บทที่ 1

   บทนำ    

ความเป็นมาและความสำคัญของโครงงาน

ปัญหาเรื่องน้ำเสียมีประวัติความเป็นมาควบคู่ไปกับความเจริญเติบโตของชุมชน กล่าวคือ เมื่อครั้งประชากรยังน้อยและกระจัดกระจายก็ไม่เป็นปัญหาอะไรมากนัก ต่อมาเมื่อชุมชนเจริญเติบโตประชากรเพิ่มมากขึ้น ปัญหาเรื่องน้ำเสียก็ติดตามมาเป็นเงาตามตัว ทั้งนี้ เพราะว่าน้ำเสียเป็นผลิตผลอย่างหนึ่งในการดำเนินชีวิตประจำวันของคน และนับวันน้ำเสียจะมีปริมาณมากขึ้นเป็นทวีคูณ และมีสารใหม่ๆ แปลกๆ ของผลิตภัณฑ์สมัยใหม่เจือปนอยู่ด้วย ซึ่งจะทำให้น้ำเสียเป็นปัญหายุ่งยากมากขึ้นตามลำดับในอนาคต

น้ำเสียนอกจากจะโสโครกมีกลิ่นเหม็นสีดำคล้ำ และอาจมีสารเคมีที่มีพิษเจือปนอยู่ด้วย เมื่อน้ำเสียไหลลงสู่แหล่งน้ำ เช่น แม่น้ำ ลำคลอง หนองบึง ก็จะแปรสภาพแหล่งน้ำสะอาดตามธรรมชาติให้กลายเป็นน้ำเสียไป ทำให้ไม่อาจใช้น้ำจากแหล่งน้ำแหล่งนั้นได้อีกต่อไป อีกทั้งยังส่งกลิ่นเหม็นตลบไปทั่วบริเวณ ทำให้อากาศหายใจไม่บริสุทธิ์เป็นอันตรายต่อสุขภาพอนามัยและความเป็นอยู่ของประชาชนอย่างร้ายแรง สัตว์น้ำทั้งหลายที่อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำหากไม่ตายก็ต้องต้องอพยพหนีไปอยู่ที่อื่น ส่วนที่ทนอาศัยอยู่ต่อไปได้ย่อมจะมีรสชาติของเนื้อผิดแผกไป ความเสียหายที่เกิดขึ้นไม่เพียงแต่ในด้านอนามัยของประชาชนเท่านั้น หากยังกระทบกระเทือนถึงเศรษฐกิจของประเทศด้วย เพราะเหตุว่ากิจการที่ต้องใช้น้ำเป็นวัตถุดิบ เช่น การประปา และการอุตสาหกรรม ไม่อาจจะใช้น้ำจากแหล่งน้ำธรรมชาติเหล่านี้ได้ เป็นเหตุให้ต้นทุนการผลิตสูง  ประเทศไทยโดยเฉพาะอย่างยิ่งแหล่งชุมชนแออัดและที่ตั้งบ้านเรือนอยู่ริมแหล่งน้ำกำลังประสบปัญหาภาวะน้ำเน่าเสียเช่นนี้ ซึ่งยิ่งนับวันจะมีความรุนแรงเป็นทวีคูณ และส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมต่อส่วนรวมและเป็นภาระอันยิ่งใหญ่ในปัจจุบัน พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ทรงห่วงใยต่อสุขภาพของประชาชนที่อาศัยอยู่ในแหล่งชุมชน ได้เสด็จพระราชดำเนินทอดพระเนตรสภาพน้ำเสียในพื้นที่หลาย ๆ แห่ง หลายครั้ง ทั้งในกรุงเทพฯ ปริมณฑล และต่างจังหวัด พร้อมทั้งได้พระราชทานพระราชดำริเรื่องการแก้ไขน้ำเน่าเสีย เริ่มด้วยการแก้ไขน้ำเสียรูปแบบง่าย ในช่วงแรกระหว่าง พ.ศ. 2527 ถึง พ.ศ.2530 โดยการใช้น้ำที่มีคุณภาพดีช่วยบรรเทาน้ำเสียบ้าง ใช้วิธีกรองน้ำด้วยผักตบชวาบ้าง ซึ่งก็จะได้ผลเพียงระดับหนึ่งเท่านั้น ต่อมาตั้งแต่ พ.ศ. 2531 เป็นต้นมา สภาพความเน่าเสียของน้ำที่บริเวณต่าง ๆ มีความรุนแรงยิ่งขึ้น การแก้ไขน้ำเสียรูปแบบดังกล่าวข้างต้นไม่ได้ผลเท่าที่ควร จำเป็นต้องนำเครื่องกลเติมอากาศเข้าช่วยบำบัดน้ำเสียอีกทางหนึ่งด้วยจึงพระราชทานแนวพระราชดำริให้ประดิษฐ์เครื่องกลเติมอากาศแบบไทยทำไทยใช้ขึ้นมา เมื่อวันที่ 24 ธันวาคม 2531 โดยมีวัตถุประสงค์ที่จะช่วยเหลือรัฐบาลเพื่อบรรเทาน้ำเน่าเสียแบบใช้ค่าใช้จ่ายน้อย ไปตามที่ต่าง "กังหันน้ำชัยพัฒนา" มีคุณสมบัติในการเติมออกซิเจนหรืออากาศลงไปในน้ำ สามารถนำไปใช้ในการปรับปรุงคุณภาพน้ำได้อย่างอเนกประสงค์ ติดตั้งง่าย เคลื่อนย้ายง่าย เหมาะสำหรับใช้ในแหล่งน้ำสาธารณะและแหล่งน้ำธรรมชาติ

วัตถุประสงค์ของการศึกษา

1.  เพื่อศึกษาประวัติความเป็นมาของโครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา

2.  เพื่อศึกษาแนวคิดและทฤษฎีเกี่ยวกับเรื่องน้ำ

3.  เพื่อศึกษาจุดเริ่มต้นของกังหันน้ำชัยพัฒนา

4.  เพื่อศึกษาทฤษฎีเครื่องกลเติมอากาศ

5.  เพื่อศึกษาหลักการทำงานกังหันน้ำชัยพัฒนา

6.  เพื่อศึกษาคุณค่าต่อสังคมไทย

7.  เพื่อศึกษาเครื่องกลเติมอากาศ

8.  เพื่อศึกษาสิทธิบัตรการประดิษฐ์

9.  เพื่อศึกษารางวัลเทิดพระเกียรติ

ขอบเขตของการศึกษา

เนื้อหาที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้คือ โครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริ “โครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา” ประกอบด้วย

1.  ประวัติความเป็นมาของโครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา

2.  แนวคิดและทฤษฎีเกี่ยวกับเรื่องน้ำ

3.  จุดเริ่มต้นของกังหันน้ำชัยพัฒนา

4.  ทฤษฎีเครื่องกลเติมอากาศ

5.  หลักการทำงานกังหันน้ำชัยพัฒนา

6.  คุณค่าต่อสังคมไทย

7.  เครื่องกลเติมอากาศ

8.  สิทธิบัตรการประดิษฐ์

9.  รางวัลเทิดพระเกียรติ

ระยะเวลาที่ใช้ในการศึกษาคือ ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2559 ระหว่างวันที่ 26 ตุลาคม พ.ศ. 2559 ถึงวันที่ 31 มีนาคม พ.ศ. 2560 จำนวน 157 วัน

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

1.  นำความรู้ที่ได้จากการศึกษาโครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริ “โครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา” ไปปรับใช้ในการดำรงชีวิต

2.  ได้ข้อมูลที่เกิดความรู้จากการศึกษาไปเผยแพร่ให้เกิดประโยชน์ต่อสาธารณะ

3.  เป็นแนวทางในการถ่ายทอดเรื่องราวพระราชกรณียกิจด้านโครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา สำหรับผู้ที่สนใจศึกษาต่อไป

บทที่ 2

เอกสารที่เกี่ยวข้อง

การศึกษาโครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริ “โครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา” ผู้ศึกษาได้สรุปผลการศึกษาและข้อเสนอแนะดังนี้ ผู้ศึกษาได้ศึกษาเอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้องเพื่อนำหลักการ ทฤษฎี และแนวคิดที่สำคัญมาใช้ในการดำเนินการศึกษาดังนี้

1.  ประวัติความเป็นมาของโครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา

2.  แนวคิดและทฤษฎีเกี่ยวกับเรื่องน้ำ

3.  จุดเริ่มต้นของกังหันน้ำชัยพัฒนา

4.  ทฤษฎีเครื่องกลเติมอากาศ

5.  หลักการทำงานกังหันน้ำชัยพัฒนา

6.  คุณค่าต่อสังคมไทย

7.  เครื่องกลเติมอากาศ

8.  สิทธิบัตรการประดิษฐ์

9.  รางวัลเทิดพระเกียรติ

1.  ประวัติความเป็นมาของโครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา

ปัญหาเรื่องน้ำเสียมีประวัติความเป็นมาควบคู่ไปกับความเจริญเติบโตของชุมชน กล่าวคือ เมื่อครั้งประชากรยังน้อยและกระจัดกระจายก็ไม่เป็นปัญหาอะไรมากนัก ต่อมาเมื่อชุมชนเจริญเติบโตประชากรเพิ่มมากขึ้น ปัญหาเรื่องน้ำเสียก็ติดตามมาเป็นเงาตามตัว ทั้งนี้ เพราะว่าน้ำเสียเป็นผลิตผลอย่างหนึ่งในการดำเนินชีวิตประจำวันของคน และนับวันน้ำเสียจะมีปริมาณมากขึ้นเป็นทวีคูณ และมีสารใหม่ๆ แปลกๆ ของผลิตภัณฑ์สมัยใหม่เจือปนอยู่ด้วย ซึ่งจะทำให้น้ำเสียเป็นปัญหายุ่งยากมากขึ้นตามลำดับในอนาคต น้ำเสียนอกจากจะโสโครกมีกลิ่นเหม็นสีดำคล้ำ และอาจมีสารเคมีที่มีพิษเจือปนอยู่ด้วย เมื่อน้ำเสียไหลลงสู่แหล่งน้ำ เช่น แม่น้ำ ลำคลอง หนองบึง ก็จะแปรสภาพแหล่งน้ำสะอาดตามธรรมชาติให้กลายเป็นน้ำเสียไป ทำให้ไม่อาจใช้น้ำจากแหล่งน้ำแหล่งนั้นได้อีกต่อไป อีกทั้งยังส่งกลิ่นเหม็นตลบไปทั่วบริเวณ ทำให้อากาศหายใจไม่บริสุทธิ์เป็นอันตรายต่อสุขภาพอนามัยและความเป็นอยู่ของประชาชนอย่างร้ายแรง สัตว์น้ำทั้งหลายที่อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำหากไม่ตายก็ต้องต้องอพยพหนีไปอยู่ที่อื่น ส่วนที่ทนอาศัยอยู่ต่อไปได้ย่อมจะมีรสชาติของเนื้อผิดแผกไป ความเสียหายที่เกิดขึ้นไม่เพียงแต่ในด้านอนามัยของประชาชนเท่านั้น หากยังกระทบกระเทือนถึงเศรษฐกิจของประเทศด้วย เพราะเหตุว่ากิจการที่ต้องใช้น้ำเป็นวัตถุดิบ เช่น การประปา และการอุตสาหกรรม ไม่อาจจะใช้น้ำจากแหล่งน้ำธรรมชาติเหล่านี้ได้ เป็นเหตุให้ต้นทุนการผลิตสูงประเทศไทย โดยเฉพาะอย่างยิ่งแหล่งมีความรุนแรงเป็นทวีคูณ และส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมต่อส่วนรวมและเป็นภาระอันยิ่งใหญ่ใน    ปัจจุบัน พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ทรงห่วงใยต่อสุขภาพของประชาชนที่อาศัยอยู่ในแหล่งชุมชน ได้เสด็จพระราชดำเนินทอดพระเนตรสภาพน้ำเสียในพื้นที่หลายๆ แห่ง หลายครั้ง ทั้งในกรุงเทพฯ ปริมณฑลและต่างจังหวัด พร้อมทั้งได้พระราชทานพระราชดำริเรื่องการแก้ไขน้ำเน่าเสีย เริ่มด้วยการแก้ไขน้ำเสียรูปแบบง่าย ในช่วงแรกระหว่าง พ.ศ. 2527 ถึง พ.ศ.2530 โดยการใช้น้ำที่มีคุณภาพดีช่วยบรรเทาน้ำเสียบ้าง ใช้วิธีกรองน้ำด้วยผักตบชวาบ้าง ซึ่งก็จะได้ผลเพียงระดับหนึ่งเท่านั้น

