนติเมตรจากพื้นแปลง โดยให้น้ำเสียมีระยะเวลากักพักอย่างน้อย 1 วัน ใช้การเติมน้ำเสียใหม่ลงสู่ระบบให้ได้ระดับ 30 เซนติเมตร ซึ่งเท่ากับปริมาณน้ำเสียที่สูญหายไปโดยกระบวนการระเหยในแต่ละวัน

อีกวิธีการหนึ่งคือ การเติมน้ำเสียใหม่ลงสู่ระบบอย่างต่อเนื่องตลอดวัน โดยที่อัตราความเร็วของน้ำเสียเท่ากับปริมาณน้ำเสียใหม่ที่สามารถผลักดันไล่น้ำเสียเก่าออกจากระบบหมดในเวลา 1 วัน สำหรับพืชที่ใช้ในการบำบัดคือ ธูปฤาษี และกกกลม (กกจันทบูร) เมื่อครบระยะเวลาจะตัดพืชเหล่านั้นออก เพื่อเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ ระยะเวลาที่เหมาะสม คือ ต้องตัดใน 90 วันสำหรับธูปฤาษี และ ตัดใน 45 วันสำหรับกกกลม (กกจันทบูร) พืชเหล่านี้นำไปใช้ในการจักสาน เยื่อกระดาษ และเชื้อเพลิงเขียวได้

หลักการ : ระบบนี้คล้ายกับระบบที่ 2 คือใช้พืชหรือหญ้ากรองน้ำเสีย เป็นระบบเติมออกซิเจน (O?) ในดินจากใบสู่รากเช่นเดียวกับระบบที่ 2)  แต่ต่างที่การกักน้ำเสียให้ขังอยู่ที่แปลงพืชให้น้ำเสียเกิดการระเหยและปล่อยน้ำเสียใหม่ให้ผลักดันน้ำเสียเก่าออกไปจากระบบ พืชน้ำโดยทั่วไปมีความสามารถในการปรับตัวอยู่ในสภาพน้ำขังได้โดยการดึงเอาออกซิเจนจากอากาศ ส่งผ่านระบบเนื้อเยื่อในส่วนลำต้นลงสู่ระบบลำต้นใต้ดินและราก ซึ่งอากาศในส่วนนี้จะปลดปล่อยออกไปสู่บริเวณรอบรากพืชทำให้จุลินทรีย์ในดินสามารถย่อยของเสียที่ถูกดินกรองได้แล้วเปลี่ยนไปเป็นสารที่พืชรวมถึงสิ่งมีชีวิตอื่นๆ สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้

ข้อจำกัดของระบบนี้ ต้องใช้บุคลากรในการดูแลจำนวนมาก และต้องดูแลตัดแต่งพืชที่ใช้ในการบำบัดตามระยะเวลา ที่กำหนด และใช้พื้นที่ค่อยข้างมาก เพื่อให้พอกับปริมาณน้ำเสีย

 

4 ระบบแปลงพืชป่าชายเลน (Mangrove Forest Filtration)

เป็นระบบเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียตามแนวพระราชดำรินั้น พระองค์ทรงต้องการให้เป็นเทคโนโลยีที่ง่าย สะดวกและเป็นวิธีการที่อาศัยธรรมชาติให้ช่วยเหลือธรรมชาติด้วยกันเอง โดยอาศัยการเจือจางน้ำเสียด้วยน้ำทะเล การผสมน้ำเร่งการตกตะกอน การกักน้ำเสียที่ผสมกับน้ำทะเล ระบบรากของพืชป่าชายเลนช่วยในการเติมออกซิเจนให้กับน้ำเสีย กรองหรือฟอกน้ำให้สะอาดขึ้น

