หน่วยการเรียนรู้ที่ 4 คาดการณ์เทคโนโลยีในอนาคต

อ้างอิงจาก : หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (วิทยาการคำนวณ) ของ สสวท.
ประกอบด้วยเนื้อหา ดังนี้

1.  การเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยีและการเลือกใช้เทคโนโลยี
2. การคาดการณ์เทคโนโลยีในอนาคต

จุดประสงค์ของบทเรียน
1. เลือกใช้เทคโนโลยี โดยคำนึงถึงผลกระทบที่เกิดขึั้นต่อชีวิต สังคม และสิ่งแวดล้อม
2. คาดการณ์แนวโน้มเทคโนโลยีในอนาคต

4.1 การเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยี และการเลือกใช้เทคโนโลยี

    เมื่อศึกษาย้อนไปในอดีตจะพบว่าเทคโนโลยีมีการเปลี่ยนแปลงและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ไม่ว่าจะเป็นการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง รูปทรง กลไกการทำงาน วิธีการใช้งาน วัสดุ และวิธีการผลิต เพื่อให้มีความสะดวกสบายในการใช้งาน ซึ่งสาเหตุที่ทำให้เทคโนโลยีมีการเปลี่ยนแปลงหรือพัฒนาเกิดจากปัจจัยหลายด้าน เช่น ปัญหา ความต้องการ ความก้าวหน้าของศาสตร์ต่างๆ สภาพเศรษฐกิจ สังคม วัฒนธรรม และสิ่งแวดล้อม ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีส่งผลให้มนุษย์มีความเป็นอยู่ที่ดีขึ้น มีอายุยืนยาวขึ้นทำให้มีความต้องการใช้ทรัพยากรมากขึ้น จนเกิดปัญหามลพิษสิ่งแวดล้อมรุนแรงขึ้นเรื่อย ๆ

    ดังนั้นการเลือกใช้หรือการพัฒนาเทคโนโลยีต้องคำนึงถึงผลกระทบทั้งทางด้านบวกและด้านลบต่อชีวิต สังคมและสิ่งแวดล้อม ซึ่งนักเรียนจะได้ศึกษาการเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยีและการเลือกใช้เทคโนโลยี การจัดการปัญหามลพิษทางสิ่งแวดล้อม จากหัวข้อต่อไปนี้

4.1.1 การเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยีการจัดการขยะมูลฝอย

เทกลางแจ้ง

    เมื่อมีขยะมูลฝอยเกิดขึ้น จึงมีการนำขยะมูลฝอยไปกำจัดโดยการเทกองรวมกันไว้กลางแจ้งในพื้นที่ว่างเปล่าเพื่อให้ขยะมูลฝอยเน่าเปื่อยตามธรรมชาติ

  • เป็นวิธีที่ง่ายและไม่ยุ่งยากต่อการจัดการขยะมูลฝอยและใช้งบประมาณน้อย
  • เป็นแหล่งแพร่กระจายเชื้อโรค และเกิดกลิ่นรบกวน
  • ใช้พื้นที่มาก ทำให้บ้านเมืองสกปรกและไม่เป็นระเบียบ ส่งผลกระทบต่ออุตสาหกรรมการท่องเที่ยว
  • เกิดปัญหามลพิษทางน้ำ ดิน อากาศ และทัศนียภาพ
               
                         ฝังกลบอย่างถูกหลักสุขาภิบาล

    ขยะมูลฝอยส่งกลิ่นรบกวน เป็นแหล่งแพร่เชื้อโรคจึงมีการนำขยะมูลฝอยมาฝังกลบในบ่อขยะที่จัดเตรียมไว้ โดยมีการออกแบบและก่อสร้างตามหลักวิชาการ เช่น การปูพื้นบ่อขยะด้วยพลาสติกกันซึม เพื่อป้องกันการปนเปื้อนของน้ำชะขยะลงสู่แหล่งน้ำหรือปนเปื้อนลงในดิน การวางท่อระบายแก๊สที่เกิดจากการย่อยสลายของสารอินทรีย์ที่อยู่ในบ่อขยะ

  • เป็นระบบที่ง่ายไม่ซับซ้อน ค่าใช้จ่ายในการลงทุนและค่าดูแลระบบไม่สูง
  • สามารถกำจัดขยะมูลฝอยได้ทุกประเภท ยกเว้นขยะพิษ และขยะติดเชื้อ
  • แก๊สมีเทนที่เกิดจากการฝังกลบสามารถนำไปผลิตกระแสไฟฟ้าได้
  • ใช้พื้นที่ฝังกลบมาก และพื้นที่ต้องห่างไกลจากชุมชน
  • มีค่าใช้จ่ายในการขนส่งขยะมูลฝอย
  • ใช้ดินกลบทับขยะมูลฝอยเป็นจำนวนมาก
หมักทำปุ๋ย