 ต่อมาตั้งแต่ พ.ศ.2531 เป็นต้นมา สภาพความเน่าเสียของน้ำที่บริเวณต่างๆ มีความรุนแรงยิ่งขึ้น การแก้ไขน้ำเสียรูปแบบดังกล่าวข้างต้นไม่ได้ผลเท่าที่ควร จำเป็นต้องนำเครื่องกลเติมอากาศเข้าช่วยบำบัดน้ำเสียอีกทางหนึ่งด้วย จึงพระราชทานแนวพระราชดำริให้ประดิษฐ์เครื่องกลเติมอากาศแบบไทยทำ ไทยใช้ขึ้นมา เมื่อวันที่24 ธันวาคม 2531 โดยมีวัตถุประสงค์ที่จะช่วยเหลือรัฐบาลเพื่อบรรเทาน้ำเน่าเสียแบบใช้ค่าใช้จ่ายน้อย ไปตามที่ต่างๆ

2.  แนวคิดและทฤษฎีเกี่ยวกับเรื่องน้ำ

พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงเป็นที่ยอมรับนับถือกันโดยทั่วไปว่าพระองค์คือ ปราชญ์ในเรื่องน้ำของแผ่นดินอย่างแท้จริง ตลอดระยะเวลาอันยาวนานของการทรงงานหนักตรากตรำอย่างไม่ทรงเคยหยุดหย่อนนั้น งานพัฒนาที่สำคัญยิ่งของพระองค์คือ งานที่เกี่ยวข้องกับ น้ำ ศาสตร์ทั้งปวงที่เกี่ยวกับน้ำไม่ว่าจะเป็นการพัฒนาและจัดหาแหล่งน้ำ การเก็บกัก การระบาย การควบคุม การทำน้ำเสียให้เป็นน้ำดี ตลอดจนการแก้ไขปัญหาน้ำท่วมนั้น ย่อมประจักษ์ชัดและได้พิสูจน์ให้เห็นแล้วว่าพระอัจฉริยภาพและพระปรีชาสามารถของพระองค์นั้นหาผู้เสมอเหมือนได้ยากยิ่ง ในส่วนที่เกี่ยวกับน้ำนี้ใคร่ขอหยิบยกแนวคิดทฤษฎีที่ทรงดำเนินการเกี่ยวกับน้ำในลักษณะต่างๆ กัน มาแสดงให้เห็นพอสังเขป ณ ที่นี้เพียง 2-3 ประการ เช่น แนวคิดเรื่อง น้ำดีไล่น้ำเสีย ในการแก้ไขมลพิษทางน้ำนั้น ทรงแนะนำให้ใช้หลักการแก้ไขโดยใช้น้ำที่มีคุณภาพดีจากแม่น้ำเจ้าพระยา ให้ช่วยผลักดันและเจือจางน้ำเน่าเสียให้ออกจากแหล่งน้ำของชุมชนภายในเมืองตามคลองต่างๆ เช่น คลองบางเขน คลองบางซื่อ คลองแสนแสบ คลองเทเวศน์ และคลองบางลำภู เป็นต้น วิธีนี้จะกระทำได้ด้วยการเปิด ปิดประตูอาคารควบคุมน้ำ รับน้ำจากแม่น้ำเจ้าพระยาในช่วงจังหวะน้ำขึ้นและระบายน้ำสู่แม่น้ำเจ้าพระยาในระยะน้ำขึ้นลง ผลก็คือน้ำตามลำคลองต่างๆ มีโอกาสไหลถ่ายเทหมุนเวียนกันมากขึ้น น้ำที่มีสภาพทรงอยู่กับที่และเน่าเสียก็จะกลับกลายเป็นน้ำที่มีคุณภาพดีขึ้น ด้วยวิธีธรรมชาติง่ายๆ อย่างที่ไม่มีผู้ใดคิดมาก่อนเช่นนี้ ได้มีส่วนทำให้น้ำเน่าเสียตามคูคลองต่างๆ ในกรุงเทพมหานคร มีสภาพดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในปัจจุบัน วิธีการง่ายๆ เช่นนี้ คือการนำระบบการเคลื่อนไหวของน้ำตามธรรมชาติมาจัดระเบียบแบบแผนขึ้นใหม่ เป็นการจัดการทรัพยากรธรรมชาติในเชิงอนุรักษ์ควบคู่ไปกับการพัฒนาที่เรียบง่ายในธรรมชาติ ของกรุงเทพมหานคร ที่บึงมักกะสัน ก็เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของแนวความคิดในเรื่องการบำบัดน้ำเสียของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว โดยได้ทรงวางแนวพระราชดำริพระราชทานไว้ว่าเมืองใหญ่ทุกแห่งต้องมี ปอด คือสวนสาธารณะไว้หายใจหรือฟอกอากาศ ในขณะเดียวกันก็ควรมีแหล่งน้ำไว้สำหรับกลั่นกรองสิ่งโสโครกเน่าเสีย ทำหน้าที่เสมือนเป็น ไตธรรมชาติ จึงได้ทรงใช้ บึงมักกะสันเป็นแหล่งน้ำที่รองรับน้ำเสียจากชุมชนในเขตปริมณฑลและในกรุงเทพมหานคร โดยทรงเปรียบเทียบว่า บึงมักกะสัน เป็นเสมือนดัง ไตธรรมชาติ ของกรุงเทพมหานคร ที่เก็บกักและฟอกน้ำเสียตลอดจนเป็นแหล่งเก็บกักและระบายน้ำในฤดูฝน และที่บึงแห่งนี้เองก็ได้โปรดให้มีการทดลองใช้ผักตบชวา ซึ่งเป็นวัชพืชที่ต้องการกำจัดอยู่แล้วมาช่วยดูดซับความสกปรก ปนเปื้อน รวมตลอดทั้งสารพิษต่างๆ จากน้ำเน่าเสีย ประกอบเข้ากับเครื่องกลบำบัดน้ำเสียแบบต่างๆ ที่ ได้ทรงคิดค้นประดิษฐ์ขึ้นเองโดยเน้นวิธีการที่เรียบง่ายประหยัด และไม่สร้างความเดือดร้อนรำคาญแก่ประชาชนในพื้นที่นั้น มีพระราชกระแสในเรื่องนี้ว่า สวนสาธารณะ ถือว่าเป็นปอด แต่นี่ (บึงมักกะสัน) เป็นเสมือนไตฟอกเลือด ถ้าไตทำงานไม่มีเราก็ตาย อยากให้เข้าใจหลักการของความคิดนี้ “บึงมักกะสันในปัจจุบันได้ทำหน้าที่ ไตธรรมชาติ ของกรุงเทพมหานครอย่างมีประสิทธิภาพ ได้มีส่วนช่วยบรรเทามลพิษทางน้ำ และเป็นแหล่งศึกษาทดลองด้านการแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อม การส่งเสริมอาชีพ และการนำของเสียมาใช้ให้ก่อประโยชน์ได้อย่างยิ่ง”

แนวคิดและทฤษฎีเกี่ยวกับเรื่องน้ำของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวมีอยู่มากและหลายหลายดังได้กล่าวไว้แล้วเป็นปฐม โดยนับตั้งแต่แนวความคิดในโครงการเก็บกักน้ำขนาดใหญ่ของประเทศ เช่น โครงการพัฒนาลุ่มน้ำป่าสัก อันเกิดจากน้ำพระราชหฤทัยที่ทรงห่วงใยถึงปัญหาวิกฤตการณ์น้ำที่จะเกิดขึ้นแก่ประเทศไทยในอนาคต คือปัญหาน้ำท่วมกับปัญหาน้ำแล้ง ซึ่งเกิดขึ้นสลับกันอยู่ตลอดเวลา สร้างความสูญเสียอันยิ่งใหญ่แก่เกษตรกรและประชาชนโดยทั่วไปอยู่เป็นประจำ จึงจำเป็นที่จะต้องดำเนินการจัดสร้างโดยเร่งด่วนเพื่อเป็นแหล่งต้นทุนน้ำชลประทานในการเกษตรกรรมในฤดูแล้ง เพื่อป้องกันและบรรเทาอุทกภัยในบริเวณลุ่มน้ำป่าสักและลุ่มน้ำเจ้าพระยาตอนล่างในฤดูน้ำหลาก เพื่อบรรเทาปัญหาน้ำเน่าเสียในเขตกรุงเทพมหานครและเมืองใหญ่ในภาคกลาง และเพื่อผลประโยชน์ทางอ้อมนานัปการที่จะบังเกิดขึ้น สำหรับในเรื่องนี้ได้เคยมีพระราชกระแสไว้ด้วยความห่วงใยว่า “หากประวิงเวลาต่อไปไม่ได้ทำ เราก็ต้องอดน้ำแน่ จะกลายเป็นทะเลทราย และเราก็จะอพยพไปไหนไม่ได้ โครงการนี้คือ สร้างอ่างเก็บน้ำ 2 แห่ง แห่งหนึ่งคือที่แม่น้ำป่าสัก อีกแห่งหนึ่งคือ ที่แม่น้ำนครนายก 2 แห่งรวมกันจะเก็บน้ำเหมาะสมพอเพียงสำหรับการบริโภค การใช้น้ำในเขตกรุงเทพฯ และเขตใกล้เคียงในที่ราบลุ่มของประเทศไทย”

แนวความคิดหลักในเรื่องที่จะต้องมีแหล่งเก็บกักน้ำไว้ใช้ในฤดูแล้งและป้องกันบรรเทาน้ำท่วมในฤดูน้ำหลากนั้น ก็เนื่องมาจากข้อเท็จจริงที่ว่า แม่น้ำป่าสักมีปริมาณน้ำไหลเฉลี่ยทั้งปี ประมาณ 2,400 ล้านลูกบาศก์เมตร เฉพาะปริมาณน้ำท่าเฉลี่ยในเดือนกันยายนและตุลาคมจะมีถึงประมาณ 1,600 ล้านลูกบาศก์เมตร เนื่องจากเป็นฤดูฝน แต่ก็เป็นที่น่าเสียดายว่าปริมาณน้ำเหล่านี้ถูกปล่อยทิ้งลงทะเลโดยเปล่าประโยชน์ แทนที่จะได้เก็บกักไว้ใช้เพื่อการเกษตรกรรม การอุปโภคบริโภค และอื่นๆ ในฤดูแล้งและช่วยลดความสูญเสียจากอุทกภัยซึ่งเกิดขึ้นเป็นประจำได้ ทั้งนี้เนื่องจากไม่มีระบบเก็บกักน้ำที่สมบูรณ์นั่นเอง

พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ทรงเน้นย้ำหลายครั้งและให้ความสำคัญแก่โครงการนี้เป็นอย่างมาก ทั้งนี้เนื่องจากหากดำเนินการได้สำเร็จโดยเร็ว ปัญหาและวิกฤตการณ์เกี่ยวกับน้ำในทุกรูปแบบของประเทศไทย ก็จะบรรเทาเบาบางลงได้แน่นอน นอกเหนือไปจากโครงการพัฒนาลุ่มน้ำป่าสักแล้ว ทางภาคใต้ของประเทศไทยก็ประสบกับปัญหาของน้ำท่วม น้ำจืด น้ำเปรี้ยว น้ำเค็ม อันเป็นผลทำให้เกษตรกรรมไม่ได้ผลดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งพื้นที่โดยรอบเขตพรุและที่ใกล้กับเขตดินพรุและที่ใกล้กับเขตดินพรุ เช่น บริเวณพื้นที่ลุ่มน้ำปากพนัง และบริเวณลุ่มน้ำบางนรา เป็นต้น โดยมีหลักการสำคัญให้วางโครงการและก่อสร้างระบบแยกน้ำ 3 รส ออกจากกันคือ สร้างระบบป้องกันน้ำเปรี้ยวจากพรุทำให้พื้นที่เกษตรกรรามเป็นกรด ระบบป้องกันน้ำเค็มบุกรุกและระบบส่งน้ำจืดช่วยเหลือพื้นที่เกษตรกรรม และเพื่อการอุปโภคบริโภค เกี่ยวกับโครงการฯ นี้ได้ทรงวางแนวคิดและวิธีการในเรื่องการแยกน้ำแต่ละประเภทในพื้นที่เดียวกันให้แยกออกจากกันด้วยวิธีการที่แยบยล อันแสดงถึงพระอัจฉริยภาพในศาสตร์ของน้ำอย่างแท้จริง

3.  จุดเริ่มต้นของกังหันน้ำชัยพัฒนา

ช่วงปี 2531 เป็นต้นมา สภาพความเน่าเสียของนํ้าบริเวณต่างๆ มีอัตราแนวโน้มรุนแรงมากยิ่งขึ้น การใช้วิธีธรรมชาติไม่อาจบรรเทาความเน่าเสียของนํ้าอย่างมีประสิทธิภาพเท่าที่ควร พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวจึงพระราชทานพระราชดำริให้ประดิษฐ์เครื่องกลเติมอากาศแบบประหยัดค่าใช้จ่าย สามารถผลิตได้เองในประเทศซึ่งมีรูปแบบ “ไทยทำไทยใช้” โดยทรงได้แนวทางจาก “หลุก” ซึ่งเป็นอุปกรณ์วิดนํ้าเข้านาอันเป็นภูมิปัญญาชาวบ้านในภาคเหนือเป็นจุดคิดค้นเบื้องต้น และทรงมุ่งหวังที่จะช่วยแบ่งเบาภาระของรัฐบาลในการบรรเทานํ้าเน่าเสียอีกทางหนึ่งด้วยการนี้จึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้มูลนิธิชัยพัฒนาสนับสนุนงบประมาณ ซึ่งได้มีการผลิตเครื่องกลเติมอากาศขึ้นในเวลาต่อมาและรู้จักกันแพร่หลายทั่วประเทศในปัจจุบันคือ “กังหันนํ้าชัยพัฒนา”

