An Economic Worthiness Assessment of Bio-filter Microbial Fuel Cell for Leachate Wastewater Treatment

Main Article Content

วจัสกร กาญจนะ

Abstract

This research aims to assess an economic worthiness of a microbial fuel cell (MFC) for wastewater treatment in order to provide information for investment guidance in new renewable fuel. Parameters of concern were incomes of electricity production from microbial activity and carbon credit earned from burning released biogas, which reduce greenhouse gas emission. Researchers operated a laboratory-scale reactor of MFC models (7.8 liters in volume) for landfill leachate wastewater treatment, filled with Bioballs as bio-filter, void ratio of 10%, and varying hydraulic retention time (HRT) in ranges of 24 – 96 hours. The result showed that the reactor with HRT of 96 hour, operated with filtration rate of 16 liters/day, had the highest efficiency of COD removal and electricity potential difference, which were 76% and 41.67 millivolt, respectively. Therefore, the reactor with HRT of 96 hours was selected to assess incomes of electricity sale and carbon credit from MFC. The analysis pointed out that revenue from the MFC was caused from only carbon credit, 1,079 baht/reactor/year earned, derived from greenhouse gas emission reduction of 2.2 ton-carbon dioxide equivalent/reactor/year, while electricity sale did not cause revenue significantly by producing electricity of 0.03 watt-hour/reactor/year. From the results of worthiness analysis for the above MFC system, to meet criteria of net present value (NPV) and internal rate of return (IRR) for 10-year operating period with an constant discounted rate of 7.73%, it expressed that the MFC reactor was not worthy for an investment with NPV and IRR of -27,106 baht and -22%, respectively, from all equipment and operation costs of 35,000 baht. Nevertheless, when considering the analysis of an investment, it would be more worthy by increasing the number and improving treatment efficiency of reactors. Increasing a number of reactors to 10 reactors (equivalent to filtration rate of 160 liters/day) effected a change of NPV and IRR to 37,537 baht and 16%, respectively, from all investment costs of 41,404 upon 10-year operating period. If increasing a number of reactors comprised with improving COD treatment efficiency from 76% to 86%, IRR would increase to 22%. From the abovementioned results, the researchers suggested that who is interested in MFC investment for now should consider factors, such as treatment capacity and efficiency of the system for purpose of wastewater treatment together with a biogas collecting system for utilization, as information for an investment decision making.

Article Details

Section
Original Articles

References

1.กันยรัตน์ โหละสุต และคณะ. เซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพ วิวัฒนาการ การผลิตไฟฟ้าจากน้ำเสีย.
คณะวิศวกรรมศาสตร์: มหาวิทยาลัยขอนแก่น, 2554.

2.ขนิษฐา หมู่โสภิญ เซลล์เชื้อเพลิง: แนวทางใหม่เพื่อการผลิตพลังงาน. คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี, 2554.

3.ขวัญลดา พลสมบัติ และ สุภาวดี ศิริประทุม. ผลของอัตราส่วนช่องว่างชั้นกรองที่มีต่อการบําบัดซีโอดีและบีโอดีในน้ำชะขยะด้วยเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ที่สร้างจากถังกรองชีวภาพไม่เติมอากาศแบบไหลขึ้น, ปริญญานิพนธ์ คณะวิศวกรรมศาตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม, 2560.

4.คณะทำงานเพื่อพิจารณากำหนดอายุการใช้งานสินทรัพย์ของ อผศ. ปรับปรุงหลักเกณฑ์การคำนวณ
ค่าเสื่อมราคาสินทรัพย์ถาวร. พ.ศ.2558; สืบค้นเมื่อวันที่ 19 เมษายน 2562; ได้จากhttp://www.wvo. thaigov.net/ตารางอายุการใช้งานสินทรัพย์ถาวรของ%20อผศ.pdf.

4.สุจิรา ศุกร์นิมิต. การผลิตกระแสไฟฟ้าในเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์แบบห้องคู่โดยใช้น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมผลไม้กระป๋อง, ปริญญานิพนธ์จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2553.

5.ณิชานันท์ ทองนาค. การศึกษาความเป็นไปได้ในทางเศรษฐศาสตร์ในการนำน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดกลับมาใช้ประโยชน์ในเขตพื้นที่เมืองพัทยา จังหวัดชลบุรี. กรุงเทพมหานคร: ฐานข้อมูล วิทยานิพนธ์ไทย, 2540.

6.ณัฐวุฒิ คล้ายสงคราม และ กันยรัตน์ โหละสุต. การผลิตกระแสไฟฟ้าจากเซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพโดยใช้ต้นกกราชิน. วิศวกรรมสารมหาวิทยาลัยขอนแก่น. มกราคม–มีนาคม 2558; 42(1): 117-124.

7.ณัฐสิริ แสงธรรมธร. การผลิตกระแสไฟฟ้าจากน้ำเสียโดยใช้เซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพ. กรุงเทพฯ: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, 2552.


8.อินทุอร เข็มมา และณัฐวรรณ รักษา. ผลของอัตราส่วนช่องว่างชั้นกรองที่มีต่อการบำบัดฟอสเฟตและซัลเฟตในน้ำชะขยะด้วยเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ที่สร้างจากถังกรองชีวภาพไม่เติมอากาศแบบไหลขึ้น. วิทยานิพนธ์คณะวิศวกรรมศาสตร์: มหาวิทยาลัยมหาสารคาม, 2561.

9.บุญรอด เยาวพฤกษ์. ราคาของคาร์บอนเครดิต. พ.ศ.2553; สืบค้นเมื่อวันที่ 20 เมษายน 2562;
ได้จาก http://siamcarbonmarkets.blogspot.com.

10.สำนักงานนโยบายและแผนพลังงานกระทรวงพลังงาน. ผู้ผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กมาก. พ.ศ.2559;สืบค้นเมื่อวันที่ 25 เมษายน 2562; ได้จาก http://www.eppo.go.th/index.php/th/electricity/private/vspp.

11.Bateman, I.J., Turner, R.K. Valuation of the environment, methods and techniques: The contingent valuation method, Sustainable Environmental Economics and Management: Principles and Practice, Belhaven Press, London, pp120-191, 1993.

12.Main, M.A. Project Economics and Decision Analysis, Volume I: Deterministic Models, Page 269, (Assessed at 15 March 2019).

13.UNFCCC. Small-scale Methodology, Methane Recovery in Wastewater Treatment AMS-III-H. Version 19.0 Sectoral scope(s): 01 and 13, United Nation Framework Convention on Climate Change, 40p, 2019.