•
•
Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat
Watersysteemverkenningen
Watersysteemverkenningen 1996
Kosten saneringstechnieken
7^ O in ^
Coagulatie / flocculatie Lamellenafscheider Dissolved Air Flotation (DAF) Zandfiltratie Micro / ultrafiltratie Actieve koolfiltratie
ft) 3
RIZA werkdocument 94.005X
A.P.A. van Ewijk
A
rfSfct l?^T T|f
HASKONING
K o n i n k l i j k ,IngenieursngenieursKoninklijk
en Architectenbureau
Dit werkdocument geeft (tussentljdse) resultaten weer van deelstudies, op basis waarvan de Watersysteemverkenningen kunnen worden opgesteld.
Oktober 1993
HASKONING & INHOUDSOPGAVE
Koninklijk Ingenieursen Architectenbureau
biz
1.
INLEIDING
2.
ZUIVERINGSTECHNIEKEN 2.1 Zuiveringssysteem 2.2 Zuiveringstechnieken 2.3 Rendement 2.4 Kostenvariabelen
3.
KOSTENMODEL 3.1 Modelopzet 3.2 Investeringskosten 3.3 Jaarlijkse kosten 3.4 Modelvariabelen
9 9 9 11 13
4.
KOSTENBEREKENING 4.1 Investeringskosten 4.1.1 Coagulatie/flocculatie 4.1.2 Lamellenafscheider 4.1.3 Dissolved Air Flotation 4.1.4 Zandfiltratie 4.1.5 Ultra/microfiltratie 4.1.6 Actieve koolfiltratie 4.2 Jaarlijkse kosten 4.2.1 Kapitaalslasten 4.2.2 Exploitatiekosten 4.3 Kostenberekening
14 14 14 23 26 30 33 37 39 39 40
5.
VALIDATIE
45
6.
CONCLUSIES
46
7.
LITERATUUR
47
oktober 1993/8K 1568.B0404.A0/R008/AVE/KB
2 2 3 6 7
EIGENDOM MODEL Het project dat heeft geleid tot het computer Model Kosten Saneringstechnieken is uitgevoerd onder de bepa/ingen van de "Regeling van de verhouding tussen opdrachtgever en adviserend ingenieursbureau" (RVOI). In dit geval wordt, overeenkomstig de offerte van HASKONING B. V., verwezen naar artikel 17 van de regeling (RVOI-1987, tweede druk, 25 april 1990). In dit artikel is onder andere het volgende bepaald. De stukken die geproduceerd worden voor de opdrachtgever worden diens eigendom en mogen door hem worden gebruikt. Het auteursrecht van het ontwikkelde Model Kosten Saneringstechnieken berust bij HASKONING B. V.. Dit betekent dat het RIZA niet gerechtigd is het Model Kosten Saneringstechnieken geheel of gedeeltelijk aan derden ter beschikking te stellen. HASKONING kan aan haar toestemming dit wel te doen, bepaalde voorwaarden verbinden.
1.
INLEIDING In het kader van de beleidsvoorbereiding van het landelijk waterbeleid en de advisering over vergunningverlening (WVO) wordt binnen RIZA gewerkt aan een overzicht van de kosten van reeds getroffen en potentiele technische maatregelen ter vermindering van de emissies naar het water. Er is een breed onderzoek gestart voor de bepaling van de investerings- en exploitatiekosten voor voorzieningendie beogen de directe en/of indirecte belasting van het oppervlaktewater met milieubelastende stoffen te verminderen. Dit om aan de hand van afvalwaterkentallen en op basis van kosten van zuiveringstechnieken indicatieve ramingen te kunnen maken van saneringskosten voor een bedrijf(stak). Om vast te stellen in hoeverre het mogelijk is om de kosten van de zuiveringstechnieken modelmatigte bepalen, is besloten een onderzoek uit te voeren. Hiertoe zijn enkele technieken geselecteerd voor nadere analyse. Het betreft een tweetal zuiveringstechnieken of combinaties van technieken. Enerzijds een chemische behandeling gevolgd door een afscheidingsstap. Voor de afscheiding worden verschillende technieken ingezet. Anderzijds de behandeling met actieve kool. In dit laatste geval is sprake van een techniek voor het verbeteren van het effluent van andere technieken. Actieve kool is tevens denkbaar als nageschakelde stap bij flocculatie en afscheiding. Het RIZA heeft HASKONING Koninklijk Ingenieurs- en Architectenbureau (d.d. 14 april 1993) opdracht gegeven dit onderzoek uit te voeren. In voorliggende rapportage worden de uitkomsten van het onderzoek gepresenteerd.
- 1-
2.
ZUIVERINGSTECHNIEKEN In dit hoofdstuk worden de zuiveringstechnieken behandeld die zijn geselecteerd voor een modelmatige berekening van de saneringskosten. Allereerst wordt de opbouw van het zuiveringssysteem behandeld (2.1). Vervolgens worden de afzonderlijke zuiveringstechnieken beschreven (2.2) en wordt de verwijdering van stofgroepen behandeld (2.3). Tenslotte worden de variabelen die van invloed zijn op de kosten weergegeven (2.4).
2.1
Zuiveringssysteem In figuur 1 is in een blokschema de opbouw van het zuiveringssysteem weergegeven, met daarin de plaats van de afzonderlijke zuiveringstechnieken. De geselecteerde zuiveringstechnieken voor het zuiveringssysteem zijn: * coagulatie/flocculatie; * lamellenafscheiding; * dissolved air flotation (DAF); * zandfiltratie; * micro/ultrafiltratie; * actieve koolfiltratie.
COAGULATIE/ FLOCCULATIE A
LAMELLENAFSCHEIDER
DISSOLVED AIR FLOTATION B
B ZANDFILTER
MICRO/ULTRA FILTRATIE C
C
ACTIEVE KOOLFILTRATIE
Figuur 1:
Opbouw zuiveringssysteem
- 2-
2.2
Zuiveringstechnieken De in paragraaf beschreven.
2.1 genoemde zuiveringstechnieken
worden hierna
nader
Coagulatie/flocculatie
Coagulatie is het destabiliseren van colloidale deeltjes door toevoeging van chemicalien (coagulant). Als coagulant worden de trivalente aluminium- en ijzerzouten ingezet. Flocculatie is in eerste instantie het agglomereren van gedestabiliseerde deeltjes in een microvlok, en later in een grotere vlok, die wordt afgescheiden. Het toevoegen van vlokhulpmiddelen (flocculant) bevorderd de vorming van de (grotere) vlok. Na de flocculatie worden de vlokken verwijderd. Indien de pH van het afvalwater buiten de grenzen van het werkingsgebied van de coagulant ligt is een neutralisatiestap noodzakelijk. In figuur 2 is coagulatie en flocculatie weergegeven in een processchema. NoOH HCl
NaOH FeCl,
POLYMEER
J:
AFVALWATER
t €
© NEUTRAUSATIETANK
Figuur 2:
)!
y.
3)
-*A
3> MENG8UIS
FLOCCULATCTANK
Processchema coagulatie/flocculatie
Lamellenafscheiding Bij lamellenafscheiding wordt vloeistof in een bassin gebracht waar onopgeloste delen zich onder invloed van de zwaartekracht uit de vloeistof afscheiden. Hoe kleiner de deeltjes hoe groter de verblijftijd moet zijn om tot volledige afscheiding te komen. Door toepassing van lamellen wordt de efficientie van de afscheider vergroot. Na lamellenafscheding zijn eff luentconcentraties voor zwevende stof van 20-40 mg/l mogelijk. In figuur 3 is de lamellenafscheiding weergegeven in een processchema.