กังหันน้ำชัยพัฒนาสร้างขึ้น เพื่อการแก้มลพิษทางน้ำซึ่งทวีความรุนแรงมากขึ้นในหลายพื้นที่ วิวัฒนาการของกังหันน้ำชัยพัฒนานั้น เริ่มจากการสร้างต้นแบบได้ครั้งแรกในปี ๒๕๓๒ แล้วนำไปติดตั้งยังพื้นที่ทดลองเพื่อแก้ปัญหาไปพร้อมๆ กัน ทั้งนี้ พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้มีพระราชดำริ ให้มูลนิธิชัยพัฒนาดำเนินการวิจัย และพัฒนากังหันน้ำ ซึ่งโครงสร้างและส่วนประกอบ ในส่วนที่เป็นปัญหา ได้รับการแก้ไขมาโดยตลอด นับแต่มีการสร้างเครื่องต้นแบบในด้านโครงสร้างนั้นได้พัฒนาให้กังหันน้ำหมุนด้วยความเร็ว 1,450 รอบต่อนาที โดยที่ซองตักน้ำหมุนด้วยความเร็ว 5 รอบต่อนาที ขับด้วยมอเตอร์ขนาด 2 แรงม้า และมีการปรับปรุง โครงสร้างในรูปแบบต่างๆ เช่น ออกแบบตัวเครื่องให้สามารถ ขับเคลื่อนด้วยคนเพื่อใช้ในแหล่งน้ำ ที่ไฟฟ้ายังเข้าไปไม่ถึง เป็นต้น ด้านประสิทธิภาพสามารถถ่ายเทออกซิเจนลงน้ำได้ 0.9 กิโลกรัมต่อแรงม้า/ชั่วโมง และมีการพัฒนาให้ถ่ายเทออกซิเจนได้ 1.2 กิโลกรัมต่อแรงม้า/ชั่วโมง

4.  ทฤษฎีเครื่องกลเติมอากาศ

การเติมออกซิเจน (oxygenation) หรือการเติมอากาศ (Aeration) เป็นหัวใจของการทำงานของระบบบำบัดน้ำเสีย เพราะหากระบบบำบัดน้ำเสียขาดออกซิเจน จุลินทรีย์ทั้งหลายก็ไม่สามารถทำงานได้ ถ้ามีปริมาณออกซิเจนละลายน้ำอยู่สูง ระบบก็สามารถบำบัดน้ำได้ดีหรือสามารถรับน้ำเสียได้มากขึ้น แต่เนื่องจากค่าการละลายน้ำของออกซิเจนที่ความดันบรรยากาศมีค่าต่ำย่อมจะทำให้มีแรงขับ (Driving Force) ต่ำตามไปด้วย ดังนั้น การเพิ่มอัตราการละลายน้ำของออกซิเจนที่ความดันบรรยากาศ จึงได้แก่การเพิ่มผิวสัมผัส (Interfacia Area) ระหว่างอากาศกับน้ำให้มีค่ามากที่สุดสภาพการทำงานโดยทั่วไปของระบบบำบัดน้ำเสีย จะมีค่าความต้องการออกซิเจนเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาตามปริมาณการไหลของน้ำเสียและความเข้มข้นของมวลสารอินทรีย์ ซึ่งในการออกแบบจะต้องให้ออกซิเจนแก่ระบบที่ความต้องการสูงสุดได้เพียงพอ แต่ถ้าไม่มีการควบคุมที่ดีและระบบเติมอากาศก็ไม่สามารถลดการใช้พลังงานลงได้ ก็จะเกิดการสูญเสียพลังงานไปโดยเปล่าประโยชน์เครื่องกลเติมอากาศจะต้องมีหน้าที่อยู่ 2 ประการ คือ หน้าที่ในการให้ออกซิเจนแก่น้ำในระบบบำบัดน้ำเสียได้อย่างพอเพียง และหน้าที่ในการกวนน้ำเพื่อกระจายออกซิเจนให้มีค่าความเข้มข้นของออกซิเจนละลายน้ำอยู่เสมอทั่วทั้งบริเวณบ่อเติมอากาศพลังงานที่ใช้ในการกวนนี้จะต้องมีค่าพอเหมาะสำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ เพราะถ้ากวนน้อยเกินไป ตะกอนจุลินทรีย์ (Floc) จะมีขนาดใหญ่เกินไป แต่ถ้ากวนแรงเกินไปก็จะเกิดแรงเฉือน (Shearing Force) สูง จนทำให้จุลินทรีย์แตกกระจาย เป็นผลให้ระบบไม่สามารถทำงานได้ดีเท่าที่ควร เครื่องกลเติมอากาศแต่ละชนิดมีทั้งข้อดีและข้อเสียในด้านต่างๆ ดังนั้นการออกแบบและประดิษฐ์เครื่องกลเติมอากาศ จะต้องเข้าใจหลักการทำงาน วิธีคำนวณ ตลอดจนเข้าใจถึงวิธีการทดสอบสมรรถนะในการถ่ายเทออกซิเจนลงไปในน้ำ (Performance of Oxygen Transfer in Water) หน่วยเป็นกิโลกรัมของออกซิเจน/แรงม้า-ชั่วโมง

วิธีการคำนวณหาจำนวนเครื่องกังหันน้ำชัยพัฒนา

วิธีการคำนวณหาจำนวนเครื่องกังหันน้ำชัยพัฒนา เพื่อใช้บำบัดน้ำเสียจากชุมชน

ก. ข้อมูลที่ได้จากการตรวจวัด

1. อัตราการไหลของน้ำเสีย (Q) มีหน่วยเป็น ม3 / วัน

2. ความสกปรกน้ำเสีย (BOD5) มีหน่วยเป็น ม.ก/ลิตร

3. สมรรถนะในการถ่ายเทออกซิเจนของกังหันน้ำชัยพัฒนา มีหน่วยเป็นกิโลกรัมของออกซิเจน/แรงม้า-ชั่วโมง              4. ขนาดแรงม้าของกังหันน้ำชัยพัฒนา

ข. ตัวอย่างการคำนวณ

สมมุติให้ อัตราการไหลของน้ำเสีย (Q) = 300 ม3 / วัน = 300 x 1,000 กก. / วัน

สมมุติให้ความสกปรกของน้ำเสีย (BOD5) = 250 x มก./ลิตร = 250 กก. 1,000 x 1,000

ปริมาณออกซิเจนที่ต้องการ = Q x BOD5

ปริมาณออกซิเจนที่ต้องการ = 300 x 1,000 x 250 = 75 กก./วัน 1,000 x 1,000 หรือ = 75 = 3,125 กก./ชั่วโมง 24 ในการติดตั้งจะต้องเผื่อปริมาณออกซิเจนที่ต้องการเป็น 2 เท่า ( 2x 3.125) = 6.25 กก./ชั่วโมง

สมมุติให้เครื่องกังหันน้ำชัยพัฒนามีสมรรถนะในการถ่ายเทออกซิเจนที่สภาวะมาตรฐานเท่ากับ 1.2 กก./แรงม้า-ชั่วโมง

กำหนดให้ ความเข้มข้นออกซิเจนในน้ำเสีย = 2.0 ม.ก / ลิตร

อุณหภูมิของน้ำเสีย = 30 องศาเซลเซียส

จะได้ประสิทธิภาพถ่ายเทออกซิเจน ที่อุณหภูมิของน้ำเสีย 30องศาเซลเซียส = 0.613

กำลังม้าที่ต้องการใช้ = ปริมาณออกซิเจนที่ต้องการ

อัตราการถ่ายเทออกซิเจนที่สภาวะใช้งาน = 6.25 = 8.49 แรงม้า 0.7356

สมมุติให้กังหันน้ำชัยพัฒนา 1 เครื่อง ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อนขนาด 2 แรงม้า

จะต้องใช้กังหันน้ำชัยพัฒนา = 8.49 = 4.242

5.  หลักการทำงานกังหันน้ำชัยพัฒนา

กังหันน้ำชัยพัฒนาเป็นเครื่องกลเติมอากาศแบบทุ่นลอย สามารถปรับตัวขึ้นลงได้ ตามระดับขึ้นลงของผิวน้ำ ในแหล่งน้ำเสีย มีส่วนประกอบสำคัญคือ

1.  โครงกังหันน้ำรูป 12 เหลี่ยม

2.  ซองบรรจุน้ำติดตั้งโดยรอบ จำนวน 6 ซอง รูซองน้ำพรุนเพื่อให้น้ำไหลกระจายเป็นฝอย

3.  ซองน้ำจะถูกขับเคลื่อนให้หมุนโดยรอบด้วยเกียร์มอเตอร์ ซึ่งทำให้การหมุนเคลื่อนที่ของซองน้ำ วิดตักน้ำด้วย ความเร็ว สามารถวิดน้ำลึกลงไปจากใต้ผิวน้ำประมาณ 0.50 เมตร ยกน้ำสาดขึ้นไปกระจายเป็นฝอยเหนือผิวน้ำ ได้สูงถึง 1 เมตร ทำให้มีพื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างน้ำกับอากาศมากและส่งผลให้ออกซิเจนสามารถละลายเข้าไปในน้ำ ได้อย่างรวดเร็ว