นอกจากนี้พืชป่าชายเลนจะดูดซับอาหารและสิ่งปนเปื้อนที่มีอยู่ในน้ำเสีย ทั้งยังช่วยการทำงานของจุลินทรีย์ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ อันเป็นการใช้ประโยชน์จากพืชป่าชายเลนอีกทางหนึ่ง นอกเหนือจากการเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยที่หลบภัย แหล่งอาหาร แหล่งอนุบาลตัวอ่อนของสัตว์น้ำ เป็นการลดค่าใช้จ่าย ในการดำเนินงานบำบัดน้ำเสียที่ไม่ต้องลงทุนสูงเหมือนที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน เทคโนโลยีตามแนวพระราชดำริด้วยการบำบัดน้ำเสียด้วยระบบแปลงพืชป่าชายเลน เป็นอีกเทคโนโลยีหนึ่งที่อาศัยหลักการ ที่ให้ธรรมชาติช่วยเหลือธรรมชาติ ด้วยการเก็บกักน้ำเสียในแปลงป่าชายเลน และการเจือจางด้วยน้ำทะเลในระยะเวลาที่น้ำทะเลขึ้น อาศัยการปลดปล่อยออกซิเจนของพืชที่ได้จากการสังเคราะห์แสง กระบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์ของจุลินทรีย์ในดิน การดูดซึมสารอาหารของพืชเพื่อใช้ในการเจริญเติบโต และการกรองสิ่งปนเปื้อนของพืชป่าชายเลนและดินร่วมกัน  สำหรับสัดส่วนในการผสมระหว่างน้ำเสียและน้ำทะเลจะมีสัดส่วนมากน้อยเพียงใดนั้นขึ้นอยู่กับค่าเฉลี่ยความสกปรกของน้ำเสียในรูปบีโอดี ที่ตรวจวัดได้

รูปแบบเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียด้วยระบบแปลงพืชป่าชายเลน ที่โครงการศึกษาวิจัยและพัฒนาขึ้น ยึดหลักการตามแนวพระราชดำริ โดยการทำแปลงเพื่อกักเก็บน้ำทะเลและน้ำเสียที่รวบรวมได้จากชุมชน และปลูกป่าชายเลนด้วยพันธุ์ไม้ 2 ชนิด คือ ต้นโกงกาง และต้นแสม ช่วยในการบำบัดน้ำเสีย อาศัยการเจือจางระหว่างน้ำทะเลกับน้ำเสีย การเร่งตกตะกอนของสารอินทรีย์ในน้ำเสีย ระยะเวลาการกักพักของน้ำ ระบบรากของพืชป่าชายเลนช่วยการปลดปล่อยก๊าซออกซิเจนให้กับน้ำเสีย และช่วยในการย่อยสลายสารอินทรีย์ โดยจุลินทรีย์ในดิน เพื่อให้การบำบัดน้ำเสียมีประสิทธิภาพมากขึ้น สำหรับเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นจะมีการกักน้ำทะเลที่เข้าสู่แปลงในช่วงเวลาที่น้ำขึ้นสูงสุดในรอบวัน (การขึ้นลง ปกติของน้ำทะเลจะมีการขึ้นลงวันละ 2 ครั้ง) ทำการเก็บกักและเพื่อหาสัดส่วน ปริมาณการให้น้ำเสียในการบำบัด เมื่อเติมน้ำเสียตามสัดส่วนแล้วปล่อยให้น้ำผสมมีการกักพักไว้ระยะเวลาหนึ่ง (ตั้งแต่ช่วงเวลาที่น้ำขึ้นครั้งแรก จนกระทั่งถึงเวลาน้ำลงครั้งที่สองในรอบวัน) จึงระบายน้ำฝนที่ผ่านการผสม (น้ำที่ผ่านการบำบัด) ออกสู่แหล่งน้ำธรรมชาติต่อไป

หลักการ : ระบบนี้อาศัยตามแบบธรรมชาติตามการขึ้นลงของน้ำทะเลในแต่ละวัน  โดยการกักน้ำเสียกับน้ำทะเลเข้าด้วยกันในระยะเวลาหนึ่ง  หรือให้มีการตกตะกอนของน้ำเสีย  ใช้หลักการเจือจางระหว่างน้ำเสียกับน้ำทะเล โดยใช้พันธุ์ไม้โกงกางใบใหญ่และแสม  ซึ่งเป็นพืชป่าชายเลนที่มีคุณสมบัติคล้ายพืชน้ำ  สามารถดำรงชีพอยู่ในสภาวะน้ำท่วมขังได้

โดยมีรากปรับตัวตามสภาพน้ำและดิน ในการทำงานของระบบธรรมชาตินี้  เกิดจากการส่งผ่านออกซิเจนจากการสังเคราะห์แสงของใบ ส่งต่อโดยระบบรากพืชให้กับจุลินทรีย์ในดิน เพื่อย่อยสลายสารอินทรีย์และสาหร่ายในน้ำ รวมทั้งการกรองน้ำเสียของดิน การเจือจางของน้ำระหว่างน้ำเสียกับน้ำทะเลในช่วงเวลาน้ำขึ้นน้ำลง