SUBKOEK
Figuur 3:
Processchema lamellenafscheiding
-3-
Dissolved Air Flotation (DAF) Flotatie is gebaseerd op het principe dat hydrofobe stoffen zich bij voorkeur bevinden op het water-gas grensvlak en niet in de bulk van de vloeistof. Indien luchtbelletjes opstijgen door de vloeistof hechten de verontreinigingen, ondermeer zwevende deeltjes, zich hieraan en concentreren zich aan het wateroppervlak. Bij dissolved air flotation wordt het water onder druk belucht, waardoor het verzadigt met lucht. Vervolgens w o r d t een plotselinge drukverlaging gecreeerd, hierdoor zal de met lucht verzadigde vloeistof oververzadigd raken en ontstaan gasbelletjes. Na DAF zijn effluentconcentraties voor zwevende stof van 10-30 mg/l mogelijk. In figuur 4 is Dissolved Air Flotation weergegeven in een processchema.
A
d>
-&DUNSLIBTANK
FITERPERS
'LUCHT
£
SLIBKOEK -•B
Figuur 4 :
Processchema Dissolved Air Flotation
Zandfiltratie Voor afscheiding van de zeer kleine deeltjes wordt filtratie toegepast. Filtratie is het afvangen van deeltjes door een bed met een filtermateriaal. Dit filtermateriaal houdt de deeltjes tegen. Door middel van terugspoelen van het filter kan deze gereinigd worden. Bij het toepassen van zand als filtermedium zijn effluentconcentraties voor zwevende stof 1 -5 mg/l mogelijk. In figuur 5 is zandfiltratie weergegeven in een processchema.
-»-C
ZANDFITER
Figuur 5:
-Qr-
SPOELWATER
Processchema zandfiltratie
-4-
Micro/ultrafiltratie Het filtreren met ultrafiltratie en microfiltratie gebeurt voornamelijk op basis van deeltjesgrootte. Hoe kleiner de porie, des te kleiner de moleculen, emulsies of suspensies die er nog doorheen kunnen. De toegepaste drukken zijn vrij laag: ultrafiltratie 1-10 bar; microfiltratie 0,1-5 bar. Het volume van het concentraat is een factor 5 tot meer dan een factor 100 kleiner dan van de te zuiveren stroom. Microfiltratie-membranen hebben porien in het gebied van 0,1-10/ym, de porien van ultrafiltratie-membranen zijn kleiner dan 0,1 /ym. Grote moleculen met een moleculair gewicht van 500 tot 100.000en deeltjes van 0,005 tot 10//m kunnen worden afgescheiden. Bij het toepassen van micro/ultrafiltratie zijn effluentconcentraties voor zwevende stof 0-1 mg/l mogelijk. In figuur 6 is micro/ultrafiltratie weergegeven in een processchema.
PERMEAAT
-»C
<W«W RETENTAAT
A-*-»©UlTRA/NCRO FILTRATC-UNIT
"©DUNSLBTANK
FLTERPERS
\
H
/
SL8K0EK
Figuur 6:
Processchema micro/ultrafiltratie
Actieve koolfiltratie Met adsorptie aan actief kool wordt beoogd opgeloste verontreinigen uit afvalwater te verwijderen door deze te adsorberen aan actief kool. De mate waarin een bepaalde stof aan het poreuze actief koolopppervlak wordt geadsorbeerd hangt af van de polariteit, molecuulgrootte, vluchtigheid en concentratie van de te adsorberen stof. Actief kool adsorptie is vooral geschikt voor de verwijdering van stoffen die in relatief geringe concentraties aanwezig zijn (< 500-1000//g/l). De aanwezigheid van zwevende deeltjes beinvloedt het adsorptieproces nadelig: de deeltjes verstoppen het actief koolbed. Derhalve is vergaande verwijdering van zwevende deeltjes noodzakelijk. In figuur 7 is actieve koolfiltratie weergegeven in een processchema.
-»• EFFLUENT
'LUCHT
ACT|EF
-©-
SPOELWATER
KOOLFILTER
Figuur 7:
Processchema actieve koolfiltratie -5-
2.3
Rendement Bij coagulatie, flocculatie en afscheiding is het rendement van terughouding van milieuhygienisch relevante stoffen sterk afhankelijk van het karakter van het afvalwater dat wordt behandeld. Afhankelijk van het karakter van het afvalwater kan het rendement van terughouding voor diverse stoffen 30% tot 99% bedragen. Afwijkingen in type verontreiniging, concentratie en/of samenstelling kunnen het rendement echter sterk beinvloeden. Het rendement dient derhalve experimenteel te worden vastgesteld. Een goed rendement wordt bereikt met een juiste dimensionering. Overdimensionering zal zeker geen evenredige rendementsverhoging geven. Het rendement van terughouding wordt tevens be'invloed door het type afscheidingstechniek. De dimensionering van de afscheidingstechniek heeft geen evenredige invloed op het rendement van terughouding. Bij een sterke overdimensionering kan in een aantal gevallen een verhoogd rendement worden bereikt. Bij toepassing van actief kool kunnen de meeste organische verontreinigingen tot zeer lage effluentconcentraties (ppb-niveau) worden gereinigd. Doordat sprake is van een overgangsfront wordt het verwijderingsrendement tijdens de standtijd van het filter minder. Bij een kritisch verwijderingsrendement (circa 90%) dient het actief kool te worden vervangen. Het rendement voor terughouding van milieuhygienisch relevante stoffen van 99% is mogelijk. In de volgende tabel worden per zuiveringstechniek voor een aantal stof (fen)groepen indicatief het verwijderingsrendement en/of haalbaare effluentwaarde weergegeven.
1
Coagulatie/flocculatie
Actieve koolfiltratip
Lamellenafscheider
Stof(groep)
Dissolved Air Flotation
zandfilter
Ultra/Microfiltratie
zandfilter
Zwevende stof
40 mg/l 75%
5 mg/l 95%
30 mg/l 80%
5 mg/l 95%
1 mg/l 99%
0,5 mg/l 90%
Zware metalen
1 mg/l 90%
0,5 mg/l 95%
1 mg/l 90%
0,5 mg/l 95%
0,01 mg/l 99%
n.v.t.