ขยะอินทรีย์ (เศษอาหาร เศษผัก ผลไม้ ของเหลือจากการเกษตร)เพิ่มมากขึ้น พื้นที่ไม่เพียงพอต่อการฝังกลบ จึงใช้ความรู้เรื่องการย่อยสลายสารอินทรีย์โดยนำขยะอินทรีย์มาผ่านกระบวนการหมักให้เป็นปุยเพื่อปรับปรุงคุณภาพดิน

  • สร้างประโยชน์จากขยะอินทรีย์โดยการผลิตปุ๋ย
  • มีการคัดแยกขยะอินทรีย์ก่อนเข้ากระบวนการหมักทำปุ๋ย
  • พื้นที่ในการทำปุ๋ยหมักต้องห่างกลจากชุมชน เพื่อป้องกันกลิ่นรบกวน
  • มีการดูแลระบบอย่างสม่ำเสมอ เช่น การพลิกกลับกองปุ๋ยหมัก

เตาเผาในชุมชน

    เมื่อพื้นที่ไม่เพียงพอต่อการจัดการขยะมูลฝอยแบบการฝังกลบอย่างถูกหลักสุขาภิบาล แต่มีความรู้ในเรื่องเทคโนโลยีการผาไหม้มากขึ้น จึงมีการสร้างเตาเผาชุมชนที่มีขนาดเล็กสามารถจัดการขยะมูลฝอยปริมาณไม่มากได้เป็นอย่างดี

  • ไม่ก่อให้เกิดขยะมูลฝอยตกค้างในชุมชน
  • ไม่เสียค่าใช้จ่ายในการขนส่งขยะมูลฝอย
  • ใช้พื้นที่ในการจัดการขยะมูลฝอยน้อย
  • ก่อนการเผามีการคัดแยกขยะอินทรีย์และขยะที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้
  • ก่อให้เกิดปัญหามลพิษทางอากาศ เช่น ฝุ่นละออง จากการเผาไหม้ ซึ่งเป็นผลเสียต่อระบบหายใจ
  • มีค่าใช้จ่ายในการลงทุนและค่าดำเนินการดูแลระบบ

มีค่าใช้จ่ายในการลงทุนและค่าดำเนินการดูแลระบบ

เตาเผาเพื่อผลิตพลังงาน

    ขยะมูลฝอยมีจำนวนมากขึ้นอย่างต่อเนื่อง เตาเผาชุมชนไม่สามารถกำจัดได้หมด และเทคโนโลยีมีความก้าวหน้ามากขึ้น จึงมีการนำความรู้ในเรื่องการนำพลังงานความร้อนจากการเผาไหม้ขยะมูลฝอยมาผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้าเกิดเป็นแนวคิด "เปลี่ยนขยะเป็นพลังงาน"

  • ใช้ประโยชน์จากขยะมูลฝอยในการผลิตพลังงานไฟฟ้า
  • ใช้พื้นที่น้อย ไม่ก่อให้เกิดขยะมูลฝอยตกค้าง
  • หากดำเนินการไม่เหมาะสมอาจก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศทำให้ระคายเคืองกับระบบหายใจ
  • เถ้าที่เกิดจากการเผาไหม้ ต้องนำไปกำจัดด้วยวิธีฝังกลบอย่างถูกหลักสุขาภิบาล
  • ค่าใช้จ่ายในการลงทุนและค่าดำเนินการดูแลระบบสูง

การเลือกใช้เทคโนโลยีในการจัดการขยะมูลฝอย

    จากการเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยีการจัดการขยะมูลฝอย จะพบว่าเทคโนโลยีการจัดการขยะมูลฝอยมีหลายประเภท ซึ่งการกำจัดขยะมูลฝอยต้องคำนึงถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและสังคมเป็นอันดับแรก และในการเลือกใช้เทคโนโลยีใดจะต้องคำนึงถึงปัจจัยต่าง ๆ ดังต่อไปนี้