4.  ในขณะที่น้ำเสียถูกยกขึ้นไปสาดกระจายสัมผัสกับอากาศแล้วตกลงไปยังผิวน้ำนั้น จะก่อให้เกิดฟองอากาศ จมตามลงไปใต้ผิวน้ำด้วย ในขณะที่ซองน้ำกำลังเคลื่อนที่ลงสู่ผิวน้ำแล้วกดลงไปใต้ผิวน้ำนั้น จะเกิดการอัดอากาศภายในซองน้ำ ภายใต้ผิวน้ำ จนกระทั่งซองน้ำจมน้ำเต็มที่ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายเทออกซิเจน 250 มิลลิกรัมต่อลิตร ได้วันละ 600 ลูกบาศก์เมตร ทำให้มีประสิทธิภาพในการลดค่า ได้สูงกว่า 90 เปอร์เซนต์ และสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายน้อยมาก โดยเสียค่าใช้จ่าย เพียงลูกบาศก์เมตรละ 96 สตางค์คิดเป็นจำนวนความสกปรกในหน่วยกิโลกรัม เสียค่าใช้จ่าย 3.84 บาท เท่านั้น การดำเนินงานของมูลนิธิชัยพัฒนา จะเน้นกิจกรรม เพื่อการพัฒนาที่ไม่ซ้ำซ้อน กับแผนงาน โครงการ ของรัฐที่มีอยู่แล้วแต่จะพยายาม สนับสนุน ส่งเสริม และ ประสานการดำเนินงานเพื่อให้โครงการต่างๆ เกิด ความสมบูรณ์และสามารถดำเนินการได้อย่างรวดเร็วและสอดคล้องกับสถานการณ์โดยเฉพาะ ในกรณีที่ โครงการของรัฐ ถูกจำกัดด้วยเงื่อนไข ของกฎระเบียบต่างๆอันเป็นผลทำให้โครงการนั้นๆ ไม่สามารถ ดำเนินการได้อย่างทันท่วงทีเช่นในกรณีที่อาจต้องจัดซื้อที่ดินจากราษฎรบางส่วน เพื่อดำเนินงานตามโครงการ หนึ่งแต่รัฐมีปัญหา ด้านงบประมาณไม่เพียงพอในการจัดซื้อหรือมิได้ตั้งงบประมาณไว้ หรือ ถูกจำกัดด้วย เงื่อนไขของระเบียบต่างๆทำให้ดำเนินการจัดซื้อไม่ได้ หรือต้องตั้งงบประมาณจัดซื้อ ในปีข้างหน้าซึ่งจะทำให้โครงการล่าช้าไป เป็นต้นในกรณีเช่นนี้มูลนิธิชัยพัฒนา จะได้ช่วยเหลือตามความเหมาะสมเพื่อให้โครงการ นั้นๆ ดำเนินการได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพสูงสุด วิธีการดังตัวอย่างข้างต้นอาจนับได้ว่าเป็น วิวัฒนาการใหม่ ของแนวทางการพัฒนาประเทศที่มีมูลนิธิชัยพัฒนา ในฐานะเป็นนิติบุคคลสาธารณประโยชน์ที่ จะเข้ามาประสานงานร่วมมือสนับสนุน โครงการพัฒนาของรัฐ อย่างสอดคล้องเป็นอันหนึ่งอันเดียวกัน เพื่อให้ โครงการที่มีปัญหานั้นๆสามารถดำเนินงานไปได้ โดยก่อประโยชน์สูงสุดแก่ประชาชน และประเทศชาติ อย่าง เต็มที่ งบประมาณในการดำเนินงาน พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว พระราชทานพระราชทรัพย์ส่วนพระองค์ เป็นทุนเริ่มแรก ในการจัดตั้ง มูลนิธิชัยพัฒนาและผู้มีจิตศรัทธาได้ทูลเกล้าฯ ถวายสมทบมูลนิธิชัยพัฒนาเพื่อ เป็นกองทุน ในการนำผลประโยชน์มาเป็นค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน โครงการต่างๆ ได้สูงขึ้นหลังจากนั้นน้ำที่ได้รับการเติมอากาศแล้วจะเกิดการถ่ายเทของน้ำเคลื่อนที่ออกไปด้วยการผลักดันของซองน้ำรวมทั้งการโยกตัวของทุ่นลอยในขณะทำงานสามารถผลักดันน้ำให้เคลื่อนที่ผสมผสานออกซิเจนเข้ากับน้ำในระดับความลึกใต้ผิวน้ำได้เป็นอย่างดีอีกด้วยจึงก่อให้เกิดกระบวนการทั้งการเติมอากาศ การกวนแบบผสมผสานและการทำให้เกิดการไหลของน้ำเสียไปตามทิศทางที่กำหนดโดยพร้อมกันเครื่องกลนี้สามารถที่จะบำบัดน้ำเสียที่มีความสกปรก (BOD) 250มิลลิกรัมต่อลิตร ได้วันละ600ลูกบาศก์เมตร ทำให้มีประสิทธิภาพในการลดค่าBODได้สูงกว่า90เปอร์เซนต์ และสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายน้อยมาก โดยเสียค่าใช้จ่ายเพียงลูกบาศก์เมตรละ96สตางค์คิดเป็นจำนวนความสกปรกในหน่วยกิโลกรัม BOD เสียค่าใช้จ่าย3.84บาทเท่านั้นการดำเนินงานของมูลนิธิชัยพัฒนาจะเน้นกิจกรรมเพื่อการพัฒนาที่ไม่ซ้ำซ้อนกับแผนงานโครงการของรัฐที่มีอยู่แล้วแต่จะพยายามสนับสนุนส่งเสริมและประสานการดำเนินงานเพื่อให้โครงการต่างๆเกิดความสมบูรณ์และสามารถดำเนินการได้อย่างรวดเร็วและสอดคล้องกับสถานการณ์โดยเฉพาะในกรณีที่โครงการของรัฐถูกจำกัดด้วยเงื่อนไข ของกฎระเบียบต่างๆอันเป็นผลทำให้โครงการนั้นๆไม่สามารถดำเนินการได้อย่างทันท่วงทีเช่นในกรณีที่อาจต้องจัดซื้อที่ดินจากราษฎรบางส่วนเพื่อดำเนินงานตามโครงการหนึ่งแต่รัฐมีปัญหาด้านงบประมาณไม่เพียงพอในการจัดซื้อหรือมิได้ตั้งงบประมาณไว้หรือถูกจำกัดด้วยเงื่อนไขของระเบียบต่างๆทำให้ดำเนินการจัดซื้อไม่ได้ หรือต้องตั้งงบประมาณจัดซื้อใน1-2ปีข้างหน้าซึ่งจะทำให้โครงการล่าช้าไปเป็นต้นในกรณีเช่นนี้มูลนิธิชัยพัฒนาจะได้ช่วยเหลือตามความเหมาะสมเพื่อให้โครงการนั้นๆดำเนินการได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพสูงสุดวิธีการดังตัวอย่างข้างต้นอาจนับได้ว่าเป็นวิวัฒนาการใหม่ ของแนวทางการพัฒนาประเทศที่มีมูลนิธิชัยพัฒนาในฐานะเป็นนิติบุคคลสาธารณประโยชน์ที่จะเข้ามาประสานงานร่วมมือสนับสนุนโครงการพัฒนาของรัฐอย่างสอดคล้องเป็นอันหนึ่งอันเดียวกันเพื่อให้โครงการที่มีปัญหานั้นๆสามารถดำเนินงานไปได้ โดยก่อประโยชน์สูงสุดแก่ประชาชนและประเทศชาติ อย่างเต็มที่ งบประมาณในการดำเนินงานพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวพระราชทานพระราชทรัพย์ส่วนพระองค์เป็นทุนเริ่มแรก ในการจัดตั้งมูลนิธิชัยพัฒนาและผู้มีจิตศรัทธาได้ทูลเกล้าฯถวายสมทบมูลนิธิชัยพัฒนาเพื่อเป็นกองทุนในการนำผลประโยชน์มาเป็นค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานโครงการต่างๆ

แผนภูมิกังหันน้ำชัยพัฒนา 1

ภาพที่ 1 www.chaipat.or.th

ในแผนภูมิกังหันชัยพัฒนา (1) แสดงส่วนประกอบของเครื่องกลเติมอากาศแบบทุ่นลอย สามารถปรับตัวขึ้นลงตามผิวน้ำ ส่วนส่วนประกอบที่สำคัญ ได้แก่ โครงกังหันน้ำรูป 12 เหลี่ยม มีซองตักวิดน้ำติดตั้งโดยรอบจำนวน 6 ซอง เจาะรูที่ซองตักวิดน้ำเป็นรูพรุนเพื่อให้น้ำไหลกระจายเป็นฝอย ซองน้ำนี้จะถูกขับเคลื่อนให้หมุนโดยรอบด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า อุปกรณ์ทั้งหมดประกอบยึดแน่นอยู่บนโครงเหล็กยึดทุ่นลอย และบริเวณใต้ทุ่นลอยจะติดตั้งแผ่นไฮโดรฟอยล์ จำนวน 2 แผ่น เพื่อช่วยลดการโยกตัว และช่วยขับเคลื่อนน้ำ 

            แผนภูมิกังหันน้ำชัยพัฒนา 2

ภาพที่ 2 www.chaipat.or.th

ในแผนภูมิกังหันชัยพัฒนา (2) แสดงให้เห็นถึงการทำงานเมื่อมอเตอร์ไฟฟ้าหมุนด้วยความเร็ว 1,450 รอบ/นาที จะส่งกำลังขับผ่านระบบเฟืองเกียร์ทดรอบหรือระบบเฟืองจานโซ่ไปยังซองตักวิดน้ำให้หมุนเคลื่อนตัวโดยรอบด้วยความเร็วที่ช้าลงเหลือ 5 รอบ/นาที สามารถวิดตักน้ำลึกลงไปจากใต้ผิวน้ำ 0.50 เมตร ยกขึ้นไปสาดกระจายเป็นฝอยเหนือผิวน้ำด้วยความสูง 1.0 เมตร ทำให้มีพื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างน้ำกับอากาศกว้างขวางมากขึ้น เป็นผลทำให้ออกซิเจนในอากาศละลายเข้าไปในน้ำได้อย่างรวดเร็ว และในขณะที่น้ำเสียถูกยกขึ้นไปสาดกระจายสัมผัสกับอากาศแล้วตกลงไปยังผิวน้ำจนสิ้นสุดของการสาดน้ำดังแสดงในแผนภูมิกังหันน้ำชัยพัฒนา (3)

แผนภูมิกังหันน้ำชัยพัฒนา 3

ภาพที่ 3 www.chaipat.or.th

จะก่อให้เกิดฟองอากาศจมตามลงไปใต้ผิวน้ำด้วย อีกทั้งในขณะที่ซองตักวิดน้ำกำลังเคลื่อนที่ลงสู่ผิวน้ำแล้วกดลงไปใต้ผิวน้ำนั้น จะเกิดการอัดอากาศภายในซองน้ำน้ำภายใต้ผิวน้ำจนกระทั่งซองน้ำจมน้ำเต็มที่ ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายเทออกซิเจนได้สูงขึ้นตามไปด้วย หลังจากนั้นน้ำที่ได้รับการเติมอากาศแล้ว จะเกิดการถ่ายเทของน้ำเคลื่อนที่ออกไปด้วยการผลักดันของซองน้ำ ด้วยความเร็วของการไหล 0.20 เมตร/วินาที จึงสามารถผลักดันน้ำออกไปจากเครื่องมีระยะทางประมาณ 10.0 เมตร และผลพลอยได้อีกประการหนึ่ง ได้แก่ การโยกตัวของทุ่นลอยในขณะทำงาน จะส่งผลให้แผ่นไฮโดรฟอยล์ที่ติดตั้งไว้ในส่วนใต้น้ำ สามารถผลักดันน้ำให้เคลื่อนที่ผสมผสานออกซิเจนเข้ากับน้ำในระดับความลึกใต้ผิวน้ำเป็นอย่างดีอีกด้วย จึงก่อให้เกิดกระบวนการทั้งการเติมอากาศ การกวนแบบผสมผสาน และทำให้เกิดการไหลของน้ำเสียไปตามทิศทางที่กำหนดโดยพร้อมกัน

ภาพที่ 4 http://www.slideshare.net

6.  คุณค่าต่อสังคมไทย

“….กรุงเทพฯต้องมีพื้นที่หายใจ แต่ที่นี่เราถือว่าเป็นไตกำจัดสิ่งสกปรกและโรค สวนสาธารณะถือว่าเป็นปอด แต่นี้เหมือนไตฟอกเลือดถ้าไตทำงานไม่ดีเราตาย อยากให้เข้าใจหลักของความคิดอันนี้…”

ครั้งหนึ่งที่บึงมักกะสันเกิดสภาวะน้ำเน่าเสีย ด้วยเหตุจากบึงมักกะสันเป็นบึงใหญ่ใจกลางกรุงเทพฯ ใช้เป็นแหล่งระบายน้ำและรองรับน้ำเสียจากโรงงานรถไฟมักกะสัน ทำให้บึงมักกะสันตื้นเขิน จากการตกตะกอนของสารแขวนลอย กอปรกับรอบบึงมักกะสันมีชุมชนแออัด 3 ชุมชน รวมแล้วมากกว่า 1,000 ครัวเรือน จึงทำให้สถานที่แห่งนี้เป็นแหล่งสิ่งปฏิกูล และขยะมูลฝอย จนเกิดปัญหาภาวะสิ่งแวดล้อม เสื่อมโทรม และน้ำเน่าเสีย กลายเป็นแหล่งมลพิษที่น่าเป็นห่วง ส่งผลกระทบต่อชีวิตของประชาชนแถบนั้นโดยตรง

พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงตระหนักถึงภัยแห่งมลภาวะนี้ จึงได้พระราชทานพระราชดำริ ให้หน่วยงานต่าง ๆ ร่วมกันปรับปรุง บึงมักกะสันอย่างประหยัด ที่สำคัญคือต้องไม่ก่อให้เกิดความเดือดร้อนแก่ประชาชนที่อาศัยอยู่ริมบึง และให้สามารถใช้ประโยชน์ได้ต่อไปในอนาคต พระองค์จึงพระราชทานวิธีบำบัดน้ำเสียในบึงมักกะสันด้วยการใช้ “เครื่องกรองน้ำธรรมชาติ” ที่เรียกว่า ระบบ Oxidation Pond หรือ “ระบบสายลมและแสงแดด” การทำงานของระบบนี้คืออาศัยการทำงานร่วมกันระหว่างพืชน้ำกับแบคทีเรีย แบบพึ่งพาอาศัยกันและกัน น้ำที่ทำการบำบัดแล้วจะ มีความสะอาดพอที่จะส่งคืนไปเจือจางน้ำเสียในคลองสามเสน ขณะเดียวกันก็ดึงน้ำจากคลองสามเสน มาทำการบำบัดต่อไป การใช้ “เครื่องกรองน้ำธรรมชาติ” ทำให้สามารถช่วยระบายน้ำและบรรเทาสภาพน้ำเสีย ในคลองสามเสนและคลองแสนแสบอย่างได้ผล เกิดสภาพแวดล้อมที่ดี ไม่มีกลิ่นเหม็นให้เดือดร้อนรำคาญ ส่งผลให้พสกนิกรทั้งหลายมีคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้น