Olien (geemulgeerd)
50 mg/l 70%
40 mg/l 80%
15 mg/l 90%
10 mg/l 95%
5 mg/l 99%
< 1 mg/l >99%
Organische stoffen
35%
50%
50%
55%
60%
90%
Stikstof (N-Kj)
10%
15%
10%
15%
15%*p5354
polycyclische aromatische koolwaterstoffen
40%' 10 mg/l"
60%' 3 mg/l'
60% 3 mg/l"
65% 0,5 mg/l'
65% 0,5 mg/l'
99% < 0 , 1 mg/l
Oplosmiddelen
30%
35%
50%
55%
60%
99%
Bestrijdingsmiddelen
50%
60%
50%
60%
70%
99%
rs%
Stoffen zijn aanwezig als emulsies en/of als colloi'dale deeltjes gebonden aan colloi'dale biota. -6-
2.4
Kostenvariabelen De variabelen die van invloed zijn op de saneringskosten zijn te verdelen in systeemvariabelen en dimensioneringsvariabelen. De systeemvariabelen bepalen uit welke onderdelen de zuiveringsinstallatie wordt opgebouwd. De dimensioneringsvariabelen bepalen de grootte van deze installatie-onderdelen. Systeem variabelen Nevenverontreiniging Bij de aanwezigheid van niet gebonden olie en/of grote hoeveelheden zwevende stof (> 200-400mg/l) is voorbehandeling van het afvalwater, om kostentechnische redenen gewenst. Kleine hoeveelheden zwevende stof (20-40mg/l) bevorderen het achtergeschakelde flocculatieproces. Effluentconcentratie zwevende stof De effluentconcentratie zwevende stof, en indirect de concentratie aan verontreinigende stoffen, is bepalend voor de systeemkeuze van de afscheidingstechniek. Afhankelijk van de gewenste effluentconcentratie kan worden gekozen voor lamellenafscheiding of Dissolved Air Flotation. Bij vergaande verwijdering van vaste stof kan zandfiltratie worden nageschakeld of ultra/microf iltratie als totale techniek worden ingezet. Bij toepassing van actieve koolfiltratie zal het zwevende stof vergaand verwijderd moeten worden ter bescherming van de kool. Bedrijfsvoering De bedrijfsvoering is van invloed op de automatiseringsgraad van de zuiveringsinstallatie. Bij een continu werkende (24 uur) zuiveringsinstallatie en gedeeltelijk (8 uur) toezicht is vergaande automatisering noodzakelijk. Dit is tevens noodzakelijk indien het zuiveringssysteem niet past binnen de gangbare technieken van het bedrijf. Dimensioneringsvariabelen Debiet Het debiet van de afvalwaterstroom is de belangrijkste factor met betrekking tot de dimensionering van de zuiveringsinstallatie. De debiet afhankelijke installatieonderdelen zijn: - pompen; - reactievaten; - vaste stof afscheiders; - actief koolfilter; - leidingwerk. Concentratie De concentratie is bepalend voor het verbruik aan coagulant en flocculant en de vervangingstermijn van de actief kool. Vracht De vracht is bepalend voor de dimensionering van het actief koolfilter en van de slibverwerkende installatieonderdelen. De vracht is direct gerelateerd aan de hoeveelheid vast afval.
-7-
Lozingspatroon Het batchgewijs of met pieken lozen van het afvalwater is bepalend voor de dimensionering van de influentbuffer(s).
-8-
3.
KOSTENMODEL Voor de berekening van de kosten wordt gebruik gemaakt van een model. Bij dit kostenmodel is van te voren bepaald welke kostensoorten meegenomen worden. De modelopzet is beschreven in paragraaf 3 . 1 . De opgenomen kostensoorten worden in paragraaf 3.2 en 3.3 nader uitgewerkt. In paragraaf 3.4 zijn de belangrijkste modelvariabelen weergegeven.
3.1
Modelopzet In het model worden de kosten berekend naar prijspeil 1993. Alle kosten worden exclusief Belasting Toegevoegde Waarde (BTW) berekend. De navolgende kostensoorten zijn opgenomen: * investeringskosten inclusief opslagkosten; * jaarlijkse kosten, uitgesplitst naar: - kapitaalslasten; - exploitatielasten; - besparingen. Kostensoorten, welke niet meegenomen worden in het kostenmodel, worden onderstaand weergegeven. - Grondkosten De grondkosten zijn afhankelijk van de lokale omstandigheden. - Leidingwerk buiten de installatie Voor de bouw van een zuiveringsinstallatie, wordt het afvalwater reeds via een pijpleiding afgevoerd. Er is een groot verschil tussen de verschillende bedrijven daar waar het gaat om de leidingen die buiten de installatie lopen. - Nutsvoorzieningen (water, gas, elektriciteit en afvoer) Bij toenemende afvalwaterstromen zal, in het algemeen, de bedrijfsgrootte eveneens toenemen en zullen er dus meer nutsvoorzieningen aanwezig zijn. - Subsidies Subsidies zijn afhankelijk van het type industrie en bedrijf. Subsidies moeten altijd per individuele situatie bekeken worden. - Vermogensschade, belastingen en verzekering Vermogensschade, belastingen en verzekering zijn afhankelijk per bedrijf. Deze kosten moeten daarom altijd per individuele situatie bekeken worden.
3.2
Investeringskosten De investeringskosten bestaan uit elektro-mechanische en bouwkundige kosten. Over de investeringen worden opslagen berekend. Electro-mechanische kosten Bij elk van de onderdelen wordt aangegeven of de kosten van dit onderdeel afhankelijk zijn van het debiet, de concentratie of de vracht. Pompen Er zijn verschillende soorten pompen te onderscheiden, de lage- en hogedrukpompen, droog opgestelde pompen en onderwaterpompen. De pompen zijn debietafhankelijk. De kosten van de pompen lopen niet-lineair op met het debiet. De
-9-
kosten nemen trapsgewijs toe omdat de pompen met vaste capaciteiten worden geproduceerd. Vaten Onder vaten worden buffers, opslagvaten en reactievaten verstaan. De vaten zijn debietafhankelijk. De kosten van de vaten zijn lineair over een klein gebied, bijvoorbeeld 10 tot 3 0 m 3 . Relatief grote vaten ( > 50 3 ) zijn per m 3 inhoud goedkoper dan kleine vaten. Roerders De kosten van dynamische roerders zijn debietafhankelijk en nemen trapsgewijs toe bij een vergroting van het debiet. De kosten nemen trapsgewijs toe omdat de dynamische roerders met vaste roervermogens worden geproduceerd. De kosten van statische roerders zijn debietafhankelijk en nemen traploos toe bij een vergroting van het debiet. Proces- en instrumentatie-apparatuur Proces- en instrumentatie-apparatuur is apparatuur waarmee de procesvariabelen van de installatie gemeten, geregeld en geregistreerd worden. Voorbeelden zijn een pH-meter met een regeling naar een doseerunit en een niveaumeter. Aangezien de kosten van dergelijke apparatuur voornamelijk door de automatiseringssystemen worden bepaald, zullen de kosten van proces- en instrumentatie-apparatuur niet sterk toenemen bij een vergroting van het debiet of de vracht. Leidingwerk binnen de installatie Het leidingwerk binnen de installatie omvat alle leidingen tussen de verschillende onderdelen binnen de afvalwaterzuiveringsinstallatie. Het leidingwerk is debietafhankelijk en zal vrijwel lineair stijgen bij een vergroting van het debiet. Ontwateringsapparatuur De ontwateringsapparatuur is de apparatuur die het ontstane slib ontwatert t o t een droge stofgehalte zodat het verwerkt, afgevoerd en/of hergebruikt kan worden. De kosten van de ontwateringsapparatuur zijn afhankelijk van de vracht. Naarmate de vracht stijgt zal de aangevoerde slibhoeveelheid stijgen en daarmede