โครงการกังหันชัยพัฒนา

กังหันชัยพัฒนา คือเครื่องกลเติมอากาศที่เป็นกังหันน้ำแบบทุ่นลอยซึ่งใช้ในการบำบัดน้ำเสีย โดยใช้กังหันวิดน้ำไปบนผิวน้ำแล้วปล่อยให้ตกลงผิวน้ำตามเดิมและน้ำจะถูกสาดกระจายสัมผัสอากาศทำให้ออกซิเจนละลายในน้ำ น้ำเสียจึงมีคุณภาพดีขึ้นสามารถนำไปใช้บำบัดน้ำเสียทั้งจากแหล่งชุมชน อุตสาหกรรมและการเกษตร ทั้งนี้แนวทางของการพัฒนามาจากสภาพเน่าเสียของแหล่งน้ำต่างๆ ที่ทวีความรุนแรงขึ้น พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวจึงทรงมีพระราชดำริว่าจำเป็นต้องบำบัดน้ำเสียด้วยเครื่องกลเติมอากาศ จึงทรงโปรดเกล้าฯ ให้มูลนิธิชัยพัฒนาสนับสนุนงบฯ ศึกษาและวิจัยร่วมกับกรมชลประทานผลิตเครื่องต้นแบบขึ้นในปี 2532 จากนั้นก็มีการพัฒนามาอีกหลายรุ่น และในปี 2536 กังหันน้ำชัยพัฒนาก็ได้รับการพิจารณาและทูลเกล้าฯ ถวายสิทธิบัตรในพระปรมาภิไธย

ส่วนประกอบ
           กังหันชัยพัฒนา เป็น เครื่องกลเติมอากาศที่ผิวน้ำหมุนช้าแบบทุ่นลอย ( สามารถลอยขึ้นลงได้เองตามระดับน้ำ )ประกอบด้วยซองวิดน้ำ มีใบพัดที่ ออกแบบเป็น ซองตักน้ำรูปสี่เหลี่ยมคางหมูจำนวน ๖ ซองแต่ละซองจะถูกแบ่งออกเป็น ๓ ห้องเท่าๆ กัน ทั้งหมดถูกติดตั้งบนโครงเหล็ก ๑๒ โครงใน ๒ ด้าน มีศูนย์กลางของกังหันที่เรียกว่า " เพลากังหัน " ซึ่งวางตัวอยู่บนตุ๊กตารองรับเพลา ที่ติดตั้งอยู่บนทุ่นลอย และมีระบบขับส่งกำลัง ด้วยเฟืองจานขนาดใหญ่ ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าขนาด ๒ แรงม้า สำหรับขับเคลื่อนซองน้ำ ให้หมุนรอบเป็นวงกลม อยู่บนโครงเหล็กที่ยึดทุ่นทั้ง ๒ ด้านเข้าไว้ด้วยกันด้านล่างของกังหันในส่วนที่จมน้ำ จะมีแผ่นไฮโดรฟอยล์ยึดปลายของทุ่นลอยด้านล่าง
การทำงาน