โครงการนี้สามารถช่วยเหลือประชาชนได้เป็นอย่างดี เนื่องจากกระบวนการต่าง ๆ สามารถช่วยลดมลภาวะที่เกิดจากน้ำเน่าเสีย ทำให้ความเป็นอยู่ของประชาชนในบริเวณริมแหล่งน้ำในพื้นที่ต่าง ๆ ดีขึ้น ด้วยกระบวนการของกังหันชัยพัฒนาที่ช่วยทำให้น้ำใสสะอาดขึ้น ลดกลิ่นเหม็นลงไปได้มาก และมีปริมาณออกซิเจนในน้ำเพิ่มขึ้น สัตว์น้ำต่างๆ อาทิ เต่า ตะพาบน้ำ และปลา สามารถอยู่อาศัยได้อย่างปลอดภัย อีกทั้งยังบำบัดความสกปรกต่างๆ ให้ลดต่ำลงได้ตามเกณฑ์มาตรฐานที่กำหนด และเนื่องจากกังหันน้ำชัยพัฒนาใช้เทคโนโลยีที่เรียบง่ายที่สามารถแก้ไขและปรับปรุงคุณภาพน้ำให้ดีขึ้น จึงเป็นที่ยอมรับในประสิทธิภาพของการบำบัดน้ำเสียทั้งในประเทศและต่างประเทศ โดยผลที่ได้รับนั้นยิ่งใหญ่และมีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์อย่างแท้จริง

กษัตริย์นักประดิษฐ์ เมื่อวันที่ 24 ธันวาคม 2531 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้พระราชทานรูปแบบและพระราชดำริเกี่ยวกับการแก้ไขปัญหานํ้าเสีย โดยการเติมออกซิเจนในนํ้า มีสาระสำคัญ คือ การเติมอากาศลงในนํ้าเสีย มี 2 วิธีวิธีหนึ่ง ใช้อากาศอัดเข้าไปตามท่อเป่าลงไปใต้ผิวนํ้าแบบกระจายฟอง และอีกวิธีหนึ่ง น่าจะกระทำได้โดยกังหันวิดนํ้า วิดตักขึ้นไปบนผิวนํ้า แล้วปล่อยให้ตกลงไปยังผิวนํ้าตามเดิม โดยที่กังหันนํ้าดังกล่าวจะหมุนซํ้าๆ ด้วยกำลังของมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็กไม่เกิน 2 แรงม้า หรืออาจจะใช้พลังนํ้าไหลก็ได้ จึงสมควรพิจารณาสร้างต้นแบบ แล้วนำไปติดตั้งทดลองใช้บำบัดนํ้าเสียที่ภายในบริเวณโรงพยาบาลพระมงกุฎเกล้า และวัดบวรนิเวศวิหาร

7.  เครื่องกลเติมอากาศ

เครื่องจักรกลประดิษฐ์ขึ้นอันเนื่องมาจากพระราชดำริในพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว มี 9 รูปแบบ ได้แก่

รูปแบบที่ 1 เครื่องกลเติมอากาศระบบเป่าอากาศลงไปใต้นํ้าและกระจายฟอง(Chaipattana Aerator, Model RX-1)

เป็นเครื่องกลเติมอากาศที่ออกแบบแผงท่อเติมอากาศให้กับน้ำเสียโดยใช้วิธีอัดอากาศเข้าไปที่ท่ออากาศแล้วแยกออกกระจายฟองตามท่อกระจายอากาศซึ่งเจาะรูเล็กๆ ไว้เพื่อปล่อยอากาศออกมาเติมให้กับน้ำเสีย ขณะเดียวกันจะมีแรงดันให้น้ำเสียเกิดการปั่นป่วน ส่งผลให้การเติมอากาศดีขึ้น ได้ทำการทดสอบประสิทธิภาพในการถ่ายเทออกซิเจนแล้วได้เท่ากับ 0.45 กิโลกรัมของออกซิเจนต่อแรงม้าชั่วโมง ขณะนี้เลิกใช้แล้ว เนื่องจากประสิทธิภาพต่ำและมีปัญหาการอุดตันของท่อกระจายฟองอากาศ เนื่องจากระดับน้ำมีการเปลี่ยนแปลงขึ้นลง ความสูงของน้ำมากกว่า1.00 เมตร

ภาพที่ 5 http://www.rdpb.go.th

รูปแบบที่ 2 เครื่องกลเติมอากาศที่ผิวนํ้าแบบหมุนช้า“กังหันนํ้าชัยพัฒนา” (Chaipattana Aerator, Model RX-2)

“กังหันน้ำชัยพัฒนา” เป็นเครื่องกลเติมอากาศแบบทุ่นลอย มีใบพัดขับเคลื่อนน้ำหมุนรอบเป็นวงกลมสำหรับขับเคลื่อนน้ำและวิดน้ำขึ้นไปสาดกระจายเป็นฝอย เพื่อให้สัมผัสกับอากาศได้อย่างทั่วถึง เป็นผลให้ออกซิเจนในอากาศสามารถละลายผสมกับน้ำได้เร็วและในช่วงที่น้ำเสียถูกยกขึ้นมากระจายสัมผัสอากาศ และตกลงไปยังผิวน้ำ จะทำให้เกิดฟองอากาศจมตามลงไป ก่อให้เกิดการถ่ายเทออกซิเจนอีกส่วนหนึ่ง ซึ่งกังหันน้ำชัยพัฒนานี้จะใช้ประโยชน์ได้ทั้งการเติมอากาศ การกวนแบบผสมผสานและทำให้เกิดการไหลตามทิศทางที่กำหนด ได้ทำการทดสอบประสิทธิภาพในการถ่ายเทออกซิเจนแล้วได้เท่ากับ 1.20 กิโลกรัมของออกซิเจนต่อแรงม้าต่อชั่วโมง

ภาพที่ 6 http://www.rdpb.go.th

  

รูปแบบที่ 3 เครื่องกลเติมอากาศระบบเป่าอากาศหมุนใต้นํ้า “ชัยพัฒนาซุปเปอร์ฟองแอร์” (Chaipattana Aerator,Model RX-3)

 “ชัยพัฒนาซุปเปอร์ฟองแอร์” เป็นเครื่องกลเติมอากาศแบบทุ่นลอย ใช้วิธีอัดอากาศลงไปใต้น้ำแล้วแยกกระจายฟองออกเป็น 8 ท่อ ตามแนวนอน ท่อกระจายฟองอากาศนี้จะหมุนเคลื่อนที่ได้โดยรอบทำให้การเติมอากาศเป็นไปอย่างทั่วถึง และพัฒนาขึ้นเพื่อใช้แทนเครื่องกลเติมอากาศรูปแบบที่ 1การทดสอบประสิทธิภาพในการถ่ายเทออกซิเจนได้เท่ากับ 0.90 กิโลกรัมของออกซิเจนต่อแรงม้าต่อชั่วโมง ได้นำไปทดลองใช้งานที่วัดบวรนิเวศวิหาร และโรงพยาบาลพระมงกุฎเกล้า

     ภาพที่ 7 http://www.rdpb.go.th

รูปแบบที่ 4 เครื่องกลเติมอากาศแรงดันนํ้า “ชัยพัฒนาเวนจูรี่” (Chaipattana Aerator, Model RX-4)

“ชัยพัฒนาเวนจูรี่” เป็นเครื่องกลเติมอากาศที่ใช้ปั๊มแบบจุ่ม (ไดโวร์) เป็นตัวขับเคลื่อนน้ำให้ไหลออกไปตามท่อจ่ายน้ำโดยที่ปลายท่อ จะทำเป็นคอคอดเพื่อดูดอากาศจากข้างบนผสมกับน้ำที่อัดลงด้านล่าง เครื่องนี้ทดสอบประสิทธิภาพในการถ่ายเทออกซิเจนได้เท่ากับ 0.80 กิโลกรัมของออกซิเจนต่อแรงม้าต่อชั่วโมง ได้ติดตั้งอยู่ที่กรมชลประทานปากเกร็ด นนทบุรี

ภาพที่ 8 http://www.rdpb.go.th

รูปแบบที่ 5 เครื่องกลเติมอากาศระบบอัดและดูดอากาศลงใต้นํ้า “ชัยพัฒนาแอร์เจท” (Chaipattana Aerator, Model RX-5)

“ชัยพัฒนาแอร์เจท” เป็นเครื่องกลเติมอากาศที่ใช้ใบพัดหมุนอยู่ใต้น้ำสำหรับขับเคลื่อนน้ำให้เกิดการปั่นป่วน และความเร็วสูง สามารถดึงอากาศจากด้านบนลงมาสัมผัสกับน้ำด้านล่างได้อย่างมีประสิทธิภาพพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ได้ทรงออกแบบด้วยฝีพระหัตถ์โดยใช้คอมพิวเตอร์ และพระราชทานรูปแบบทางโทรสารให้กรมชลประทาน เมื่อวันที่ 3 พฤษภาคม 2533 คำว่า “Model RX-5” ซึ่งหมายถึง Royal Experiment แบบที่ 5

จากรูปแบบที่พระราชทานมานี้ ทรงชี้แนะในการพัฒนาออกเป็น 3 ระบบ คือ

System 1 คือ Model RX5A (Air pump)

System 2 คือ Model RX5B (Water pump)

System 3 คือ ModelRx5C (Water pump + Air pump)

ประสิทธิภาพในการถ่ายเทออกซิเจน 1.2 กิโลกรัมออกซิเจนต่อแรงม้าต่อชั่วโมง

ภาพที่ 9 http://www.rdpb.go.th

รูปแบบที่ 6 เครื่องกลเติมอากาศแบบตีนํ้าสัมผัสอากาศ“เครื่องตีนํ้าชัยพัฒนา” (Chaipattana Aerator, Model RX-6)

“เครื่องตีน้ำชัยพัฒนา” เป็นเครื่องกลเติมอากาศที่ใช้ใบพัดตีน้ำให้กระจายเป็นฝอยสัมผัสอากาศแบบทุ่นลอยเพื่อให้น้ำสัมผัสกับอากาศด้านบน ขณะนี้ได้มีการติดตั้งไว้อยู่ที่บึงพระราม 9

ภาพที่ 10 http://www.rdpb.go.th

รูปแบบที่ 7 เครื่องกลเติมอากาศแบบดูดและอัดนํ้าลงไปที่ใต้ผิวนํ้า “ชัยพัฒนาไฮโดรแอร์” (Chaipattana Aerator,Model RX-7)

“ชัยพัฒนาไฮโดรแอร์” เป็นเครื่องกลเติมอากาศที่ใช้ปั๊มดูดน้ำจากข้างใต้น้ำมาสัมผัสอากาศ แล้วขับดันน้ำดังกล่าวลงสู่ใต้ผิวน้ำอีกครั้ง ซึ่งจะทำให้น้ำด้านล่างเกิดการปั่นป่วนปัจจุบันกำลังศึกษา ทดลอง และปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่อง

 ภาพที่ 11 http://www.rdpb.go.th  

รูปแบบที่ 8 เครื่องมือจับเกาะจุลินทรีย์ “ชัยพัฒนาไบโอ” (Chaipattana Aerator,Model RX-8)

“ชัยพัฒนาไบโอฟิลเตอร์” เป็นเครื่องที่ใช้ร่วมในกระบวนการบำบัดน้ำเสียโดยใช้เส้นเชือกเป็นวัสดุตัวกลางสำหรับให้แบคทีเรียใช้เป็นที่อยู่อาศัยเพื่อการย่อยสลายความสกปรกในน้ำเสียปัจจุบันกำลังศึกษา ทดลอง และปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่อง

ภาพที่ 12 http://www.rdpb.go.th

รูปแบบที่ 9 เครื่องกลเติมอากาศแบบกระจายนํ้าสัมผัสอากาศ “นํ้าพุชัยพัฒนา” (Chaipattana Aerator, ModelRX-9)

“น้ำพุชัยพัฒนา”เป็นเครื่องกลเติมอากาศที่ติดตั้งมอเตอร์ไว้ด้านบน และต่อเพลาขับเคลื่อนเพื่อไปหมุนปั๊มน้ำที่อยู่ใต้น้ำเมื่อเครื่องทำงานปั๊มน้ำจะดูดน้ำแล้วอัดเข้าท่อส่งไปยังหัวกระจายน้ำซึ่งมีลักษณะเป็นวงกลม เจาะรูไว้โดยรอบ โดยแรงดันของน้ำที่สูงนี้เองที่ที่ให้สามารถพุ่งออกผ่านรูเจาะด้วยความเร็วสูงขึ้นไปสาดกระจายสัมผัสกับอากาศด้านบนได้เป็นอย่างดี ปัจจุบันกำลังศึกษา ทดลอง และปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่อง