  • ลักษณะของขยะมูลฝอย ถ้าเป็นขยะอินทรีย์สามารถนำไปทำเป็นปุยหมักได้ ในขณะที่ขยะมูลฝอยทั่วไปสามารถนำไปเผาเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าหรือฝังกลบอย่างถูกหลักสุขาภิบาล ส่วนขยะที่เป็นโลหะหรือพลาสติกเป็นขยะที่สามารถนำกลับไปใช้ใหม่ได้โดยผ่านกระบวนการผลิตใหม่ และถ้าเป็นขยะพิษให้นำไปจัดการตามวิธีการที่เหมาะสมกับขยะประเภทนั้น ๆ
  • สถานที่ในการจัดการขยะ ถ้ามีพื้นที่ว่างมากพออาจเลือกวิธีการฝังกลบอย่างถูกหลักสุขาภิบาล แต่ต้องคำนึงด้วยว่ากลิ่นจากบ่อขยะฝังกลบจะรบกวนประชาชนหรือไม่ ถ้าไม่มีพื้นที่ว่างอาจเลือกวิธีการเผาโดยใช้เตาเผาในชุมชนหรือเตาเผาเพื่อผลิตพลังงาน
  • ค่าใช้จ่ายในการลงทุนในการจัดการขยะมูลฝอยต้องคำนึงถึงงบประมาณในการก่อสร้างระบบแต่ละประเภทว่าเหมาะสม หรือคุ้มทุนหรือไม่ เช่น ในชุมชนเมืองที่ดินมีราคาแพง ไม่เหมาะสมกับวิธีการฝังกลบอย่างถูกหลักสุขาภิบาล เพราะต้องใช้พื้นที่เป็นจำนวนมาก

4.1.2 การเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสีย

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบบึงประดิษฐ์

    เป็นการบำบัดน้ำเสียจากชุมชนที่มีสารอินทรีย์เป็นองค์ประกอบหลัก มีลักษณะใกล้เคียงกับบึงในธรรมชาติ หลักการทำงาน สารอินทรีย์ส่วนหนึ่งจะตกตะกอนจมตัวลงสู่ก้นบึง และถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ ส่วนสารอินทรีย์ที่ละลายน้ำจะถูกกำจัดโดยจุลินทรีย์ที่เกาะติดอยู่กับพืชน้ำหรือชั้นหิน โดยได้รับออกชิเจนจากการแทรกซึมของอากาศผ่านผิวน้ำหรือชั้นหินลงมา

  • การทำงานไม่ซับซ้อนและไม่ต้องใช้เทคโนโลยีขั้นสูงในการบำบัด
  • พืชน้ำที่ใช้ในการบำบัดสามารถนำมาใช้ประโยชน์และเพิ่มมูลค่าได้
  • การบำบัดน้ำเสียใช้ระยะเวลานาน และมีประสิทธิภาพต่ำ จึงไม่สามารถองรับน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมที่มีปริมาณมากได้

โรงงานอุตสาหกรรมที่มีปริมาณมากได้

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบบ่อเติมอากาศ

    เมื่อน้ำเสียมีปริมาณสารอินทรีย์มากขึ้น จึงมีการเติมออกซิเจนให้กับน้ำเสีย เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสีย โดยใช้เครื่องเติมอากาศ เช่น กังหันน้ำชัยพัฒนา เป็นเครื่องเติมอากาศให้มีปริมาณออกซิเจนเพียงพอสำหรับจุลินทรีย์สามารถนำไปใช้ย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสียได้รวดเร็วกว่าระบบบำบัดน้ำเสียแบบบึงประดิษฐ์

  • สามารถบำบัดน้ำเสียจากชุมชนและโรงงานอุตสาหกรรมขนาดเล็ก
  • การดำเนินงานและบำรุงรักษาไม่ยุ่งยาก
  • ใช้ไฟฟ้าในการทำงานของระบบบำบัด
  • มีค่าซ่อมบำรุงและดูแลเครื่องเติมอากาศ

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบตะกอนเร่ง

    เมื่อน้ำเสียมีปริมาณสารอินทรีย์สูงมากขึ้น ใช้เวลาในการบำบัดนาน จึงมีการเติมแบคทีเรียซึ่งเป็นจุลินทรีย์ชนิดหนึ่งที่ใช้ออกซิเจนในการย่อยสลาย พร้อมกับมีการเติมอากาศ ซึ่งเป็นการผสมให้น้ำเสียและจุลินทรีย์ที่อยู่ในถังเป็นเนื้อเดียวกัน เพื่อเร่งการย่อยสลายสารอินทรีย์และอนินทรีย์ให้เร็วขึ้น

  • สามารถบำบัดได้ทั้งน้ำเสียชุมชนและน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่
  • ใช้เวลาในการบำบัดน้ำเสียน้อยลง
  • การดำเนินงานและบำรุงรักษามีความยุ่งยากเพราะต้องควบคุมสภาพแวดล้อมและลักษณะทางกายภาพให้เหมาะสมกับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์