หลังจากการบำบัดน้ำเสียและปล่อยน้ำดีลงสู่ทะเลทำให้ป่าชายเลนถูกปลูกขึ้น ทำให้แผ่นดินงอกโดยน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วจะมีอินทรียวัตถุ  ธาตุอาหาร  แพรงตอน  จึงเหมาะสมที่สิ่งมีชีวิตนำไปใช้ประโยชน์  ช่วยให้สภาพแวดล้อมและระบบนิเวศน์ชายฝั่งดีขึ้น  สัตว์ทะเลมาวางไข่มากขึ้น  ทำให้พื้นที่กลายเป็นแหล่งทำมาหากิน  สร้างอาชีพสร้างรายได้กับชาวบ้านเพิ่มมากขึ้น  นำความอุดมสมบูรณ์ความหลากหลายทางชีวภาพกลับคืนสู่ธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม

 

 

 

 

ประวัติต้นธูปฤๅษี

ธูปฤๅษี ชื่อวิทยาศาสตร์: Typha angustifolia หรือกกช้าง ชื่ออื่นๆ คือ กกธูป หญ้าสลาบหลวง เฟื้อ ปรือ เป็นพืชใบเลี้ยงเดี่ยวที่เป็นไม้ล้มลุกชนิดหนึ่ง อายุหลายปี มีถิ่นกำเนิดในทวีปยุโรปและอเมริกา

  ลักษณะทางพฤกษศาสตร์

ธูปฤๅษีเป็นไม้ล้มลุกอายุหลายปี ตั้งตรง สูง 1.5-3 เมตรเหง้ากลม แทงหน่อขึ้นเป็นระยะสั้นๆ ใบเดี่ยวเรียงสลับระนาบเดียว ใบเป็นรูปแถบแบน กว้าง 1-2 เซนติเมตร ยาว 2 เมตร ใบแตกสลับกันเป็นสองแถวด้านข้าง มีกาบใบ แผ่นใบด้านบนโค้งเล็กน้อย ส่วนด้านล่างแบน ช่อดอกเป็นสีน้ำตาล ช่อดอกรูปทรงกระบอก แยกเพศบนก้านเดียวกัน ก้านช่อดอกกลม แข็ง ช่วงดอกเพศผู้อยู่ที่ปลายช่อ ยาว 8-40 เซนติเมตร เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 เซนติเมตร มีใบประดับ 1-3 ใบ แต่จะหลุดร่วงไป ช่วงดอกเพศเมียอยู่ด้านล่าง ยาว 5-30 เซนติเมตร เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2 เซนติเมตร มักแยกออกจากส่วนดอกเพศผู้ด้วยส่วนก้านช่อดอกที่เป็นหมันที่ยาว 2.5-7 เซนติเมตร ดอกมีขนาดเล็ก ไม่มีกลีบดอกและกลีบเลี้ยง เกสรเพศผู้ส่วนมากมี 3 อัน มีขนล้อมรอบ ก้านเกสรเพศผู้สั้น อับเรณูยาว 1.5-2 มิลลิเมตร ดอกเพศเมียมีใบประดับย่อยรูปเส้นด้าย รังไข่รูปกระสวย ก้านรังไข่เรียว ยาวประมาณ 5 มิลลิเมตร มีขนยาวสีขาว ก้านเกสรเพศเมียยาว 1-1.5 มิลลิเมตร มีขนแต่สั้นกว่าบนก้านรังไข่ ยอดเกสรรูปใบหอก ผลมีขนาดเล็ก รูปรี เส้นผ่าศูนย์กลาง 2.5-3 เซนติเมตร ช่อดอกแบบช่อเชิงลด ดอกมีจำนวนมาก ติดกันแน่น สีน้ำตาล ลักษณะคล้ายธูปดอกใหญ่ ก้านช่อดอกกลม แข็ง ดอกแยกเพศ แบ่งเป็นตอนเห็นได้ชัด กลุ่มดอกเพศผู้อยู่ปลายก้าน รูปทรงกระบอก กลุ่มดอกเพศเมียรูปทรงกระบอกเช่นกันแต่ใหญ่กว่ากลุ่มดอกเพศผู้ ดอกแก่จะแตกเห็นเป็นขนขาวฟู ผลเล็กมาก เมื่อแก่แตกตามยาว