            ตามทฤษฎีเครื่องกลเติมอากาศ นับว่าการเติมอากาศหรือออกซิเจนเป็นหัวใจของระบบบำบัดน้ำเสีย เพราะถ้ามีออกซิเจนอยู่มาก จุลินทรีย์ก็สามารถบำบัดน้ำได้ดี และบำบัดน้ำเสียได้มากขึ้น แต่ที่ความดันบรรยากาศซึ่งเป็นความดันที่ค่อนข้างต่ำ สำหรับออกซิเจนในการละลายน้ำ จึงต้องมีการเพิ่มพื้นที่สัมผัส ระหว่างอากาศกับน้ำให้ได้มากที่สุด กังหันชัยพัฒนา เป็น กังหันน้ำที่มีโครงเป็นรูปเหลี่ยมบนทุ่นลอย และมีซองตักวิดน้ำซึ่งเจาะเป็นรูพรุน เราจึงเห็นสายน้ำพรั่งพรู จากซองวิดน้ำขณะที่กังหันหมุนวนเวียน ซ้ำแล้วซ้ำเล่าใช้หลักการวิดน้ำขึ้นไปสาดกระจายให้ เป็นฝอยในอากาศ ทำให้น้ำสัมผัสกับอากาศได้อย่างทั่วถึง ส่งผลให้ปริมาณ ออกซิเจนในอากาศสามารถ ละลายผสมผสาน เข้าไปในน้ำได้อย่างรวดเร็ว ทุกครั้งที่น้ำถูกตักขึ้นมา ออกซิเจนในอากาศจะละลายในน้ำได้ดีขึ้น เพราะพื้นที่ในการทำปฏิกิริยามีมากกว่าเดิม ทำให้น้ำเสีย ซึ่งเป็นปัญหาของแหล่งน้ำในหลายพื้นที่ มีคุณภาพที่ดีขึ้น การเพิ่มออกซิเจนให้กับน้ำจะช่วยให้จุลินทรีย์ย่อยสลายสิ่งสกปรกในน้ำเสียได้ อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งเป็น กระบวนการทางชีวภาพ ที่ใช้ในการบำบัดน้ำเสีย ที่ได้รับความนิยมอย่างมาก เพราะเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพ และใช้ค่าใช้จ่ายในการบำบัดน้ำเสียน้อย และแหล่งน้ำเสียที่กระจายไปตามแหล่งต่างๆ จึงทำให้ยากแก่การรวบรวมน้ำเสีย เพื่อนำไปบำบัดในโรงบำบัดน้ำเสีย และต้องเสียค่าใช้จ่ายสูง
             การประยุกต์ใช้งานสามารถใช้ประโยชน์เพื่อเติมอากาศให้กับน้ำหรือใช้ เพื่อขับเคลื่อนน้ำได้ โดยการใช้งานทั้งในรูปแบบ ที่ติดตั้งอยู่กับที่ และใช้ในรูปแบบเคลื่อนที่ เพื่อเติมอากาศให้กับแหล่งน้ำขนาดใหญ่ หรือตามคลองส่งน้ำที่มีความยาวมาก ซึ่งดัดแปลงได้ด้วยการใช้พลังงาน จากเครื่องยนต์ของกังหัน
จุดเริ่มต้นของกังหันน้ำชัยพัฒนา
           กังหันน้ำชัยพัฒนาสร้างขึ้น เพื่อการแก้มลพิษทางน้ำซึ่งทวีความรุนแรงมากขึ้นในหลายพื้นที่วิวัฒนาการของกังหันน้ำชัยพัฒนานั้น เริ่มจากการสร้างต้นแบบได้ครั้งแรกในปี ๒๕๓๒ แล้วนำไปติดตั้งยังพื้นที่ทดลองเพื่อแก้ปัญหาไปพร้อมๆ กัน ทั้งนี้ พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้มีพระราชดำริ ให้มูลนิธิชัยพัฒนาดำเนินการวิจัย และพัฒนากังหันน้ำ ซึ่งโครงสร้างและส่วนประกอบ ในส่วนที่เป็นปัญหา ได้รับการแก้ไขมาโดยตลอด นับแต่มีการสร้างเครื่องต้นแบบ
           ในด้านโครงสร้างนั้นได้พัฒนาให้กังหันน้ำหมุนด้วยความเร็ว ๑,๔๕๐ รอบต่อนาที โดยที่ซองตักน้ำหมุนด้วยความเร็ว ๕ รอบต่อนาที ขับด้วยมอเตอร์ขนาด ๒ แรงม้า และมีการปรับปรุง โครงสร้างในรูปแบบต่างๆ เช่น ออกแบบตัวเครื่องให้สามารถ ขับเคลื่อนด้วยคนเพื่อใช้ในแหล่งน้ำ ที่ไฟฟ้ายังเข้าไปไม่ถึง เป็นต้น
           ด้านประสิทธิภาพสามารถถ่ายเทออกซิเจนลงน้ำได้ ๐.๙ กิโลกรัมต่อแรงม้า - ชั่วโมง และมีการพัฒนาให้ถ่ายเทออกซิเจนได้ ๑.๒ กิโลกรัมต่อแรงม้า - ชั่วโมง
อ้างอิงจาก :http://dit.dru.ac.th/ka/a36.php