de kosten voor ontwateringsapparatuur. De kosten voor ontwateringsapparatuur lopen nietlineair op met de vracht. De kosten nemen trapsgewijs toe omdat de ontwateringsapparatuur met vaste verwerkingscapaciteiten wordt geproduceerd. Doseerapparatuur Met doseerapparatuur worden bepaalde chemicalien aan het proces toegevoegd. Hieronder vallen onder andere doseerpompen en chemicalientanks. De kosten van doseerapparatuur zijn concentratie of vrachtafhankelijk. De stijging van de kosten zal zowel voor de doseerpompen als de chemicalientanks trapsgewijs zijn omdat zij beiden met vaste capaciteiten geproduceerd worden. Utilities Utilities zijn voorzieningen die op de locatie aanwezig dienen te zijn, maar geen onderdeel van de zuiveringsinstallatie uitmaken. Voorbeelden van utilities zijn perslucht, takel, bordes, veiligheidsvoorzieningen en ventilatie. De kosten van de verschillende voorzieningen lopen niet alle gelijk op bij vergroting van het debiet of een concentratieverhoging. De kosten van een bordes zijn afhankelijk van de grootte van de opslagvaten en de ontwateringsunit die weer - 10-
oplopen bij een verhoging van het debiet, de concentratie en de vracht. De kosten van algemene veiligheidsvoorzieningen, zoals een oogdouche en een nooddouche, zullen niet oplopen bij vergroting van de installatie. Montage De montage van een zuiveringsinstallatie wordt debietafhankelijk gesteld. Bij een gelijkblijvende systeemopzet van de zuiveringsinstallatie stijgen de kosten lineair met het debiet. Indien de systeemopzet sterk wijzigt, zullen de kosten van montage afwijkend stijgen. Bouwkundige kosten Fundering Voor de fundering zijn de kostenfuncties van een drietal situaties opgenomen, aangezien fundering afhankelijk is van de plaatselijke ondergrond: - normale ondergrond: fundering op staal; - slechte ondergrond: op palen van 10 meter gefundeerd; - zeer slechte ondergrond: op palen van 25 meter gefundeerd. Gebouw De kosten van het gebouw zijn afhankelijk van het ruimtebeslag van de zuiveringsinstallatie. In de kosten voor het gebouw zijn inclusief standaard utilities zoals algemene veiligheidsvoorzieningen, ventilatie en verlichting. Opslagkosten investeringen Over de kale investeringskosten worden opslagkosten berekend. De opslagkosten worden onderverdeeld in advieskosten, bouwrente en onvoorzien. Advieskosten De advieskosten bestaan ondermeer uit ontwerp, begeleiding bouw, opstart en garantiemetingen. Op basis van ervaringscijfers wordt een vast percentage van de kale investeringskosten gehanteerd van 1 5 % . Bouwrente Bouwrente is de rente welke tijdens de bouw betaald moet worden terwijl de installatie nog niet in bedrijf is. Deze kosten zijn in het kostenmodel gesteld op 2 % van de kale investeringskosten (uitgegaan is van 4 maanden bouwtijd). Onvoorzien De post onvoorzien is in het kostenmodel opgenomen om onvoorziene omstandigheden op te vangen. Hiervoor is uitgegaan van een percentage van 1 0 % van de kale investeringskosten. 3.3
Jaarlijkse kosten De jaarlijkse kosten zijn opgebouwd uit de kapitaalslasten, exploitatiekosten en besparingen. Genoemde onderdelen worden hierna behandeld.
- 11 -
Kapitaalslasten Kapitaalslasten zijn jaarlijkse lasten, opgebouwd uit afschrijving op investeringen plus opslagkosten en te betalen rente. De afschrijving is op basis van annui'teit of lineair; Exploitatiekosten De exploitatiekosten zijn de kosten voor het bedrijven van de zuiveringsinstallatie. De percentages die bij de verschillende onderdelen genoemd worden zijn percentages per jaar bedrijfsvoering. De exploitatiekosten zijn opgebouwd uit: - onderhoud; - chemicalien; - personeelskosten; - afvoer vast afval; - energie. Onderhoud De onderhoudskosten worden recht evenredig gesteld met de investeringen inclusief de opslagkosten. Chemicalien De kosten van chemicalien zijn afhankelijk van de concentratie en/of vracht en zullen lineair oplopen bij vergroting van de vracht en/of concentratie. Personeelskosten Afhankelijk van de automatiseringsgraad en complexiteit van de zuiveringsinstallatie zullen er mensen aanwezig moeten zijn om de installatie te laten functioneren. De personeelskosten zijn met name vrachtafhankelijk en in geringe mate debiet afhankelijk, aangezien de slibverwerking het meest arbeidsintensief is. Afvoer afval Het vrijkomend afval bij coagulatie en flocculatie wordt geclassificeerd als chemisch afval. De hoeveelheid afval is recht evenredig met de vracht aan coaguleerbare stoffen. De afvalkosten worden berekend inclusief transport vanuit "midden Nederland". Energie De energie is recht evenredig met het debiet van de zuiveringsinstallatie. Lozingsheffing De heffing die betaald moet worden voor lozing van het gezuiverde afvalwater is afhankelijk van de effluentconcentratie. De heffing wordt berekend op basis van het chemisch zuurstofverbruik (CZV), het stikstofgehalte (N-Kj) en het gehalte aan zware metalen. De kosten van de heffing kunnen worden berekend voor lozing op zoet rijkswater (rijksheffing) en riolering (regionale heffing). Besparingen Besparingen komen uit "good houskeeping" en hergebruik van de vrijkomende stoffen. Doordat er kosten worden gemaakt voor het zuiveren van afvalwater zal door "good houskeeping" worden getracht de kwantiteit en de kwaliteit van het - 12-
afvalwater te minimaliseren. De besparingen die hieruit voortvloeien, zoals vermindering gebruik grond- en hulpstoffen, zijn afhankelijk per type industrie en bedrijf. Het hergebruik van vrijkomende stoffen, ondermeer het effluent, is tevens afhankelijk van het type industrie en bedrijf. Besparingen door "good houskeeping" en uit hergebruik van vrijkomende stoffen moet derhalve per individuele situatie bekeken worden en worden in het model niet meegenomen. 3.4
Modelvariabelen Het Model Kosten Saneringstechnieken, is een rekenkundig hulpmiddel, dat is gemaakt in het programma Quattro Pro®, versie 4.0. Model Kosten Saneringstechnieken is opgebouwd uit gekoppelde spreadsheets. Er is gekozen voor spreadsheets, omdat dit de beste garantie voor een maximale f lexibiliteit is. De parameters zijn eenvoudig te wijzigen. Tevens is sprake van overzichtelijkheid doordat de invloed van wijzigingen goed kan worden gevolgd. De belangrijkste modelvariabelen zijn in de volgende tabel weergegeven. j
i_^_: Variabele [dimensie] Q B. V WD
wu DIVOH DNHC
DCF flC13 DCF^H DCF^
Omschrijving
[m 3 /uur] [uur) [dagen] Idagenl [uren] lg/m 3 l [g/m 3 ] [g/m 3 ] lg/m 3 ) [g/m 3 ]
debiet algemene buffering voorraad chemicalien opslag Bedrijfsdagen per jaar Bedrijfsuren per dag NaOH-dosering voor neutralisering HCL-dosering voor neutralisatie FeCI3-dosering voor coagulatie/flocculatie NaOH-dosering voor coagulatie/flocculatie Polymeer dosering voor coagulatie/flocculatie
Geldigheidsgebied 10-100 0-24 0-21 1-365 8-24 0-200 0-200 100-200 10-100 1-5
Default
. 2 7 365 24 100 100 200 50 4
- 13-
4.