  การขยายพันธุ์

โดยการที่เมล็ดปลิวไปตามลม เมล็ดมีขนอ่อนนุ่ม มีเขตการกระจายพันธุ์อยู่ทั่วโลกในเขตร้อนและเขตอบอุ่น สำหรับประเทศไทยพบในทุกภูมิภาค ขึ้นตามพื้นที่ชุ่มน้ำ พบได้ทั่วไป สามารถควบคุมการขยายพันธุ์ได้โดยวิธีเขตกรรม (cultural control) การไถพรวน เตรียมดิน เตรียมพื้นที่ปลูกพืชในขณะเดียวกันก็เป็นการกำจัดวัชพืชไปพร้อม ๆ กัน การไถพรวนควรกระทำสองครั้ง ครั้งแรกเมื่อไถพรวนแล้ว ตากแดดทิ้งไว้ให้เศษของธูปฤาษีแห้งตาย แต่เมล็ดจะสามารถงอกขึ้นมาอีกครั้งหนึ่งได้ จึงทำให้ทำการพรวนดินอีกครั้งหนึ่ง เพื่อกำจัดเมล็ดวัชพืชที่งอกขึ้นมาในภายหลัง หรือโดยการออกกฎหมายควบคุมวัชพืช (legislative control) โดยการห้ามนำเข้าธูปฤาษี หรือสิ่งของต่าง ๆ ซึ่งอาจจะมีเมล็ดธูปฤาษีปะปนมา

ชนิดพันธุ์ต่างถิ่น

ธูปฤๅษีจัดเป็นชนิดพันธุ์ต่างถิ่นที่เข้ามาแพร่ระบาดรุกรานจนก่อให้เกิดความเสียหายต่อระบบนิเวศในประเทศไทย มีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทั่วทุกภาค พบในที่ลุ่มทั้งน้ำจืดและน้ำเค็ม ผลเสียที่เกิดจากธูปฤาษีต่อสภาพแวดล้อม ทำให้เกิดน้ำเสียในแหล่งน้ำต่าง ๆ ส่งเกินเหม็นไปรอบ ๆ สร้างความรำคาญแก่ผู้สัญจร และผู้อยู่อาศัยบริเวณนั้น ขึ้นอย่างหนาแน่นปกคลุมเนื้อที่ได้มาก ทำให้มีลักษณะเป็นที่รก และสกปรกทำให้สัตว์มีพิษเข้าไปอาศัยอยู่ได้ เป็นแหล่งหลบซ่อนอาศัยของโรค แมลง และศัตรูพืช แย่งน้ำและอาหารจากพืชปลูก ทำให้ผลผลิตและคุณภาพผลผลิตลดลง นอกจากนี้ ยังทำให้แหล่งน้ำตื้นเขิน รากและซากธูปฤาษีทับถมกันแน่น สัตว์น้ำไม่สามารถอาศัยอยู่ได้ และเมื่อทับถมไปนาน ๆ จะทำให้เกิดน้ำเสีย น้ำเน่า ขาดออกซิเจน สัตว์น้ำก็จะตาย และเนื่องจากธูปฤๅษีขึ้นปกคลุมอยู่อย่างแน่นทึบ ทำให้พรรณพืชดั้งเดิม เช่น กกและหญ้าหลายชนิด ไม้ล้มลุก รวมทั้งไม้พุ่มที่ขึ้นตามริมน้ำหรือที่ชื้นแฉะขาดแสงไม่สามารถแข่งขันได้และค่อย ๆ สูญหายไปจากพื้นที่

 

