นาโนเทค สวทช. โดยการสนับสนุนของ สวก. รับโจทย์น้ำเค็มรุกล้ำพื้นที่การเกษตร ส่งผลให้เกิด “น้ำกร่อย” กระทบต่อพืชเศรษฐกิจอย่างกล้วยไม้ส่งออก จึงพัฒนา “ระบบบำบัดน้ำกร่อยเพื่อการเกษตรสำหรับโรงเรือน” โดยผสานนวัตกรรมที่พัฒนาขึ้นไม่ว่าจะเป็นเมมเบรนเซรามิคเคลือบฟิล์มบางเพื่อกรองเกลือ และเทคโนโลยีการเคลือบตะแกรงกรองละเอียดช่วยลดการอุดตันของสาหร่ายและตะไคร่น้ำ รวมถึงต้นแบบระบบติดตามและควบคุมคุณภาพน้ำ นำร่องทดสอบในพื้นที่ปลูกกล้วยไม้ของศูนย์ส่งเสริมและพัฒนาอาชีพการเกษตรจังหวัดสมุทรสาคร สามารถควบคุมคุณภาพน้ำ ลดต้นทุน เพิ่มประสิทธิภาพการผลิตพืชเศรษฐกิจ ลดมูลค่าความเสียหายของกล้วยไม้จากการรุกล้ำของน้ำกร่อยในพื้นที่จังหวัดสมุทรสาครที่สูงถึง 132 ล้านบาท/ปี พร้อมถ่ายทอดเทคโนโลยี มุ่งเป้าพืชเศรษฐกิจมูลค่าสูง ขับเคลื่อนนวัตกรรมหนุนการเกษตรแบบยั่งยืน
ดร.ภญ. อุรชา รักษ์ตานนท์ชัย ผู้อำนวยการศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กล่าวว่า พันธกิจสำคัญของนาโนเทคคือการดำเนินงานวิจัย พัฒนา ออกแบบและวิศวกรรม รวมถึงประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยี เพื่อส่งเสริมการบริหารจัดการทรัพยากรน้ำทั้งระบบ ทั้งในมิติคุณภาพน้ำและปริมาณน้ำ เพิ่มการเข้าถึงน้ำสะอาดสำหรับการอุปโภคและบริโภค ตาม พ.ร.บ.ทรัพยากรน้ำ พ.ศ. 2561 หนึ่งในปัญหาที่เกษตรกรในพื้นที่ราบลุ่มแม่น้ำพบเจอคือ “น้ำกร่อย” จากน้ำทะเลหนุน จึงจำเป็นต้องมีการหาแนวทางการกำจัดเกลือเพื่อให้สามารถนำน้ำกร่อยมาใช้ประโยชน์ในการเกษตรได้ โครงการนี้จึงเกิดขึ้นโดยการสนับสนุนของสำนักงานพัฒนาการวิจัยการเกษตร (องค์การมหาชน) หรือ สวก.
โครงการวิจัยระบบบำบัดน้ำกร่อยเพื่อการเกษตรสำหรับโรงเรือน ภายใต้โครงการ การพัฒนาระบบบำบัดเกลือจากน้ำกร่อยที่มีความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์เพื่อความมั่นคงด้านน้ำของภาคการเกษตร เฟสที่ 2 จึงมุ่งเน้นพัฒนากระบวนการทางเลือกในการกำจัดเกลือที่ใช้พลังงานหมุนเวียน เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม รวมทั้งมีความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์
ดร. ณัฏฐพร พิมพะ ผู้อำนวยการกลุ่มวิจัยการเร่งปฏิกิริยาระดับนาโน การดูดซับ และการคำนวณ นาโนเทค สวทช. กล่าวว่า คุณภาพน้ำที่เหมาะสมสำหรับการเกษตรควรมีค่าความเค็มไม่เกิน 0.5 กรัมต่อลิตร หรือค่าการนำไฟฟ้า (EC) ไม่เกิน 750 ไมโครซีเมนส์ต่อเซนติเมตร อย่างไรก็ตาม จากปัญหาภัยแล้งและน้ำทะเลหนุนสูงทำให้หลายพื้นที่ เช่น สมุทรสงคราม สมุทรสาคร นครปฐม ประสบปัญหาน้ำกร่อย