KOSTENBEREKENING
In dit hoofdstuk worden kostenfuncties in relatie tot de systeemvariabelen en dimensioneringsvariabelen weergegeven voor de investeringskosten en de jaarlijkse kosten in paragraaf 4.1 en 4.2. In paragraaf 4.3 worden de toegepaste variabelen gepresenteerd. Tenslotte worden in paragraaf 4.4 enkele resultaten van berekeningen met het kostenmodel weergegeven. 4.1
Investeringskosten
4.1.1
Coagulatie/flocculatie Influentbuffer
Systeemvariabelen: - afscheidingstechniek indien als afscheidingstechniek ultrafiltratie of zandfiltratie wordt toegepast, dient bij de dimensionering van de influentbuffer het vrijkomend spoelwater ten gevolge van ultrafiltratie en 2andflitratie te worden meegenomen. Dimensioneringsvariabelen: - debiet Q - spoelwaterzandfilter - spoelwater ultra/micro filtratie V um( - buffering in verband met pieklozing BP - buffering algemeen
B.
[m3/uur] [m3] (indien niet aanwezig 0) [m3] (indien niet aanwezig 0) [m3] [uur]
Kostenfuncties en procesonderdelen: - pompbuffer Uitgaande van: (1) een benodigd volume van 1/5 x Q voor de minimale looptijd van de pomp; (2) spoelwatervolume van het zandfilter (V„) van 1/2 x Q; (3) spoelwatervolume van het ultra/microfiltratie (V^,) van 1 x Q; (4) algemene buffering Bp voor kleine storingen en debietverschillen van 2 uur = 2xQ; (5) kosten voor een buffer van staal geemailleerd van f 1 0 0 0 , - t o t f 500,--per m 3 , afhankelijk van de bufferinhoud; bedraagt de inhoud van de influentbuffer: Vlb = ((1/5 + (1/2 of 0) + (1 of 0) + 2) x Q) en de kosten zijn afhankelijk van de inhoud van de influentbuffer Vto. Dit is in de volgende tabel weergegeven. I V„ [m3]
prijs If]
J 1-10
1000,-
10-25
900,-
25-50
750,-
>50
500,-
- 14-
vuilwaterdompelpomp in tweevoud De kosten van de vuilwaterpompen zijn afhankelijk van het debiet. Dit is in de volgende tabel weergegeven. Q [m 3 /uur]
vermogen [kW]
prijs If]
10-40
0,8
2 x 6.100,-
40-60
1,0
2 x 8.150,-
60-80
1,4
2 x 10.200,-
80-100
1,6
2 x 12.250,-
5 x f 300,4 x f 400,2x f 350,-
- niveaumeting - kogelkranen - kogelterugslagklep Neutralisatietank
Systeemvariabelen: - pH Indien de pH van het afvalwater buiten de grenzen van het werkingsgebied van de coagulant ligt, is een neutralisatiestap noodzakelijk. Voor Fe 3+ is het optimale pH-gebied hoger dan 5. Dimensioneringsvariabelen: - debiet
Q
[m 3 /uur]
Kostenfuncties en procesonderdelen: - neutralisatietank Uitgaande v a n : (1) een verblijftijd van 20 minuten; (2) kosten voor een neutralisatietank van GlasvezelVersterktKunstof (GVK) van f 2 0 0 0 , - - t o t f 1000,--per m 3 , afhankelijk van de tankinhoud; bedraagt de inhoud van de neutarlisatietank V nl = Q/3 en de kosten zijn afhankelijk van de inhoud van de neutralisatietank V nt . Dit is in de volgende tabel weergegeven. V„, [m 3 ]
prijs If]
1-10
2000,-
10-25
1800,-
25-50
1500,--
>50
1000,--
menger Uitgaande van: (1) een volume van de neutralisatietank van 1 / 3 x Q ; (2) kosten voor een snelle menger (1.500 rpm) van f 5 0 0 , - t o t f 400,--per m 3 .
- 15-
afhankelijk van de tankinhoud van de neutralisatietank; (3) inhoud van de neutarlisatietank van Vm = Q/3; de kosten voor de snelle menger zijn afhankelijk van de inhoud van de neutralisatietank V nl . Dit is in de volgende tabel weergegeven. V„, [m 3 ]
prijs If]
1-10
500,-
10-25
480,-
25-50
450,-
>50
400,-
- pH-meting + regeling - niveaubeveiliging
f 10.200,f 300,-
Doseerinstallatie natronloog 33% Systeemvariabelen: - pH Indien de pH van het afvalwater buiten de grenzen van het werkingsgebied van de coagulant ligt, is een neutralisatiestap noodzakelijk. Dimensioneringsvariabelen: - debiet - voorraad - NaOH-dosering
Q V DN^OH
[m3/uur] [dagen] [g/m3]
Kostenfunctie en procesonderdelen: - voorraadtank (inclusief calamiteitenbak) Uitgaande van: (1) een dosering voor pH-correctie DNNa0H van 100 g/m 3 ; (2) een soortelijk gewicht voor NaOH 33% van 1,36 kg/I; (3) een voorraad V van 7 dagen; (4) kosten voor een opslagtank (dubbelwandig) van GlasvezelVersterktKunstof (GVK) van f 4000,--tot f 2000,-per m3, afhankelijk van de tankinhoud; bedraagt de inhoud van de opslagtank: Vot = (0,1/1,36/1000) x Q x 24 x 7 x (met minimum van 1 m3) en de kosten zijn afhankelijk van de inhoud van de opslagtank Vot. Dit is in de volgende tabel weergegeven. V0, [m 3 ]
prijs If]
1-10
4000,-
10-25
3600.-
25-50
3000,-
>50
2000.-
membraandoseerpomp 0-20 l/uur in tweevoud kogelkranen
2xf 2750,3 x r 75,- 16-
1 x f 65,1 x f 250,-
- terugslagklep - laagniveaumeting 2 0 % Doseerinstallatie HCL 3 0 %
Systeemvariabelen: - Ph Indien de pH van het afvalwater buiten de grenzen van het werkingsgebied van de coagulant ligt, is een neutralisatiestap noodzakelijk. Dimensioneringsvariabelen: - debiet Q [m3/uur] - voorraad V [dagen] - HCL-dosering [g/m 3 ] DN HCL Kostenfunctie en procesonderdelen: - voorraadtank (inclusief calamiteitenbak) Uitgaande van: (1) een dosering voor pH-correctie DN HCL van 100 g/m 3 ; (2) een soortelijk gewicht voor HCL 3 0 % van 1,16 kg/I; (3) een voorraad V van 7 dagen; (4) kosten voor een opslagtank (dubbelwandig) van GlasvezelVersterktKunstof (GVK) van f 4 0 0 0 , - t o t f 2 0 0 0 , - per m 3 , afhankelijk van de tankinhoud; bedraagt de inhoud van de opslagtank: V 0I = ( 0 , 1 / 1 , 1 6 / 1 0 0 0 ) x Q x 24 x 7 x (met minimum van 1 m3) en de kosten zijn afhankelijk van de inhoud van de opslagtank V ot . Dit is in de volgende tabel weergegeven.