ภาพที่ 13 http://www.rdpb.go.th

กังหันนํ้าชัยพัฒนา หรือเครื่องกลเติมอากาศที่ผิวนํ้าหมุนช้าแบบทุ่นลอย (Chaipattana Low Speed Surface Aerator) ซึ่งเป็น Model RX-2 หมายถึง Royal Experiment แบบที่ 2 มีคุณสมบัติในการถ่ายเทออกซิเจนได้สูงถึง 1.2 กิโลกรัมของออกซิเจนต่อแรงม้าต่อชั่วโมง สามารถนำไปใช้ในกิจกรรมปรับปรุงคุณภาพนํ้าได้อย่างอเนกประสงค์ ติดตั้งง่าย เหมาะสำหรับใช้ในแหล่งนํ้าธรรมชาติ ได้แก่ สระนํ้า หนองนํ้า คลอง บึง ลำห้วยเป็นต้น ที่มีความลึกมากกว่า 1 เมตร และมีความกว้างมากกว่า 2 เมตร เครื่องกลเติมอากาศ “กังหันนํ้าชัยพัฒนา” แบบทุ่นลอยสามารถปรับตัวขึ้นลงได้ตามระดับขึ้นลงของนํ้า ส่วนประกอบสำคัญ ได้แก่ โครงกังหันนํ้ารูป 12 เหลี่ยม ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เมตร มีซองนํ้าขนาดบรรจุ 110 ลิตร ติดตั้งโดยรอบจำนวน 6 ซอง เจาะรูซองนํ้าพรุน เพื่อให้นํ้าไหลกระจายเป็นฝอย ซองนํ้านี้จะถูกขับเคลื่อนให้หมุนโดยรอบด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า ขนาด๒ แรงม้า ระบบแรงดัน 380 โวลต์ - เฟส 50 เฮิร์ท ผ่านระบบส่งกำลังด้วยเกียร์ทดรอบและจากโซ่ ซึ่งจะทำให้การหมุนเคลื่อนที่ของซองนํ้าวิดตักนํ้าด้วยความเร็ว 5 รอบต่อนาทีสามารถวิดนํ้าลึกลงไปจากใต้ผิวนํ้า ประมาณ 0.15 เมตร ยกนํ้าขึ้นไปสาดกระจายเป็นฝอยเหนือผิวนํ้าด้วยความสูง 1 เมตรทำให้มีพื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างนํ้ากับอากาศกว้างขวางมากขึ้นเป็นผลทำให้ออกซิเจนในอากาศละลายเข้าไปในนํ้าได้อย่างรวดเร็ว และในขณะที่นํ้าเสียถูกยกขึ้นไปสาดกระจายสัมผัสกับอากาศแล้วตกลงไปยังผิวนํ้านั้น จะก่อให้เกิดฟองอากาศจมตามลงไปใต้ผิวนํ้าด้วย อีกทั้งในขณะที่ซองนํ้ากำลังเคลื่อนที่ลงสู่ผิวนํ้าแล้วกดลงไปใต้ผิวนํ้านั้น จะเกิดการอัดอากาศภายในซองนํ้าภายใต้ผิวนํ้า จนกระทั่งซองนํ้าจมนํ้าเต็มที่ ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายเทออกซิเจนได้สูงขึ้นตามไปด้วย หลังจากนั้นนํ้าที่ได้รับการเติมอากาศแล้ว จะเกิดการถ่ายเทของนํ้าเคลื่อนที่ออกไปด้วยการผลักดันของซองนํ้าด้วยความเร็วของการไหล 0.20 เมตรต่อวินาที จึงสามารถผลักดันนํ้าออกไปจากเครื่อง มีระยะทางประมาณ 10 เมตร และผลพลอยได้อีกประการหนึ่ง ได้แก่ การโยกตัวของทุ่นลอยในขณะทำงาน จะส่งผลให้แผ่นไฮโดรฟอยล์ออกซิเจนเข้ากับนํ้าในระดับความลึกใต้ผิวนํ้าเป็นอย่างดีอีกด้วยจึงก่อให้เกิดกระบวนการทั้งการเติมอากาศ การกวนแบบผสมผสานและทำให้เกิดการไหลของนํ้าเสียไปตามทิศทางที่กำหนดโดยพร้อมกัน

ภาพที่ 14 http://www.rdpb.go.th

8.  สิทธิบัตรการประดิษฐ์

กังหันน้ำชัยพัฒนาได้รับสิทธิบัตรจากกรมทรัพย์สินทางปัญญาเมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ 2536 หลังจากเลขาธิการมูลนิธิชัยพัฒนาซึ่งเป็นหน่วยงานหลักที่สนองพระราชดำริในการพัฒนากังหันนํ้า ได้รับพระราชทานพระบรมราชานุญาตให้ยื่นขอรับสิทธิบัตรเมื่อวันที่ 2 มิถุนายน 2535 จึงนับว่าเป็นสิทธิบัตรในพระปรมาภิไธยของพระมหากษัตริย์พระองค์แรกของไทยและครั้งแรกของโลก

นอกจากนี้ “กังหันนํ้าชัยพัฒนา”ยังได้รับรางวัลเหรียญทองจาก The Belgian Chamber of Inventor องค์กรทางด้านนวัตกรรมที่เก่าแก่ของเบลเยียม ภายในงาน “Brussels Eureka 2000” ซึ่งเป็นงานแสดงสิ่งประดิษฐ์ใหม่ของโลกวิทยาศาสตร์ ณ กรุงบรัสเซลส์ ประเทศเบลเยียม

ภาพที่ 15 http://www.chedsada.com

9.  รางวัลเทิดพระเกียรติ

กังหันนํ้าชัยพัฒนามีชื่อเสียงโด่งดังยิ่งขึ้นอีกครั้งหนึ่ง เมื่อสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติได้ประกาศให้กังหันนํ้าชัยพัฒนาได้รับรางวัลที่ 1 ในประเภทรางวัลผลงานคิดค้น หรือสิ่งประดิษฐ์ซึ่งเป็นประโยชน์แก่ประเทศชาติประจำปี 2536 และทูลเกล้าฯ ถวายรางวัลนี้แด่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว โดยสดุดีถึงพระปรีชาสามารถในการคิดค้นเครื่องกลเติมอากาศชนิดนี้ว่า สามารถบำบัดนํ้าเสียได้ดียิ่ง นอกจากนี้คณะรัฐมนตรีได้มีมติกำหนดให้วันที่ 2 กุมภาพันธ์ของทุกปีเป็น“วันนักประดิษฐ์” เพื่อเป็นการเทิดพระเกียรติ ซึ่งสืบเนื่องจากการทูลเกล้าฯ ถวายสิทธิบัตรในพระปรมาภิไธย เมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ 2536

ภาพที่ 16 https://th.wikipedia.org

ปี 2543 สภาวิจัยแห่งชาติได้นำผลงาน “เครื่องกลเติมอากาศที่ผิวนํ้าหมุนช้าแบบทุ่นลอย” หรือ “กังหันนํ้าชัยพัฒนา” ในพระองค์เข้าประกวดในสิ่งประดิษฐ์ ประเภทที่ 1 เกี่ยวกับการควบคุมมลพิษและสิ่งแวดล้อม (PollutionControl-Environment) ในงาน Brussels Eureka 2000 :49th Anniversary of the World Exhibition of Innovation,Research and New Technology ปรากฏว่าได้รับการยกย่องจาคณะกรรมการจัดงานว่า เป็นผลงานที่ทรงคุณค่าและมีประโยชน์อย่างยิ่งในการบำบัดนํ้าเสีย

รางวัลระดับนานาชาติด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี The BelgianChamber of Inventor ซึ่งเป็นองค์การสิ่งประดิษฐ์ที่เก่าแก่ที่สุดของยุโรปได้จัดงาน Brussels Eureka 2000 :49th Anniversary of the World Exhibition of Innovation, Researchand New Technology ระหว่างวันที่๑๔ - ๒๐ พฤศจิกายน ๒๕๔๓ ณ กรุงบรัสเซลส์ ประเทศเบลเยียมพร้อมกันนี้ คณะกรรมการนานาชาติและกรรมการประจำชาติได้มีพิธีประกาศรางวัลต่อนักวิจัย นักประดิษฐ์และผู้เข้าชมงานว่า “รางวัลต่างๆ ที่ประกาศในวันนี้ มิใช่ว่าจะพิจารณามอบให้กันอย่างง่ายๆ สิ่งประดิษฐ์ทุกๆสาขา จะต้องสามารถนำไปใช้งานได้กว้างขวาง เกิดประโยชน์ต่อการพัฒนาคุณภาพชีวิต และสิ่งแวดล้อมได้ทั่วโลก ดังนั้น ChaipattanaLow Speed Surface Aerator, Model Rx-2 เป็นที่น่าสรรเสริญให้เป็นสิ่งประดิษฐ์ดีเด่นในครั้งนี้”

ภาพที่ 17 https://th.wikipedia.org

นอกจากนี้ คณะกรรมการนานาชาติได้กล่าวสดุดีพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ความว่า “พระมหากษัตริย์ของไทยทรงเป็นนักพัฒนา มีพระวิริยะอันสูงส่ง รวมทั้งพระอัจฉริยภาพและพระวิสัยทัศน์ที่ดี ทรงงานหนักเพื่อประชาชนของพระองค์ ทรงใช้เทคโนโลยีที่เรียบง่ายสิ่งประดิษฐ์ในพระองค์สามารถนำไปพัฒนาใช้งานได้อย่างกว้างขวางทั่วโลก”รางวัล เหรียญรางวัล และประกาศนียบัตร ที่คณะกรรมการนานาชาติและกรรมการประจำชาติทูลเกล้าฯ ถวายแด่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวสำหรับการประดิษฐ์ “กังหันนํ้าชัยพัฒนา”รวมทั้งสิ้น 5 รางวัล ดังนี้

1.  ถ้วยรางวัล MINISTER J. CHABERTเป็นรางวัลผลงานด้านสิ่งประดิษฐ์ดีเด่น มอบโดย Minister of Economy of Brussels Capital Region

ภาพที่ 18 https://th.wikipedia.org

2.  ถ้วยรางวัล Grand Prix Internationalเป็นรางวัลผลงานด้านสิ่งประดิษฐ์ดีเด่นสูงสุด มอบโดย International Council of the World Organization of Perindical Press

ภาพที่ 19 https://th.wikipedia.org

3.  เหรียญรางวัล Prix OMPI FemmeInventeur Brussels EUREKA 2000 พร้อมประกาศนียบัตรเป็นรางวัลด้านสิ่งประดิษฐ์ดีเด่นระดับโลก มอบโดย World Organization of Intellectual Prope

ภาพที่ 20 https://th.wikipedia.org

4.  ถ้วยรางวัล Yugoslavia Cup เป็นรางวัลสรรเสริญพระอัจฉริยภาพด้านการประดิษฐ์ มอบโดยกลุ่มประเทศยูโกสลาเวีย

ภาพที่ 21 https://th.wikipedia.org

5.  เหรียญรางวัล Gold Medal with Mention พร้อมประกาศนียบัตร เป็นรางวัลสรรเสริญพระอัจฉริยภาพแห่งการใช้เทคโนโลยีอย่างมีประสิทธิภาพมอบโดย Brussels Eureka 2000

ภาพที่ 22 https://th.wikipedia.org

บทที่ 5

สรุปผล อภิปรายผลและข้อเสนอแนะ

การศึกษาโครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริ “โครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา” ผู้ศึกษาได้สรุปผลการศึกษาและข้อเสนอแนะดังนี้

1.  ความเป็นมาของโครงการ

2.  วัตถุประสงค์ของการศึกษา

3.  ขอบเขตของการศึกษา

4.  เครื่องมือที่ใช้ในการศึกษา

5.  วิธีดำเนินการศึกษา

6.  สรุปผลการศึกษา

7.  อภิปรายผลการศึกษา

8.  ข้อเสนอแนะ

ความเป็นมาของโครงการ

ปัญหาเรื่องน้ำเสียมีประวัติความเป็นมาควบคู่ไปกับความเจริญเติบโตของชุมชน กล่าวคือ เมื่อครั้งประชากรยังน้อยและกระจัดกระจายก็ไม่เป็นปัญหาอะไรมากนัก ต่อมาเมื่อชุมชนเจริญเติบโตประชากรเพิ่มมากขึ้น ปัญหาเรื่องน้ำเสียก็ติดตามมาเป็นเงาตามตัว ทั้งนี้ เพราะว่าน้ำเสียเป็นผลิตผลอย่างหนึ่งในการดำเนินชีวิตประจำวันของคน และนับวันน้ำเสียจะมีปริมาณมากขึ้นเป็นทวีคูณ และมีสารใหม่ๆ แปลกๆ ของผลิตภัณฑ์สมัยใหม่เจือปนอยู่ด้วย ซึ่งจะทำให้น้ำเสียเป็นปัญหายุ่งยากมากขึ้นตามลำดับในอนาคต

น้ำเสียนอกจากจะโสโครกมีกลิ่นเหม็นสีดำคล้ำ และอาจมีสารเคมีที่มีพิษเจือปนอยู่ด้วย เมื่อน้ำเสียไหลลงสู่แหล่งน้ำ เช่น แม่น้ำ ลำคลอง หนองบึง ก็จะแปรสภาพแหล่งน้ำสะอาดตามธรรมชาติให้กลายเป็นน้ำเสียไป ทำให้ไม่อาจใช้น้ำจากแหล่งน้ำแหล่งนั้นได้อีกต่อไป อีกทั้งยังส่งกลิ่นเหม็นตลบไปทั่วบริเวณ ทำให้อากาศหายใจไม่บริสุทธิ์เป็นอันตรายต่อสุขภาพอนามัยและความเป็นอยู่ของประชาชนอย่างร้ายแรง สัตว์น้ำทั้งหลายที่อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำหากไม่ตายก็ต้องต้องอพยพหนีไปอยู่ที่อื่น ส่วนที่ทนอาศัยอยู่ต่อไปได้ย่อมจะมีรสชาติของเนื้อผิดแผกไป ความเสียหายที่เกิดขึ้นไม่เพียงแต่ในด้านอนามัยของประชาชนเท่านั้น หากยังกระทบกระเทือนถึงเศรษฐกิจของประเทศด้วย เพราะเหตุว่ากิจการที่ต้องใช้น้ำเป็นวัตถุดิบ เช่น การประปา และการอุตสาหกรรม ไม่อาจจะใช้น้ำจากแหล่งน้ำธรรมชาติเหล่านี้ได้ เป็นเหตุให้ต้นทุนการผลิตสูง

