การผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กจากระบบบำบัดน้ำเสียแบบ UASB โดยใช้กังหันน้ำเพลตัน
คำสำคัญ:
ระบบผลิตไฟฟ้าต้นแบบขนาดเล็ก, การผลิตไฟฟ้าจากน้ำเสีย, กังหันน้ำเพลตันบทคัดย่อ
งานวิจัยฉบับนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดโดยระบบบำบัดน้ำเสียแบบยูเอเอสบี (Upflow Anaerobic Sludge Blanket: UASB) โดยใช้กังหันน้ำชนิดเพลตัน (Pelton Turbine) ในการออกแบบและพัฒนาต้นแบบระบบผลิตไฟฟ้าขนาดเล็ก ชุดทดสอบที่ใช้มีขนาดความยาว 0.70 เมตร ความกว้าง 3.68 เมตร และความสูง 1.55 เมตร โดยใช้กังหันน้ำเพลตันขนาด 50 วัตต์ ทดสอบภายใต้ช่วงอัตราการไหลของน้ำตั้งแต่ 500 ถึง 1,000 ลิตรต่อชั่วโมง
ผลการทดลองพบว่าว่าปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามอัตราการไหลของน้ำ โดยสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้สูงสุดเฉลี่ย 15.01 วัตต์ ที่อัตราการไหล 1,000 ลิตรต่อชั่วโมง เมื่อประเมินศักยภาพของระบบในระดับการใช้งานจริง ที่อัตราการไหล 50,000 ลิตรต่อชั่วโมง พบว่าสามารถผลิตไฟฟ้าได้สูงสุด 574.53 วัตต์ โดยมีประสิทธิภาพไม่เกินร้อยละ 50 ของค่าทางทฤษฎี และสามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ประมาณ 3,018 กิโลกรัมต่อปี ระบบดังกล่าวมีความคุ้มค่าในการลงทุน โดยมีระยะเวลาคืนทุนเท่ากับ 0.87 ปี ผลการศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่า การผลิตพลังงานไฟฟ้าจากน้ำเสียที่ผ่านระบบ UASB โดยใช้กังหันน้ำเพลตันขนาดเล็ก เป็นแนวทางที่เป็นไปได้ทั้งในด้านเทคนิคและเศรษฐศาสตร์ อีกทั้งยังเป็นทางเลือกที่มีศักยภาพในการนำพลังงานกลับมาใช้ภายในระบบบำบัดน้ำเสีย ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และส่งเสริมการใช้พลังงานทดแทนเพื่อความยั่งยืนในระยะยาว
เอกสารอ้างอิง
กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน. (2559). คู่มือการพัฒนาโครงการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็ก. กระทรวงพลังงาน. http://www.dede.go.th
ศูนย์วิจัยพลังงานแห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. (2555). รายงานการศึกษาความเหมาะสมของการใช้พลังงานน้ำในพื้นที่ห่างไกล. กรุงเทพฯ: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย (กรุงเทพฯ).
เอกรัตน์ นภกานต์, บุญยัง ปลั่งกลาง และศุภวัฒน์ ลาวัลย์วิสุทธิ์. (2022). การบริหารจัดการพลังงานในอาคารโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ควบคุม. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยธนบุรี, 6(1), 1–12.
Chompookham, T., & Boon-Long, S. (2010). Micro hydropower development in Thailand: Case studies and policy implications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14(7), 1991–1995. https://doi.org/10.1016/j.rser.2010.03.026
Dirma, V., Neverauskienė, L. O., Tvaronavičienė, M., Danilevičienė, I., & Tamošiūnienė, R. (2024). The impact of renewable energy development on economic growth. Energies, 17(24), 6328. https://doi.org/10.3390/en17246328
Global Economic Insights. (2024). Carbon dioxide emission per electricity generation – Thailand. CEIC Data. Retrieved March 26, 2025, from https://www.ceicdata.com/en/thailand/carbon-dioxide-emissions-statistics/carbon-dioxide-emission-per-electricity-generation
Ibrahim, H. I., Abdullah, H. B., Othman, M. Y. H., & Ariffin, M. K. A. (2021). Experimental studies of Pelton hydropower using waste water. Journal of Fluid Flow, Heat and Mass Transfer (JFFHMT), 8, 10–16. https://jffhmt.avestia.com/2021/PDF/002.pdf
Lettinga, G., Van Velsen, A. F. M., Hobma, S. W., de Zeeuw, W., & Klapwijk, A. (1980). Use of the upflow sludge blanket (USB) reactor concept for biological wastewater treatment, especially for anaerobic treatment. Biotechnology and Bioengineering, 22(4), 699–734. https://doi.org/10.1002/bit.260220402
Li, Y., Gao, X., Wang, X., Zhang, Y., & Guo, L. (2020). Long-term performance of UASB and AnMBR for treating wastewater containing N, N-dimethylformamide (DMF): Focus on operational stability and microbial. Journal of Environmental Management, 273, 111095. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.111095
Mainardis, M., Buttazzoni, M., & Goi, D. (2020). Up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) technology for energy recovery: A review on state-of-the-art and recent technological advances. Bioengineering, 7(2), 43. https://doi.org/10.3390/bioengineering7020043
Paish, O. (2002). Small hydro power: Technology and current status. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 6(6), 537–556. https://doi.org/10.1016/S1364-0321(02)00006-0
Samol, P., Limsakul, C., & Wichitnithad, N. (2024). Techno-economic feasibility study of electricity generation from industrial wastewater treatment system. Journal of Engineering Research and Materials Utilization Technology, 12(1), 45–56.https://ph01.tci-thaijo.org/index.php/jermutt/article/view/259237
Zhang, X., Yang, G., Zhang, Y., Wang, H., & Li, J. (2022). Environmental and economic assessment of biogas and sludge energy utilization from UASB system using life cycle assessment. Energy, 257, 124770. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.124770
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2025 ภานุพงษ์ สามล, เอกรัตน์ นภกานต์, นําโชค วัฒนานัย, ชัยพร สุภาหิตานุกุล, ศุภประดิษฐ์ มาสงค์
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
