การพัฒนาระบบติดตามคุณภาพน้ำแบบเรียลไทม์ด้วยเทคโนโลยี Internet of Things (IoT) : กรณีศึกษาระบบบำบัดน้ำเสียแบบคลองวนเวียน สถาบันบำราศนราดูร
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ระบบบำบัดน้ำเสียแบบคลองวนเวียน (Oxidation Ditch) เป็นระบบบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพที่มีบทบาทสำคัญในการควบคุมคุณภาพน้ำทิ้งของสถานพยาบาล แต่การติดตามคุณภาพน้ำด้วยการเก็บตัวอย่างและตรวจวิเคราะห์เป็นระยะมีข้อจำกัดด้านความต่อเนื่องและการตรวจพบความผิดปกติอย่างทันท่วงที การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ1) พัฒนาระบบติดตามคุณภาพน้ำแบบเรียลไทม์ด้วยเทคโนโลยี Internet of Things (IoT) สำหรับระบบบำบัดน้ำเสียแบบคลองวนเวียนของสถาบันบำราศนราดูร 2) ประเมินประสิทธิภาพของระบบที่พัฒนาขึ้น และ 3) ประเมินศักยภาพของระบบในการสนับสนุนการบริหารจัดการระบบบำบัดน้ำเสีย
การศึกษานี้เป็นการวิจัยและพัฒนา ดำเนินการ 4 ระยะ ได้แก่ การวิเคราะห์ปัญหาและออกแบบระบบ การพัฒนาและติดตั้งอุปกรณ์ การทดสอบและสอบเทียบระบบ และการประเมินผลการใช้งานภาคสนาม ระบบที่พัฒนาประกอบด้วยสถาปัตยกรรม 4 ชั้น ได้แก่ ชั้นตรวจวัด ชั้นสื่อสารข้อมูลผ่าน Modbus RS485 ชั้นประมวลผลด้วย Programmable Logic Controller (PLC) และชั้นแสดงผลและจัดเก็บข้อมูลบน Cloud ผ่าน HMI และ Dashboard โดยเก็บข้อมูลระหว่างเดือนตุลาคม 2568 ถึงพฤษภาคม 2569 และเปรียบเทียบค่าจากระบบ IoT กับผลการตรวจวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ ผลการศึกษาพบว่า ระบบสามารถรับส่งและแสดงผลข้อมูลแบบเรียลไทม์ โดยมีความครบถ้วนของข้อมูลร้อยละ 98.26 และความพร้อมใช้งานของระบบร้อยละ 99.89
การเปรียบเทียบกับผลห้องปฏิบัติการพบว่า ค่า pH มีค่า MAE 0.10 หน่วย pH และ MAPE ร้อยละ 1.35 แต่ไม่พบความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (r = 0.478, p = 0.231) ขณะที่ค่า TDS มีความสัมพันธ์เชิงบวกในระดับสูงมาก (r = 0.968, p < 0.001) และมีค่า MAPE ร้อยละ 2.88 ผลการใช้งานภาคสนามพบว่าระบบสามารถติดตามแนวโน้มคุณภาพน้ำและสถานะการทำงานของระบบได้อย่างต่อเนื่อง พร้อมสนับสนุนการแจ้งเตือนและการใช้ข้อมูลเพื่อการควบคุมระบบบำบัดน้ำเสีย
ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าระบบ IoT ที่พัฒนาขึ้นมีศักยภาพในการประยุกต์ใช้เป็นเครื่องมือสำหรับการเฝ้าระวังคุณภาพน้ำแบบต่อเนื่อง สนับสนุนการบริหารจัดการระบบบำบัดน้ำเสียของสถานพยาบาลและสนับสนุนการพัฒนาระบบสิ่งแวดล้อมอัจฉริยะต่อไป
Article Details
เอกสารอ้างอิง
Medical Engineering Division. Manual for maintenance of wastewater treatment systems in hospitals. Nonthaburi: Department of Health Service Support, Ministry of Public Health; 2016. (in Thai)
Thai MOOC. Basic Internet of Things (IoTs) [Internet]. 2023 [cited 2026 Jul 20]. Available from: https://thaimooc.ac.th/courses/HU00193 (in Thai)
Forhad HM, Uddin MR, Chakrovorty RS, Ruhul AM, Faruk HM, Kamruzzaman S, et al. IoT-based real-time water quality monitoring system in water treatment plants (WTPs). Heliyon 2024; 10: e40746. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e40746.
Ansari SA, Vidyarthi VK. Use of Internet of Things in water resources applications: challenges and future directions: a critical review. Discov Internet Things 2025; 5: 96. doi: 10.1007/s43926-025-00193-7.
Li R, Yang X, Lu Z, Chen C. Research on water quality monitoring system based on IoT technology. In: 2019 4th International Conference on Control, Robotics and Cybernetics (CRC); 2019 Sep 27-29; Tokyo, Japan. Piscataway (NJ): IEEE; 2019. p.321-324.
Almetwally SA, Hassan MK, Mourad MH. Real time internet of things (IoT) based water quality management system. Procedia CIRP 2020; 91: 478-485. doi: 10.1016/j.procir.2020.03.107.
Ramadan MN, Ali MA, Khoo SY, Alkhedher M, Alherbawi M. Real-time IoT-powered AI system for monitoring and forecasting of air pollution in industrial environment. Ecotoxicol Environ Saf 2024; 283: 116856.
Zulkifli CZ, Garfan S, Talal M, Alamoodi AH, Alamleh A, Ahmaro IY, et al. IoT-based water monitoring systems: a systematic review. Water 2022; 14(22): 3621. doi: 10.3390/w14223621.
Kamyab H, Khademi T, Chelliapan S, Saberika - marposhti M, Rezania S, Yusuf M, et al. The latest innovative avenues for the utilization of artificial Intelligence and big data analytics in water resource management. Res Eng 2023; 20: 101566. doi: 10.1016/j.rineng.2023.101566.
El-Shafeiy E, Alsabaan M, Ibrahem MI, Elwahsh H. Real-time anomaly detection for water quality sensor monitoring based on multivariate deep learning technique. Sensors 2023; 23(20): 8613. doi: 10.3390/s23208613.
Ministry of Natural Resources and Environment. Notification of the Ministry of Natural Resources and Environment on designation of buildings as pollution sources subject to control under Section 80 of the Enhancement and Conservation of National Environmental Quality Act B.E. 2535 (1992), B.E. 2567 (2024). Royal Thai Government Gazette. 2024; 141(Special Part 233 Ngor): 1-6. (in Thai)
Ministry of Natural Resources and Environment. Notification of the Ministry of Natural Resources and Environment on effluent discharge standards for certain types and sizes of buildings, B.E. 2567 (2024). Royal Thai Government Gazette. 2024; 141(Special Part 233 Ngor): 7-15. (in Thai)