ประเทศไทย โดยเฉพาะอย่างยิ่งแหล่งชุมชนแออัดและที่ตั้งบ้านเรือนอยู่ริมแหล่งน้ำกำลังประสบปัญหาภาวะน้ำเน่าเสียเช่นนี้ ซึ่งยิ่งนับวันจะมีความรุนแรงเป็นทวีคูณ และส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมต่อส่วนรวมและเป็นภาระอันยิ่งใหญ่ในปัจจุบัน พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ทรงห่วงใยต่อสุขภาพของประชาชนที่อาศัยอยู่ในแหล่งชุมชน ได้เสด็จพระราชดำเนินทอดพระเนตรสภาพน้ำเสียในพื้นที่หลาย ๆ แห่ง หลายครั้ง ทั้งในกรุงเทพฯ ปริมณฑล และต่างจังหวัด พร้อมทั้งได้พระราชทานพระราชดำริเรื่องการแก้ไขน้ำเน่าเสีย เริ่มด้วยการแก้ไขน้ำเสียรูปแบบง่าย ในช่วงแรกระหว่าง พ.ศ. 2527 ถึง พ.ศ.2530 โดยการใช้น้ำที่มีคุณภาพดีช่วยบรรเทาน้ำเสียบ้าง ใช้วิธีกรองน้ำด้วยผักตบชวาบ้าง ซึ่งก็จะได้ผลเพียงระดับหนึ่งเท่านั้น ต่อมาตั้งแต่ พ.ศ. 2531 เป็นต้นมา สภาพความเน่าเสียของน้ำที่บริเวณต่าง ๆ มีความรุนแรงยิ่งขึ้น การแก้ไขน้ำเสียรูปแบบดังกล่าวข้างต้นไม่ได้ผลเท่าที่ควร จำเป็นต้องนำเครื่องกลเติมอากาศเข้าช่วยบำบัดน้ำเสียอีกทางหนึ่งด้วยจึงพระราชทานแนวพระราชดำริให้ประดิษฐ์เครื่องกลเติมอากาศแบบไทยทำไทยใช้ขึ้นมา เมื่อวันที่ 24 ธันวาคม 2531 โดยมีวัตถุประสงค์ที่จะช่วยเหลือรัฐบาลเพื่อบรรเทาน้ำเน่าเสียแบบใช้ค่าใช้จ่ายน้อย ไปตามที่ต่าง              

"กังหันน้ำชัยพัฒนา" มีคุณสมบัติในการเติมออกซิเจนหรืออากาศลงไปในน้ำ สามารถนำไปใช้ในการปรับปรุงคุณภาพน้ำได้อย่างอเนกประสงค์ ติดตั้งง่าย เคลื่อนย้ายง่าย เหมาะสำหรับใช้ในแหล่งน้ำสาธารณะและแหล่งน้ำธรรมชาติ ได้แก่ สระน้ำ หนองน้ำ คลอง บึง ลำห้วย ฯลฯ

วัตถุประสงค์ของการศึกษา

1.  เพื่อศึกษาประวัติความเป็นมาของโครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา

2.  เพื่อศึกษาแนวคิดและทฤษฎีเกี่ยวกับเรื่องน้ำ

3.  เพื่อศึกษาจุดเริ่มต้นของกังหันน้ำชัยพัฒนา

4.  เพื่อศึกษาทฤษฎีเครื่องกลเติมอากาศ

5.  เพื่อศึกษาหลักการทำงานของกังหันน้ำชัยพัฒนา

 6.  เพื่อศึกษาคุณค่าต่อสังคมไทย

7.  เพื่อศึกษาเครื่องกลเติมอากาศ

8.  เพื่อศึกษาสิทธิบัตรการประดิษฐ์

9.  เพื่อศึกษารางวัลเทิดพระเกียรติ

ขอบเขตของการศึกษา

เนื้อหาที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้คือ โครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริ“โครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา” ประกอบด้วย

1.  ประวัติความเป็นมาของโครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา

2.  แนวคิดและทฤษฎีเกี่ยวกับเรื่องน้ำ

3.  จุดเริ่มต้นของกังหันน้ำชัยพัฒนา

4.  ทฤษฎีเครื่องกลเติมอากาศ

5.  หลักการทำงานของกังหันน้ำชัยพัฒนา

6.  คุณค่าต่อสังคมไทย

7.  เครื่องกลเติมอากาศ

8.  สิทธิบัตรการประดิษฐ์

9.  รางวัลเทิดพระเกียรติ

ระยะเวลาที่ใช้ในการศึกษาคือ ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2559 ระหว่างวันที่ 26 ตุลาคม พ.ศ. 2559 ถึงวันที่ 31 มีนาคม พ.ศ. 2560 จำนวน 157 วัน

เครื่องมือที่ใช้ในการศึกษา

   เครื่องมือที่ใช้ในการศึกษาค้นคว้าครั้งนี้ ได้แก่

1.  เอกสารตำราอันเนื่องมาจากพระราชดำริ โครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา

2.  ศึกษาจากเว็บไซต์ http://www.ku.ac.th/e-magazine/dec52/agri/agri3.htm  

วิธีดำเนินการวิจัย

  1.  เลือกหัวข้อของการศึกษา

  2.  ระยะเวลาที่ใช้ในการศึกษาคือ ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2559 ระหว่างวันที่ 26 ตุลาคม พ.ศ. 2559 ถึงวันที่ 31 มีนาคม พ.ศ. 2560 จำนวน 157 วัน

สรุปผลการศึกษา

การศึกษาโครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริ “โครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา” ผลการศึกษาปรากฏผลดังนี้

1.  กังหันชัยพัฒนา เป็นกังหันน้ำเพื่อบำบัดน้ำเสียด้วย วิธีการหมุนปั่นเติมอากาศให้น้ำเสียกลายเป็นน้ำดี เพื่อพัฒนาแหล่งน้ำแก่ปวงชน สามารถประยุกต์ใช้บำบัดน้ำเสีย จากการอุปโภคของประชาชน น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม รวมทั้งเพิ่มออกซิเจน ให้กับบ่อเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำทางการเกษตร กังหันน้ำชัยพัฒนาสร้างขึ้น เพื่อการแก้มลพิษทางน้ำซึ่งทวีความรุนแรงมากขึ้นในหลายพื้นที่วิวัฒนาการของกังหันน้ำชัยพัฒนานั้น เริ่มจากการสร้างต้นแบบได้ครั้งแรกในปี 2532 แล้วนำไปติดตั้งยังพื้นที่ทดลองเพื่อแก้ปัญหาไปพร้อมๆ กัน

พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงห่วงใยในความเดือดร้อนทุกข์ยากที่เกิดขึ้นนี้ ได้เสด็จพระราชดำเนินทอดพระเนตรสภาพน้ำเสียในพื้นที่หลายแห่งหลายครั้ง ทั้งในเขตกรุงเทพมหานคร ปริมณฑล และต่างจังหวัด พร้อมทั้งพระราชทานพระราชดำริเกี่ยวกับการแก้ไขน้ำเน่าเสียในระยะแรกระหว่างปี พ.ศ. 2527-2530 ทรงแนะนำให้ใช้น้ำที่มีคุณภาพดีช่วยบรรเทาน้ำเสียและวิธีกรองน้ำเสียด้วยผัก ตบชวาและพืชน้ำต่างๆ ซึ่งก็สามารถช่วยแก้ไขปัญหาได้ผลในระดับหนึ่ง

2.  พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงเป็นที่ยอมรับนับถือกันโดยทั่วไปว่าพระองค์คือ ปราชญ์ในเรื่องน้ำของแผ่นดิน ตลอดระยะเวลาอันยาวนานของการทรงงานหนักตรากตรำอย่างไม่ทรงเคยหยุดหย่อนนั้น งานพัฒนาที่สำคัญยิ่งของพระองค์คือ งานที่เกี่ยวข้องกับ น้ำ ศาสตร์ทั้งปวงที่เกี่ยวกับน้ำไม่ว่าจะเป็นการพัฒนาและจัดหาแหล่งน้ำ การเก็บกัก การระบาย การควบคุม การทำน้ำเสียให้เป็นน้ำดี ตลอดจนการแก้ไขปัญหาน้ำท่วมนั้น ย่อมประจักษ์ชัดและได้พิสูจน์ให้เห็นแล้วว่าพระอัจฉริยภาพและพระปรีชาสามารถของพระองค์นั้นหาผู้เสมอเหมือนได้ยาก

3.  ช่วงปี 2531 เป็นต้นมา สภาพความเน่าเสียของนํ้าบริเวณต่างๆ มีอัตราแนวโน้มรุนแรงมากยิ่งขึ้น การใช้วิธีธรรมชาติไม่อาจบรรเทาความเน่าเสียของนํ้าอย่างมีประสิทธิภาพเท่าที่ควรพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวจึงพระราชทานพระราชดำริให้ประดิษฐ์เครื่องกลเติมอากาศแบบประหยัดค่าใช้จ่าย สามารถผลิตได้เองในประเทศซึ่งมีรูปแบบ “ไทยทำไทยใช้” โดยทรงได้แนวทางจาก “หลุก” ซึ่งเป็นอุปกรณ์วิดนํ้าเข้านาอันเป็นภูมิปัญญาชาวบ้านในภาคเหนือเป็นจุดคิดค้นเบื้องต้น และทรงมุ่งหวังที่จะช่วยแบ่งเบาภาระของรัฐบาลในการบรรเทานํ้าเน่าเสียอีกทางหนึ่งด้วยการนี้จึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้มูลนิธิชัยพัฒนาสนับสนุนงบประมาณ ซึ่งได้มีการผลิตเครื่องกลเติมอากาศขึ้นในเวลาต่อมาและรู้จักกันแพร่หลายทั่วประเทศในปัจจุบันคือ “กังหันนํ้าชัยพัฒนา”

4.  ตามทฤษฎีเครื่องกลเติมอากาศ นับว่าการเติมอากาศหรือออกซิเจนเป็นหัวใจของระบบบำบัดน้ำเสีย เพราะถ้ามีออกซิเจนอยู่มาก จุลินทรีย์ก็สามารถบำบัดน้ำได้ดี และบำบัดน้ำเสียได้มากขึ้น แต่ที่ความดันบรรยากาศซึ่งเป็นความดันที่ค่อนข้างต่ำ สำหรับออกซิเจนในการละลายน้ำ จึงต้องมีการเพิ่มพื้นที่สัมผัส ระหว่างอากาศกับน้ำให้ได้มากที่สุด

 กังหันชัยพัฒนา มีโครงเป็นรูปเหลี่ยมบนทุ่นลอย และมีซองตักวิดน้ำซึ่งเจาะเป็นรูพรุน เราจึงเห็นสายน้ำพรั่งพรู จากซองวิดน้ำขณะที่กังหันหมุนวนเวียน ซ้ำแล้วซ้ำเล่า ใช้หลักการวิดน้ำขึ้นไปสาดกระจายให้เป็นฝอยในอากาศ ทำให้น้ำสัมผัสกับอากาศได้อย่างทั่วถึง ส่งผลให้ปริมาณ ออกซิเจนในอากาศสามารถ ละลายผสมผสาน เข้าไปในน้ำได้อย่างรวดเร็ว ทุกครั้งที่น้ำถูกตักขึ้นมา ออกซิเจนในอากาศจะละลายในน้ำได้ดีขึ้น เพราะพื้นที่ในการทำปฏิกิริยามีมากกว่าเดิม ทำให้น้ำเสีย ซึ่งเป็นปัญหาของแหล่งน้ำในหลายพื้นที่ มีคุณภาพที่ดีขึ้น