ใช้เวลาในการบำบัดน้ำเสียน้อยลง

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบโดแอกกูเลชัน (Coagulation)

    การบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีที่กล่าวมาแล้วไม่สามารถบำบัดน้ำเสียที่มีสารแขวนลอยขนาดเล็ก (อนุภาคอยู่ในช่วง 0.1-1 นาโนเมตร) จึงนำหลักการของกระบวนการโคแอกกูเลชันซึ่งเป็นกระบวนการประสานคอลลอยด์มาใช้ในการบำบัด โดยการเติมสารช่วยให้เกิดการตกตะกอน เช่น สารส้ม ลงไปในน้ำเสียทำให้สารแขวนลอยขนาดเล็กจับตัวกันเป็นกลุ่มก้อน จนมีน้ำหนักมากและสามารถตกตะกอนลงมาได้อย่างรวดเร็ว

  • สามารถบำบัดน้ำเสียจากโรงานอุตสาหกรรมที่มีสารแขวนลอยขนาดเล็กและมีไขมันหรือน้ำมันละลายอยู่
  • มีค่าใช้จ่ายในการซื้อสารเคมี และมีการใช้ไฟฟ้าในการกวนผสมสารเคมีกับน้ำเสีย
  • การดำเนินงานและบำรุงรักษายุ่งยาก เพราะต้องหาค่าปริมาณสารเคมีที่เหมาะสมกับน้ำเสียที่เข้าระบบ
  • ในกรณีที่น้ำเสียที่ผ่านการบำบัดยังมีค่าสารอินทรีย์สูงต้องส่งไปบำบัดต่อด้วย 3 วิธีดังกล่าวข้างต้น

ในกรณีที่น้ำเสียที่ผ่านการบำบัดยังมีค่าสารอินทรีย์สูงต้องส่งไปบำบัดต่อด้วย 3 วิธีดังกล่าวข้างต้น

ระบบนำบัดน้ำเสียแบบการแลกเปลี่ยนประจุ

    โรงงานอุตสาหกรรมบางแห่งมีโลหะหนักปนเปื้อนในน้ำเสีย จึงมีการพัฒนาระบบให้สามารถบำบัดโลหะหนักได้โดยอาศัยหลักการแลกเปลี่ยนประจุระหว่างโลหะหนัก

ในน้ำเสียกับตัวกลางหรือเรซินโดยโลหะหนักจะแลกเปลี่ยนประจุกับเรซินแล้วถูกเรซินจับไว้ ทำให้น้ำเสียที่ผ่านระบบไม่มีสารปนเปื้อนของโลหะหนักเหลืออยู่

  • บำบัดน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมที่มีโลหะหนักปนเปื้อน
  • ฟื้นฟูสภาพของเรซินที่เสื่อมสภาพให้นำกลับมาใช้ใหม่ได้
  • นำโลหะหนักที่เป็นสารปนเปื้อนมาใช้ประโยชน์ใหม่
  • ใช้สารเคมีในการฟื้นฟูสภาพของเรซิน
  • มีค่าใช้จ่ายในการดูแลระบบ และอุปกรณ์มีราคาแพง

เกร็ดน่ารู้ ::> น้ำเสีย คือ น้ำที่มีสารใดๆ หรือสิ่งปฏิกูลที่ไม่ต้องการปนอยู่ การปนเปื้อนของสิ่งสกปรกเหล่านี้ จะทำให้สมบัติของน้ำเปลี่ยนแปลงไปจนอยู่ในสภาพที่ไม่สามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ได้ สิ่งปนเปื้อนที่อยู่ในน้ำเสีย เช่น นำ้มัน ไขมัน ผงซักฟอก สบู่ ยาฆ่าแมลง สารอินทรีย์ และสารอนินทรีย์

กระบวนการทำงาน (process)
1. น้ำเสียไหลเข้าสู่บ่อเติมอากาศ
2. เติมออกซิเจนลงไปในน้ำด้วยเครื่องเติมอากาศ ทำให้เกิดการผสมของตะกอนจุลินทรีย์ ออกซิเจนที่ละลายในน้ำ และน้ำเสีย
3. ส่งน้ำเสียจากบ่อเติมอากาศไปที่บ่อบ่มเพื่อตกตะกอน
4. ส่งน้ำที่แยกตะกอนจากบ่อบ่มไปที่บ่อเติมคลอรีนเพื่อฆ่าเชื้อโรค

ผลผลิต (ouput)
    น้ำที่ผ่านการบำบัด มีค่ามาตรฐานตรงตามค่าควบคุมการระบายน้ำทิ้งของกรมควบคุมมลพิษ กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม


Comments