-
V „ [m 3 ]
prijs If]
1-10
4000,--
10-25
3600,-
25-50
3000,--
>50
2000,-
membraandoseerpomp 0-20 l/uur in tweevoud kogelkranen terugslagklep laagniveaumeting 2 0 %
2xf 2750,3 x f 75,1 x f 65,1 x f 250,-
Opvoerinstallatie Dimensioneringsvariabelen: - debiet Kostenfunctie en - opvoerpomp in De kosten van volgende tabel
Q
[m 3 /uur]
procesonderdelen: tweevoud de opvoerpompen zijn afhankelijk van het debiet. Dit is in de weergegeven.
- 17-
Q [m 3 /uur]
vermogen [kW]
10-30
0,5
2 x 4.100,-
30-60
0,8
2 x 4.600,-
60-100
1.0
2 x 5.100,--
prijs If]
- kogelkranen - terugslagklep - niveaumeting
4 x f 400,2 x f 350,Axf 300,-
Mengbuis Dimensioneringsvariabelen: - debiet
Q
[m3/uur]
Kostenfunctie en procesonderdelen: - reactiebuis Uitgaande van: (1) een verblijftijd van 20 seconden; (2) kosten voor een PE mengbuis van f 20.500,-per m 3 ; bedragende kosten voor de mengbuis: (Q/180)x f 20.000,-. - statische menger - niveaumeting
1 x f 3.100,2xf 300,-
Doseerinstallatie coagulant FeCI3 Dimensioneringsvariabelen: - debiet - voorraad - FeCI 3 -dosering
Q V DFC^,3
[m 3 /uur] [dagen] [ 9/m 3 ]
Kostenfunctie en procesonderdelen: - voorraadtank (inclusief calamiteitenbak en vorstbeveiliging) Uitgaande van: (1) een maximale dosering DFCFeC|3 van 200 g/m 3 Fe 3+ ; (2) een 41 % oplossing; (3) een soortelijk gewicht voor FeCI3 41 % van 1,4 kg/I; (4) een Fe fractie van 56/161; (5) voorraad V van 7 dagen; (6) kosten voor een dubbelwandige opslagtank (staal) van / 2 0 0 0 , - tot f 1000,-per m 3 , afhankelijk van de tankinhoud; bedraagt de inhoud van de opslagtank: Vot = (((200/1000) x Q)/(0,41 x (56/161) x 1,4))/1000) x 24 x 7 (met minimum van 1 m3) en de kosten zijn afhankelijk van de inhoud van de opslagtank Vot. Dit is in de volgende tabel weergegeven.
- 18-
Vc, [m 3 ]
prijs If]
1-10
2000,--
10-25
1800.--
25-50
1500,-
>50
1000,-
doseerpomp Uitgaande van: (1) een maximale dosering DFCFeCi3 v a n 200 mg/l Fe 3+ ; (2) een 41 % oplossing; (3) een soortelijk gewicht voor FeCI3 41 % van 1,4 kg/I; (4) een Fe fractie van 56/161; bedraagt de capaciteit van de doseerpomp Cdp: C^ = (((200/1000) xQ)/(0,41 x(56/161)x 1,4)) liter per uur. Kosten voor de doseerpomp (in tweevoud) zijn afhankelijk van Cdp. Dit is in de volgende tabel weergegeven. [ Cfc [l/uurl
prijs If]
0-100
2 x 2.750,-
0-200
2 x 4.600,--
- kogelkranen - terugslagklep - laagniveaumeting 20%
3 x / 75,1 x f 65,1 x f 250,-
Doseerinstallatie natronloog 33% Systeem variabelen - Indien een neutralisatieunit aanwezig is wordt de voorraadtank met laagniveaumeting niet opgenomen in de doseerinstallatie natronloog voor de coagulatie/flocculatie. Dimensioneringsvariabelen: - debiet - voorraad - NaOH-dosering
Q V OCF^QH
[m 3 /uur] [dagen] [g/m 3 ]
Kostenfunctie en procesonderdelen: - voorraadtank (inclusief calamiteitenbak) Uitgaande van: (1) een loogdosering DCFNa0H van 50 g/m 3 ; (2) een soortelijk gewicht voor NaOH 33% van 1,36 kg/I; (3) een voorraad V van 7 dagen; (4) kosten voor een opslagtank (dubbelwandig) van GlasvezelVersterktKunstof (GVK) van f 4 0 0 0 , - tot f 2 0 0 0 , - per m3, afhankelijk van de tankinhoud; bedraagt de inhoud van de opslagtank: - 19-
V„ = (0,05/1,36/1000) x Q x 24 x 7 x (met minimum van 1 m3) en de kosten zijn afhankelijk van de inhoud van de opslagtank Vot. Dit is in de volgende tabel weergegeven.
-
V0, [m 3 ]
prijs [r*l
1-10
4000,-
10-25
3600,--
25-50
3000,--
>50
2000,--
membraandoseerpomp 0-20 l/uur in tweevoud kogelkranen terugslagklep laagniveaumeting 20%
2 x f 2750,3 x f 75,1 x f 65,-
1 x f 250,-
Doseerinstallatie polymeer Dimensioneringsvariabelen: - debiet - polymeerdosering
Q DCF,poly
[m3/uur] [g/m3]
Kostenfunctie en procesonderdelen: - aanmaakeenheid Uitgaande van: (1) maximale dosering D C F ^ van 4 mg/l (4 g/m3); (2) dosering met 1 promille polyelectroliet (1 g/l); bedraagt de aanmaakcapaciteit: CpE = 4 x 1 x Q liter polyelectroliet per uur. Kosten voor de polyelectrolietaanmaakeenheid, inclusief voorraad van 1 m 3 met calamiteitenbak, zijn afhankelijk van C^. Dit is in de volgende tabel weergegeven. Cn [l/uur]
prijs [f]
40-100
17.000,--
100-200
22.000,--
200-400
27.000,--
- doseerpomp Uitgaande van: (1) en maximale dosering D C F ^ van 4 mg/l; (2) dosering met 1 promille polyelectroliet; bedraagt de capaciteit van de doseerpomp: Cdp = 4 x 1 x Q liter per uur. Kosten voor de doseerpomp (in tweevoud) zijn afhankelijk van C^. Dit is in de volgende tabel weergegeven.
-20-
C * [l/uur]
prijs if]
0-100
2 x 2.750,-
0-200
2 x 4.600,-
0-400
2 x 6.600,-
- kogelkranen - terugslagklep - laagniveaumeting 20%
3 x f 75,1 x f 65,1 x f 250,-
Flocculatietank Dimensioneringsvariabelen: - debiet
Q
[m3/uur]
Kostenfunctie en procesonderdelen: - flocculatietank Uitgaande van: (1) een verblijftijd van 12 minuten; (2) kosten voor een GVK tank van f 2.000,- per m 3 ; bedragende kosten voor de neutralisatietank: (Q/5) x f 2.000,-. - menger Uitgaande van: (1) een volume van de neutralisatietank van 1 / 5 x Q ; (2) kosten langzame menger (500 rpm) van f 3 5 0 , - per m 3 tankinhoud; bedragen de kosten voor de menger: (Q/5) x f 3 5 0 , - . - niveaumeting 2x f 3 0 0 , Effluentbuffer Dimensioneringsgrondslagen: - spoelwaterzandfilter - spoelwater ultra/micro filtratie
V2l [m3] (indien niet aanwezig 0) N/umi [m3] (indien niet aanwezig 0)
Kostenfuncties en procesonderdelen: - effluentbuffer Uitgaande van: (1) spoelwatervolume van het zandfilter (V„) van 1/2 x Q; (2) spoelwatervolume van het ultra/microfiltratie (V^,) van 1 x Q; (3) kosten voor een buffer van geemailleerd staal van f 1000 tot f 5 0 0 , - per m3, afhankelijk van de bufferinhoud; bedraagt de inhoud van de effluentbuffer: V.,, = ((1/5 + (1/2 of 0) + (1 of 0) x Q) De kosten zijn afhankelijk van de inhoud van de inffluentbuffer Ve(. Dit is in de volgende tabel weergegeven.