โครงงานวิจัยที่เกี่ยวข้อกับการบำบัดน้ำเสียของต้นธูปฤๅษี

โครงการวิจัย “การบำบัดน้ำเสียจากโรงงานฟอกย้อมด้วยต้นธูปฤาษี” โดย น.ส.สุมล นิลรัตน์นิศากร มหาวิทยาลัยพระจอมเกล้าธนบุรีนักศึกษาปริญญาเอกจากบัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม (JGSEE)และโครงการปริญญาเอกกาญจนาภิเษก (คปก.) เป็นการวิจัยเพื่อคัดเลือกหาพืชที่มีศักยภาพและประสิทธิภาพใช้ในการบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีทางชีวภาพ และจากการสังเกตแหล่งน้ำธรรมชาติหลายแห่ง ทำให้พบว่า ต้นธูปฤาษีเป็นพืชที่สามารถเจริญเติบโตได้ดี แม้อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำเสียตามชุมชน หรือตามบริเวณแหล่งน้ำหน้าโรงงาน เช่น โรงงานฟอกย้อม จึงได้ทดลองคัดเลือกนำต้นธูปฤาษีมาทดสอบบำบัดน้ำเสียจากโรงงานฟอกย้อม ที่มีปัญหาเรื่องค่าความเป็นด่างสูง และมีลักษณะสีที่ไม่พึงประสงค์ของน้ำเสีย
น.ส.สุมล กล่าวถึงขั้นตอนการฟอกย้อมผ้าในโรงงานว่า โดยปกติจะมีการลงแป้ง การเติมสารเคมีพวกเกลือโซเดียมซัลเฟต และโซเดียมคาร์บอร์เนตลงไป เพื่อปรับสภาพผ้าให้มีการย้อมสีที่ติดทนนาน ทำให้น้ำเสียมีสภาวะความเป็นพิษสูง โดยคุณภาพน้ำที่ถูกปล่อยออกมาจากโรงงานฟอกย้อมจะมีลักษณะความเป็นด่าง และความเค็มสูง และเป็นน้ำเสียที่มีลักษณะสีที่ไม่พึงประสงค์ ซึ่งสีเหล่านี้จะมีความเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตในแหล่งน้ำ ไม่ว่าจะเป็นพืชและสัตว์ ทั้งนี้ จากการทดลองปลูกพืชหลายชนิดในน้ำเสียจากโรงงานฟอกย้อม พบว่า ต้นธูปฤาษีมีความสามารถที่จะเจริญเติบโตและยังทำให้น้ำเสียในบริเวณนั้นมีคุณภาพดีขึ้นได้
“โดยทั่วไปน้ำเสียที่ปล่อยจากโรงงานฟอกย้อมจะมีความเป็นด่างสูงประมาณ 10-11 เมื่อมีการทดสอบการบำบัดน้ำเสียโดยต้นธูปฤาษี พบว่ามีความสามารถในการลดค่าพีเอชให้ลดลงเหลือเพียง 7-8 ซึ่งเป็นสภาพที่ใกล้ความเป็นกลางมาก นอกจากนี้ ลักษณะสีที่ไม่พึงประสงค์ที่ถูกปล่อยออกจากโรงงานหลังจากผ่านการบำบัดแล้ว จะเห็นว่า น้ำที่เคยมีสีแดงหรือสีน้ำตาลแดงจะมีลักษณะจางลง จึงสรุปได้ว่า ต้นธูปฤาษีมีศักยภาพในการลดค่าความเป็นกรดด่างของน้ำ และสามารถปรับเปลี่ยนสีน้ำจากสีไม่พึงประสงค์ให้จางลง และลดความเป็นพิษในน้ำได้ นอกจากนี้ ยังพบว่าธูปฤาษีมีความสามารถในการเจริญเติบโตในน้ำที่มีความเป็นเกลือสูงอีกด้วย”น.ส.สุมล กล่าว
ทั้งนี้ จากการศึกษาโครงสร้างภายในของต้นธูปฤาษี ซึ่งมีคุณสมบัติในการดูดน้ำและธาตุอาหารดีเปรียบดังเซลล์ฟองน้ำ (Spongy Cell) เมื่อทำการวิเคราะห์ด้วยเครื่องมือ SEM-EDX และXRD พบว่าภายในมีองค์ประกอบของหมู่ซิลิกอน และหมู่แคลเซียมปะปนอยู่ ซึ่งอาจเป็นองค์ประกอบที่เกี่ยวข้องในกลไกการดูดซับสี และจากการวิเคราะห์องค์ประกอบของสีจากน้ำที่ผ่านการบำบัด สามารถอธิบายได้ว่า ต้นธูปฤาษีจะเปลี่ยนโครงสร้างโมเลกุลของสีที่มีขนาดใหญ่ให้เล็กลง และคาดว่าจุลินทรีย์ตามธรรมชาติ ภายในดินจะสามารถย่อยสลายโมเลกุลของสีให้หมดได้ต่อไป

 

 

 

 

 

 

 

 

บทที่ 3

อุปกรณ์ และ วิธีการดำเนินงาน

1.อุปกรณ์

ตารางที่ 2 อุปกรณ์ที่ใช้การดำเนินงาน

ลำดับที่ รายการ จำนวน

1

ไม้อัดF4

1 อัน

2

ขดลวด

1 ขด

3

ไม้บรรทัด

1 อัน

4

ดินสอ

1 แท่ง

5

ปากกาเคมี

1 ด้าม

6

ดินเหนียว

1 ถุง

7

กระดาษร้อยปอน

1 แผ่น

8

กระดาษสา

2 แผ่น

9

กระดาษลัง

1 แผ่น

10

กาวแท่ง

1 ชุด

11

ไม้ไอศกรีม

2 แพ็ค

12

กรรไกร

1 อัน

13

ปืนยิงกาว

1 อัน

14

หญ้าจริง

8 ต้น

 