ระบบบำบัดน้ำกร่อยเพื่อการเกษตรสำหรับโรงเรือนที่นาโนเทคพัฒนาขึ้นนี้ เป็นการต่อยอดจากเฟส 1 ที่มีการพัฒนาเมมเบรนเซรามิกชนิดไมโครฟิลเตรชันให้สามารถกรองในระดับนาโนฟิลเตรชันซึ่งมีประสิทธิภาพการกรองเกลือ และเคลือบไส้กรองแบบตะแกรงสเตนเลสซึ่งช่วยลดการอุดตันของสาหร่ายและตะไคร่น้ำ รวมถึงต้นแบบระบบในระดับห้องปฏิบัติการ
“สำหรับเฟสที่ 2 นี้ เป็นการต่อยอดองค์ความรู้ให้เป็นระบบต้นแบบสำหรับใช้ในพื้นที่ศูนย์ส่งเสริมและพัฒนาอาชีพการเกษตรจังหวัดสมุทรสาคร ซึ่งเป็นศูนย์กลางของการเรียนรู้การเกษตรพืชสวนที่สำคัญในพื้นที่และใช้น้ำจากแม่น้ำท่าจีน โดยการทำงานแบ่งออกเป็น 3 ส่วน คือ
ส่วนที่1 ผลิตน้ำดีจากน้ำกร่อย โดยใช้เซนเซอร์วัดคุณภาพน้ำดิบ ระบบตกตะกอนอัตโนมัติ ระบบกรองพิเศษสำหรับกำจัดโลหะหนัก สารปนเปื้อน และระบบกรองรีเวิร์สออสโมซิส (RO) ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดและเป็นที่นิยมใช้ในการกำจัดเกลือ แต่ข้อจำกัดของ RO คือ น้ำทิ้งจากระบบ RO และต้นทุนที่สูงเกินไปสำหรับน้ำเพื่อการเกษตร
ส่วนที่ 2 คือ ระบบผสมน้ำอัตโนมัติด้วยระบบ IoT โดยนำน้ำจากส่วนแรกที่ผ่านระบบ RO มาผสมกับน้ำใสที่ผ่านการกรองเบื้องต้น โดยควบคุมค่าการนำไฟฟ้า (EC) ให้อยู่ในช่วงที่ชนิดและอายุของพืชรับได้ โดยในพื้นที่ทดลองเป็นกล้วยไม้
ส่วนที่ 3 คือ ระบบพลังงานไฟฟ้าแสงอาทิตย์และระบบจัดการของเสียจากน้ำให้เหลือน้อยที่สุด โดยการนำกลับมาใช้ประโยชน์ใหม่ หรือเปลี่ยนของเสียให้เป็นผลิตภัณฑ์” นักวิจัยนาโนเทคกล่าว
ในช่วงที่น้ำทะเลรุกล้ำพื้นที่ปลูกกล้วยไม้ของจังหวัดสมุทรสาครนั้น ส่งผลให้ผลผลิตลดลง คิดเป็นมูลค่าความเสียหายกว่า 132 ล้านบาทต่อปี ซึ่งการแก้ปัญหาส่วนหนึ่งสำหรับพืชส่งออกอย่างกล้วยไม้นั้น ในช่วงน้ำทะเลรุกล้ำจนน้ำเพื่อการเกษตรกลายเป็นน้ำกร่อย เกษตรกรจะแก้ปัญหาด้วยการซื้อน้ำจืด ซึ่งเป็นต้นทุนที่สูง
ดร. ณัฏฐพร เผยว่า จากการลงพื้นที่ติดตั้งและทดสอบใช้งาน สามารถควบคุมคุณภาพน้ำที่ผลิตให้คงที่ได้ ถึงแม้ว่าคุณภาพน้ำดิบจะเปลี่ยนแปลง ทำให้สามารถควบคุมผลผลิตและคุณภาพของกล้วยไม้ได้ดี จึงนำไปใช้สร้างความมั่นคงด้านการควบคุมคุณภาพน้ำสำหรับพืชเศรษฐกิจ ลดมูลค่าความเสียหายที่จะเกิดขึ้นกับเกษตรกร รวมถึงสามารถต่อยอดใช้ประโยชน์ในมุมอื่นๆ เช่น ผสมปุ๋ยสำหรับพืชในพื้นที่
“น้ำดีกับน้ำไม่ดี มีผลต่อจำนวนผลผลิต คุณภาพดอก ความถี่ในการออกดอก ดังนั้น เรามองว่า กลุ่มเป้าหมายของนวัตกรรมนี้เป็นพืชมูลค่าสูง เช่น ไม้ดอก ไม้ประดับ โดยเฉพาะกลุ่มที่อ่อนไหวต่อคุณภาพน้ำ ซึ่งส่งผลกระทบต่อคุณภาพผลผลิตและราคาขาย เช่น กล้วยไม้ ที่หากใช้น้ำที่เหมาะสม จะส่งผลให้ผลผลิตดี คุณภาพดี”
ปัจจุบันต้นแบบระบบนี้ สามารถขยายกำลังผลิตให้สอดคล้องได้ตามที่ต้องการและสามารถคืนทุนได้ในระยะเวลาอันสั้น พร้อมถ่ายทอดเทคโนโลยีให้กับผู้ที่สนใจแล้ว