- 21 -
V.. [m3l
prijs If]
1-10
1000,-
10-25
900,--
25-50
750,--
>50
500,-
- niveaumeting ten behoeve van spoelpomp
Axf
300,-
Monstername Kostenfunctie en procesonderdelen: - flowmeter - bemonsteringsapparatuur • kogelkranen
1 x f 4.600,1 x f 5.100,4 x / 400,-
Elektrotechnisch Kostenfunctie en procesonderdelen: - PLC - software - schakelkast - bekabeling - recorder
1 x f 4.100,1 x f 2.050,1 x f 15.300,1 x f 3.050,1 x f 6.150,-
Bouwkundig Dimensioneringsvariabelen - debiet - kwaliteit ondergrond
[m3/uur]
Kostenfunctie en onderdelen: - fundering Uitgaande van: (1) een basis oppervlak van 50 m2 voor bediening en opslag; (2) een benodigd oppervlak van 1 m2 per m3 debiet voor de apparatuur; (3) basiskosten per m 2 van f 5 0 0 , - ; (4) toeslagkosten per m 2 voor onderheien bij: * normale ondergrond van f 0 , - ; * slechte ondergrond van f 2 5 0 , - ; * zeer slechte ondergrond van f 500,--; bedragen de kosten voor de fundering: (50 + Q) x (f 5 0 0 , - + toeslagkosten). - gebouw Uitgaande van: (1) een basis oppervlak van 50 m2 voor bediening en opslag; (2) een benodigd oppervlak van 1 m2 per m 3 debiet voor de apparatuur; (3) kosten per m 2 van f 1.500,-; bedragen de kosten (inclusief standaard utilities) voor het gebouw: (50 + Q)x f 1.500,-. -22-
Leidingwerk Dimensioneringsvariabelen: - debiet
[m 3 /uur]
Kostenfunctie: De kosten voor leidingwerk, inclusief niet genoemde armaturen, worden berekend op basis van een percentage van de investeringskosten voor de apparatuur voor de coagulatie en flocculatie. Dit is in onderstaande tabel aangegeven. Q (m 3 /uur|
kosten [% investering apparatuur]
10-25
10
25-50
9
50-100
8
Montage Kostenfunctie: De montagekosten worden berekend op basis van 5% van de investeringskosten voor de apparatuur van coagulatie en flocculatie. 4.1.2
Lamellenafscheider Lamellenafscheider Dimensioneringsvariabelen: - debiet - FeCI 3 -dosering
Q DCF^a,
[m 3 /uur] [g/m 3 ]
Kostenfunktie en procesonderdelen: - plaatbezinker De kosten van de lamellenafscheider zijn afhankelijk van het debiet. Dit is in de volgende tabel weergegeven. Q [m 3 /uur]
prijs If]
10-15
46.000,--
15-25
61.500,-
25-50
87.000,-
50-100
123.000,-
- dunslibpomp Uitgaande van: (1) een Fe-dosering DCFF(^I3 van 2 0 0 mg/l; (2) 1 kg Fe vormt circa 2 kg drogestof Fe(OH) 3 slib; (3) slibvolume bij 2 0 0 mg/l Fe-dosering van 0,1 m 3 /m 3 (1 % d.s.); bedraagt de capaciteit van de dunslibpomp: C ^ = (200/1000) x Q x 2 x 0,1 m 3 /uur. -23-
De kosten van de dunslibpomp (in tweevoud) zijn afhankelijk van C ^ . Dit is in de volgende tabel weergegeven. C ^ [m 3 /uur]
vermogen [kW]
prijs I f ]
0-2
0,6
2 x 3.100,-
2-4
0,8
2 x 3.600,-
4-6
1.2
2 x 4.100,--
- vacuumbeveiliging - kogelkranen - terugslagklep
2xf 150,4 x f 300,2xf 300,-
Dunslibtank Dimensioneringsvariabelen: - debiet - FeCI 3 -dosering
Q [m 3 /uur] DCF W 1 3 [g/m 3 ]
Kostenfunctie en procesonderdelen: - dunslibtank Uitgaande van: (1) een Fe-dosering D C F ^ o van 2 0 0 mg/l (2) 1 kg Fe vormt circa 2 kg drogestof Fe(OH) 3 slib; (3) slibvolume bij 2 0 0 mg/l Fe-dosering van 0,1 m 3 /m 3 ; (4) een buffercapaciteit van 2 uur; (5) kosten voor een slibbuffer van GlasvezelVersterktKunstof (GVK) van f 2 0 0 0 , - t o t f 1 0 0 0 , - per m 3 , afhankelijk van de inhoud; bedraagt de inhoud van de slibbuffer: V * = ( 2 0 0 / 1 0 0 0 ) x Q x 2 x 0,1 x 2 (met minimum van 1 m 3 ) en de kosten zijn afhankelijk van de inhoud van de slibbuffer V ^ . Dit is in de volgende tabel weergegeven.