2 วิธีการดำเนินงาน

  • ประชุมวางแผนการดำเนินงาน
  • ออกแบบโมเดล
  • โครงสร้างโมเดลทั้งหมด

 

 

 

 

ขั้นตอนการทำโมเดล

 

 

 

 

 

 

 

 

บทที่ 4

ผลการดำเนินงาน

 

     ในรูปแบบโครงสร้าง ประกอบไปด้วยดังนี้

         โครงสร้างภายนอกโรงเรือนประกอบไปด้วย 

1)  บ่อน้ำใช้

2)  บ่อพักน้ำ

3)  แหล่งบำบัดน้ำธรรมชาติที่ประกอบไปด้วยต้นกก

โครงสร้างภายในโรงเรือน ประกอบไปด้วย

โครงสร้างภายในเป็นอาคาร 2 ชั้น

  • ชั้นบนเป็นโครงสร้างครึ่งหนึ่งของหกเหลี่ยม ประกอบกับการเปิดปิดหลังคาชั้นบนเพื่อที่จะให้แสงรอดผ่านเมื่อแสงรอดผ่านจะมีแผ่นกระดาษสาสีดำใช้แทนกระจกดำกรองแสงที่รับมาแต่อุณหภูมิผ่านและมีกระใสที่ใช้กระดาษสาสีขาวแทนกระจกใสทำหน้าที่ให้แสงรอดผ่านเพื่อที่จะให้พืชผักสามารถสังเคราะห์แสงได้
  • ชั้นล่างเป็นโครงสร้างครึ่งหนึ่งของหกเหลี่ยม ประกอบไปด้วยภายในมีที่เพาะปลูก และมี่ท่อส่งน้ำและท่อนำใช้มีไฟปรับอุณหภูมิในตอนกลางคืน

 

หมายเหตุ :โครงสร้างนี้หลังคาเปิดยังไม่คงที่จึงทำให้ไม่สามรถเปิดปิดได้แต่ทำได้เพียงเปิดหนังคาไว้ให้ดู         ดังภาพแสดงหลังคา

 

 

 

 

บทที่ 5

สรุป อภิปรายผลการดำเนินงาน

สรุปผลการดำเนินงาน

       จากการดำเนินการงานในโครงงานสิ่งประดิษฐ์ เรื่องโรงเรือนการเพาะปลูกในอนาคตGreenhouse vegetables in the future” สรุปผลตามจุดมุ่งหมายของโครงงานดังนี้

1.เพื่อประดิษฐ์  โรงเรือนในอนาคต และ สามารถเปิด-ปิดได้

2.เพื่อที่จะได้เห็นคุณค่าของการบำบัดน้ำแบบธรรมชาติ

3.เป็นแนวทางการศึกษาและนำไปพัฒนาในดียิ่งขึ้นไป

      อภิปรายผลการดำเนินงาน

      จากผลการประดิษฐ์โรงเรือนการเพาะปลูกในอนาคตGreenhouse vegetables in the future”เราสามารถออกแบบสร้างโรงเรือนการเพาะปลูกในอนาคตดั่งรูปแบบโมเดล และ ต้องขออภัยในการประสบปัญหา คือ หลังคาไม่สามารถเปิด-ปิดได้  เราต้องขออภัย

    ประโยชน์และคุณค่าของโครงงาน

1.เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่คิดค้นในอนาคต

2.เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่สามารถนำธรรมชาติมาเกี่ยวข้อง

3.เป็นนาวทางความคิดให้กลับผู้อื่นต่อไปได้

   ข้อเสนอแนะ

     1.ในอนาคตถ้าหากเราได้ทำโครงงานนี้อีกเราจะประดิษฐ์โมเดลในโครงสร้างที่สมบรูณ์แบบมากกว่านี้

นอกจากนี้จะเพิ่มความหลากหลายของเทคโนโลยียิ่งขึ้นไปอีก

 

บรรณานุกรม

 

http://naiyana16.blogspot.com/2008/01/oxidation-pond-sedimental-pond-and.html

http://km.rdpb.go.th/Knowledge/View/76

 

http://www.manager.co.th/Science/ViewNews.aspx?NewsID=9490000088288

Comments

comments

ใส่ความเห็น