5.  โครงกังหันน้ำรูป 12 เหลี่ยม ติดตั้งซองพรุนบรรจุน้ำโดยรอบจำนวน 6 ซอง รูพรุนของซองน้ำเมื่อขับเคลื่อนด้วยเกียร์มอเตอร์ จะหมุนรอบ ทำให้ซองน้ำวิดตักน้ำ โดยสามารถวิดน้ำลึกลงไปจากใต้ผิวน้ำประมาณ 0.50 เมตร เมื่อซองน้ำถูกยกขึ้น น้ำจะสาดกระจายเป็นฝอยเหนือผิวน้ำ ได้สูงถึง 1 เมตร ทำให้มีพื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างน้ำกับอากาศมาก ทำให้ออกซิเจนสามารถละลายเข้าไปในน้ำ ได้อย่างรวดเร็ว น้ำที่ตกลงมายังผิวน้ำนั้นจะเกิดฟองอากาศ จมตามลงไปใต้ผิวน้ำด้วย ในขณะที่ซองน้ำกำลังเคลื่อนที่ลงสู่ผิวน้ำแล้วกดลงไปใต้ผิวน้ำนั้น จะเกิดการอัดอากาศภายในซองน้ำจนกระทั่งซองน้ำจมน้ำเต็มที่ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายเทออกซิเจนได้สูงขึ้น

6.  โครงการนี้สามารถช่วยเหลือประชาชนได้เป็นอย่างดี เนื่องจากกระบวนการต่างๆ สามารถช่วยลดมลภาวะที่เกิดจากน้ำเน่าเสีย ทำให้ความเป็นอยู่ของประชาชนในบริเวณริมแหล่งน้ำในพื้นที่ต่างๆ ดีขึ้น จึงเป็นที่ยอมรับในประสิทธิภาพของการบำบัดน้ำเสียทั้งในประเทศและต่างประเทศ โดยผลที่ได้รับนั้นยิ่งใหญ่และมีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์อย่างแท้จริง

7.  สามารถทำให้นำใสสะอาดขึ้น ลดกลิ่นเหม็นลงไปได้มาก และมีปริมาณออกซิเจนในน้ำเพิ่มขึ้น สัตว์น้ำต่างๆ อาทิ เต่า ตะพาบน้ำ และปลา สามารถอยู่อาศัยได้อย่างปลอดภัย ตลอดจนสามารถบำบัดความสกปรกในรูปของมวงสารต่างๆ ให้ลดต่ำลงได้ตามเกณฑ์มาตรฐานที่กำหนด ปัจจุบันมีหน่วยงานต่างๆ ทั้งภาครัฐและเอกชน ได้ร้องขอให้มูลนิธิชัยพัฒนาและกรมชลประทานเข้าไปช่วยเหลือในการบำบัดน้ำเสียอย่างเร่งด่วนเป็นจำนวนมาก อาทิเช่น วัด โรงพยาบาล สถานที่ราชการอื่นๆ ทั้งในกรุงเทพฯ และต่างจังหวัด

         กังหันน้ำชัยพัฒนา จึงเป็นที่ยอมรับในประสิทธิภาพของการบำบัดน้ำเสียทั้งในประเทศและต่างประเทศ สามารถแก้ไขและปรับปรุงคุณภาพน้ำให้ดีขึ้น โดยการใช้เทคโนโลยีที่เรียบง่ายแต่ผลที่ได้รับนั้นยิ่งใหญ่และมีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์อย่างแท้จริง　

8.  กังหันน้ำชัยพัฒนา ได้รับสิทธิบัตรจากกรมทรัพย์สินทางปัญญา เมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์2536 หลังจากเลขาธิการมูลนิธิชัยพัฒนา ซึ่งเป็นหน่วยงานหลักที่สนองพระราชดำริ ในการพัฒนากังหันน้ำ ได้รับพระราชทานพระบรมราชานุญาตให้ยื่นขอรับสิทธิบัตรเมื่อวันที่ 2 มิถุนายน 2535 จึงนับว่าเป็นสิทธิบัตรในพระปรมาภิไธย ของพระมหากษัตริย์พระองค์แรกของไทย และครั้งแรกของโลก และถือว่าวันที่ 2 กุมภาพันธ์ของทุกปีเป็น “วันนักประดิษฐ์” นับแต่นั้นเป็นต้นมา

9.  เมื่อวันที่ 2 กรกฎาคม พ.ศ. 2536 เครื่องกลเติมอากาศ กังหันน้ำชัยพัฒนา ได้รับการพิจารณาและทูลเกล้าฯ ถวายสิทธิบัตรในพระปรมาภิไธย นับเป็นสิ่งประดิษฐ์เครื่องกลเติมอากาศเครื่องที่ 9 ของโลกที่ได้รับสิทธิบัตร และเป็นครั้งแรกที่ได้มีการรับจดทะเบียนและออกสิทธิบัตรให้แก่พระบรมราชวงศ์ด้วย จึงนับได้ว่าเป็น สิทธิบัตรในพระปรมาภิไธยของพระมหากษัตริย์พระองค์แรกในประวัติศาสตร์ชาติไทยและเป็นครั้งแรกของโลก

นอกจากนี้ กังหันชัยพัฒนา ยังได้รับรางวัลเหรียญทองจาก The Belgian Chamber of Inventor องค์กรทางด้านนวัตกรรมที่เก่าแก่ของเบลเยียม ภายในงาน “Brussels Eureka 2000” ซึ่งเป็นงานแสดงสิ่งประดิษฐ์ใหม่ของโลกวิทยาศาสตร์ ณ กรุงบรัสเซลส์ ประเทศเบลเยียม

อภิปรายผลการศึกษา

การศึกษาโครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริ “โครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา” อภิปรายผลได้ดังนี้

1.  ประวัติความเป็นมาของโครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา ผลวิจัยพบว่า เป็นกังหันน้ำเพื่อบำบัดน้ำเสียด้วย วิธีการหมุนปั่นเติมอากาศให้น้ำเสียกลายเป็นน้ำดี เพื่อพัฒนาแหล่งน้ำแก่ปวงชน สามารถประยุกต์ใช้บำบัดน้ำเสีย จากการอุปโภคของประชาชน น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม รวมทั้งเพิ่มออกซิเจน ให้กับบ่อเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำทางการเกษตร

2.  แนวคิดและทฤษฎีเกี่ยวกับเรื่องน้ำ ผลวิจัยพบว่า งานพัฒนาที่สำคัญยิ่งของพระองค์คือ งานที่เกี่ยวข้องกับ น้ำ ศาสตร์ทั้งปวงที่เกี่ยวกับน้ำไม่ว่าจะเป็นการพัฒนาและจัดหาแหล่งน้ำ การเก็บกัก การระบาย การควบคุม การทำน้ำเสียให้เป็นน้ำดี ตลอดจนการแก้ไขปัญหาน้ำท่วมนั้น ย่อมประจักษ์ชัดและได้พิสูจน์ให้เห็นแล้วว่าพระอัจฉริยภาพและพระปรีชาสามารถของพระองค์นั้นหาผู้เสมอเหมือนได้ยากยิ่ง

3.  จุดเริ่มต้นของกังหันน้ำชัยพัฒนา ผลวิจัยพบว่า พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวจึงพระราชทานพระราชดำริให้ประดิษฐ์เครื่องกลเติมอากาศแบบประหยัดค่าใช้จ่าย สามารถผลิตได้เองในประเทศซึ่งมีรูปแบบ “ไทยทำไทยใช้” โดยทรงได้แนวทางจาก “หลุก” ซึ่งเป็นอุปกรณ์วิดนํ้าเข้านาอันเป็นภูมิปัญญาชาวบ้านในภาคเหนือ

4.  ทฤษฎีเครื่องกลเติมอากาศ ผลวิจัยพบว่า มีออกซิเจนอยู่มาก จุลินทรีย์ก็สามารถบำบัดน้ำได้ดี และบำบัดน้ำเสียได้มากขึ้น แต่ที่ความดันบรรยากาศซึ่งเป็นความดันที่ค่อนข้างต่ำ สำหรับออกซิเจนในการละลายน้ำ จึงต้องมีการเพิ่มพื้นที่สัมผัส ระหว่างอากาศกับน้ำให้ได้มากที่สุด

5.  หลักการทำงานของกังหันน้ำชัยพัฒนา ผลวิจัยพบว่า โครงกังหันน้ำรูป 12 เหลี่ยม ติดตั้งซองพรุนบรรจุน้ำโดยรอบจำนวน 6 ซอง รูพรุนของซองน้ำเมื่อขับเคลื่อนด้วยเกียร์มอเตอร์

6.  คุณค่าต่อสังคมไทย ผลวิจัยพบว่า สามารถช่วยลดมลภาวะที่เกิดจากน้ำเน่าเสีย ทำให้ความเป็นอยู่ของประชาชนในบริเวณริมแหล่งน้ำในพื้นที่ต่างๆ ดีขึ้น

7.  เครื่องกลเติมอากาศ ผลวิจัยพบว่า สามารถทำให้นำใสสะอาดขึ้น ลดกลิ่นเหม็นลงไปได้มาก และมีปริมาณออกซิเจนในน้ำเพิ่มขึ้น

8.  สิทธิบัตรการประดิษฐ์ ผลวิจัยพบว่า  ได้รับพระราชทานพระบรมราชานุญาตให้ยื่นขอรับสิทธิบัตรเมื่อวันที่ 2 มิถุนายน 2535 จึงนับว่าเป็นสิทธิบัตรในพระปรมาภิไธย ของพระมหากษัตริย์พระองค์แรกของไทย และครั้งแรกของโลก และถือว่าวันที่ 2 กุมภาพันธ์ของทุกปีเป็น “วันนักประดิษฐ์”

9.  รางวัลเทิดพระเกียรติ ผลวิจัยพบว่า นับเป็นสิ่งประดิษฐ์เครื่องกลเติมอากาศเครื่องที่ 9 ของโลกที่ได้รับสิทธิบัตร และเป็นครั้งแรกที่ได้มีการรับจดทะเบียนและออกสิทธิบัตรให้แก่พระบรมราชวงศ์ด้วย

ข้อเสนอแนะ

1.  ข้อเสนอแนะสำหรับการนำผลการศึกษาไปใช้

1.1  สามารถนำความรู้เรื่องการบำบัดน้ำไปใช้ได้

1.2  สามารถน้ำความรู้การทำกังหันน้ำชัยพัฒนาไปต่อยอดในการประดิษฐ์สิ่งใหม่ๆ

2.  ข้อเสนอแนะสำหรับการศึกษาค้นคว้าด้วยตนเองในครั้งต่อไป

2.1  ศึกษารายละเอียดการทำงานของกังหันน้ำชัยพัฒนามากยิ่งขึ้น

2.2  ศึกษาผลดีผลเสียของกังหันน้ำชัยพัฒนา

บรรณานุกรรม

Sciphotha. (2556). โครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา. (ออนไลน์) สืบค้นเมื่อวันที่ 5 ธันวาคม 2559, จากเว็บไซต์ https://acharakureprasitt.wordpress.com

SlideShare. (2555). โครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา. (ออนไลน์) สืบค้นเมื่อวันที่ 7 พฤศจิกายน 2559, จากเว็บไซต์ http://www.slideshare.net/namtoey/ss-15583360

Klongthom. (2554) กังหันของพระราชา –กังหันน้ำชัยพัฒนา. (ออนไลน์) สืบค้นเมื่อวันที่ 5 ธันวาคม 2559, จากเว็บไซต์ http://www.klongthom.co.th/sara1000-detail.php?param

Google Sites. (2556). จุดประสงค์/เป้าหมาย - กังหันน้ำชัยพัฒนา501. (ออนไลน์) สืบค้นเมื่อวันที่ 28 พฤศจิกายน 2559, จากเว็บไซต์ http://www.siamquote.com

We love Royalty. (2556). กังหันชัยพัฒนา. (ออนไลน์) สืบค้นเมื่อวันที่ 28 พฤศจิกายน 2559, จากเว็บไซต์ http://www.weloveroyalty.com

มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. (2552). โครงการพระราชดำริกังหันน้ำชัยพัฒนา. (ออนไลน์) สืบค้นเมื่อวันที่ 21 พฤศจิกายน 2559, จากเว็บไซต์ http://www.ku.ac.th/e-magazine/dec52/agri/agri3.htm

มูลนิธิชัยพัฒนา. (2557). กังหันน้ำชัยพัฒนา. (ออนไลน์) สืบค้นเมื่อวันที่ 7 พฤศจิกายน 2559, จากเว็บไซต์ http://www.chaipat.or.th/site_content/19-248/18-chaipattana-water-turbine-development.html

เรารักพระเจ้าอยู่หัว.(2557). กังหันน้ำชัยพัฒนา. (ออนไลน์) สืบค้นเมื่อวันที่ 14 พฤศจิกายน 2559, จากเว็บไซต์ http://www.xn--12co9drbac8a9as5aiidh8isei1npa.com

วิกิพีเดีย. (2560). กังหันน้ำชัยพัฒนา. (ออนไลน์) สืบค้นเมื่อวันที่ 21 พฤศจิกายน 2559, จากเว็บไซต์ https://th.wikipedia.org

สำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน. (2557). พลังงานในพระราชดำริ. (ออนไลน์) สืบค้นเมื่อวันที่ 19 ธันวาคม 2559, จากเว็บไซต์ http://www.eppo.go.th/royal/m1700_0021.html