-
V r t [m 3 ]
prijs If]
1-10
2000,--
10-25
1800,-
25-50
1500,--
>50
1000,--
4 x f 300,-
niveaumeting
Filterpers Dimensioneringsvariabelen: - debiet - FeCI 3 -dosering
Q DCF^3
[m 3 /uur] [g/m 3 ]
-24-
Kostenfunctie en procesonderdelen: - slibpomp Uitgaande van: (1) een Fe-dosering DFCFeCI3 van 200 mg/l; (2) 1 kg Fe vormt circa 2 kg drogestof Fe(OH) 3 slib; (3) slibvolume bij 2 0 0 mg/l Fe-dosering van 0,1 m 3 /m 3 ; bedraagt de capaciteit van de slibpomp: Csp = (200/1000) x Q x 2 x 0,1 m 3 /uur. De kosten van de slibpomp (in tweevoud) zijn afhankelijk van Csp. Dit is in de volgende tabel weergegeven. Q [m 3 /uur]
-
vermogen [kW]
prijs If]
0-2
2,2
2 x 9.200,-
2-4
3,2
2x11.200,--
4-6
4,2
2 x 13.250,-
drukvat 1 x f 4.000,vacuiimbeveiliging 1 x f 150,drukbeveiliging 1 x f 150,kogelkranen 2 x f 300,terugslagklep 1 x f 300,filterpers Uitgaande v a n : (1) een Fe-dosering van 200 mg/l; (2) 1 kg Fe vormt circa 2 kg drogestof Fe(OH) 3 slib; (3) een drogestofgehalte van de filterkoek van 3 0 % ; (4) een soortelijk gewicht van slib 3 0 % drogestof van 1,3 kg/I; (5) een standtijd van de filterpers van tenminste 8 uur; bedraagt de benodigde slibinhoud van de filterpers: Vpe* = ( ( ( 3 0 0 / 1 0 0 0 ) x Q x 2 ) / 0 , 3 / 1 , 3 ) x 8 . De kosten van de filterpers zijn afhankelijk van de V ^ . Dit is in de volgende tabel weergegeven. V
w
prijs If]
[liter]
tot 300
62.000,-
300-600
83.000,-
600-1200
105.000,--
1200-1500
117.000,-
Bouwkundig Dimensioneringsvariabelen - debiet - kwaliteit ondergrond
Q
[m 3 /uur]
-25-
Kostenfunctie en onderdelen: - fundering Uitgaande van: (1) een benodigd oppervlak van 0,3 m 2 per m 3 debiet voor de apparatuur; (2) basiskosten per m 2 van / 5 0 0 , - ; (3) toeslagkosten per m 2 voor onderheien bij: * normale ondergrond van / 0,~; * slechte ondergrond van f 250,--; * zeer slechte ondergrond van / 5 0 0 , - ; bedragen de kosten voor de fundering: 0,3 x Q x (f 5 0 0 , - + toeslagkosten). - gebouw Uitgaande van: (1) een benodigd oppervlak van 0,3 m 2 per m 3 debiet voor de apparatuur; (2) kosten per m 2 van f 1 . 5 0 0 , - ; bedragen de kosten (inclusief standaard utilities) voor het gebouw: 0 , 3 x Q x f 1.500,-. Leidingwerk Dimensioneringsvariabelen: - debiet
[m 3 /uur]
Kostenfunctie: De kosten voor leidingwerk, inclusief niet genoemde armaturen, worden berekend op basis van een percentage van de investeringskosten voor de apparatuur voor de lamellenafscheider. De kosten van leidingwerk zijn afhankelijk van het debiet. Dit is in de volgende tabel weergegeven. [~Q [m 3 /uur]
kosten [% investering apparatuur]
I 10-25
10
25-50
9
50-100
8
Montage Kostenfunctie: De montagekosten worden berekend op basis van 5 % van de investeringskosten voor de apparatuur van de lamellenafscheider. 4.1.3
Dissolved Air Flotation Flotatie-unit Dimensioneringsvariabelen: - debiet - FeCI 3 -dosering
Q DCFFeCI3
[m 3 /uur] [g/m 3 ]
- 26-
Kostenfuntie en procesonderdelen: - flotatietank De kosten van de flotatietank inclusief "air dissolving tubes" en hogedrukpomp zijn afhankelijk van het debiet. Dit is in de volgende tabel weergegeven. Q [m 3 /uur]
prijs [r"l
10-25
143.000,--
25-50
163.500,--
50-75
199.000,--
75-100
250.000,--
luchtvoorziening compressor 16 l/s 7,5 kW I x f 15.000,-dunslibpomp Uitgaande van: (1) een Fe-dosering DCF Fea3 van 200 mg/l; (2) 1 kg Fe vormt circa 2 kg drogestof Fe(OH)3 slib; (3) een slibvolume van 0 , 0 3 3 m 3 /m 3 ( 3 % d.s.); bedraagt de capaciteit van de dunslibpomp: C ^ = (200/1000) x Q x 2 x 0 , 0 3 3 m 3 /uur. De kosten van de dunslibpomp zijn afhankelijk van C,^. Dit is in de volgende tabel weergegeven. CaK [m 3 /uur] 0-2
vermogen [kW]
prijs [ / ]
0,6
2 x 3.000,-
2x f 150,4 x f 300,2x f 300,-
vacuumbeveiliging kogelkranen terugslagklep Dunslibtank Dimensioneringsvariabelen: - debiet - FeCI 3 -dosering
Q DFC F
B CI3
[m 3 /uur] [g/m 3 ]
Kostenfunctie en procesonderdelen: - dunslibtank Uitgaande van: (1) een Fe-dosering DFCFeCI3 van 200 mg/l; (2) 1 kg Fe vormt circa 2 kg drogestof Fe(OH) 3 slib; (3) slibvolume 0 , 0 3 3 m 3 /m 3 ; (4) een buffercapaciteit van 2 uur; (5) kosten voor een slibbuffer van GlasvezelVersterktKunstof (GVK) van f 2000 3 r -airtafiktel]fJ0yerpde inhoud; bedraagt de inhoud van de slibbuffer: V r t = (200/1000) x Q x 2 x 0 , 0 3 3 x 2 (met minimum van 1 m3) en de kosten zijn afhankelijk van de inhoud van de slibbuffer V, b . Dit is in de
- 27-
volgende tabel weergegeven. | V r t [m 3 ]
prijs If]
1 1-10
2000,--
10-25
1800,--
25-50
1500,-
I >50
1000,--
Ax f 3 0 0 , -
- niveaumeting Filterpers Dimensioneringsvariabelen: - debiet - FeCI3-dosering
Q DFCFeCI3
[m3/uur] [g/m3]
Kostenfunctie en procesonderdelen: - slibpomp Uitgaande van: (1) een Fe-dosering DFCFeCI3 van 200 mg/l; (2) 1 kg Fe vormt circa 2 kg drogestof Fe(0H)3 slib; (3) slibvolume bij 200 mg/l Fe-dosering van 0,1 m 3 /m 3 ; bedraagt de capaciteit van de slibpomp: C,,, = (200/1000) x Q x 2 x 0,1 m3/uur. De kosten van de slibpomp in tweevoud zijn afhankelijk van C w . Dit is in de volgende tabel weergegeven. Q [m 3 /uur]
vermogen [kW]
prijs Ir*]
0-2
2,2
2 x 9.200,-
2-4
3,2
2x11.200,--
4-6
4,2
2 x 13.250,--
drukvat 1 x f 4.000,vacuumbeveiliging 1 x f 150,drukbeveiliging 1 x f 150,kogelkranen 2xf 300,terugslagklep 1 x f 300,filterpers Uitgaande van: (1) een Fe-dosering DFCFeCI3 van 200 mg/l; (2) 1 kg Fe vormt circa 2 kg drogestof Fe(OH)3 slib; (3) een drogestofgehalte van de filterkoek van 30%; (4) een soortelijk gewicht van slib 30% drogestof van 1,3 kg/I; (5) een standtijd van de filterpersvan tenminste 8 uur; bedraagt de benodigde slibinhoud van de filterpers: Vp,™ = (((300/1000)xQx 21/0,3/1,31x8. -28-
De kosten van de filterpers zijn afhankelijk van de V ^ . Dit is in de volgende tabel weergegeven. V
w
[liter]
prijs [f]
tot 300
62.000,--
300-600
83.000,--
600-1200
105.000,--
1200-1500
117.000,-
Elektrotechnisch Kostenfunctie en procesonderdelen: - PLC - software - schakelkast - bekabeling
1 x f 500,1 x f 400,1x/1.000,1 x f 200,-
Bouwkundig Dimensioneringsvariabelen - debiet - kwaliteit ondergrond
Q
[m 3 /uur]
Kostenfunctie en onderdelen: - fundering Uitgaande van: (1) een benodigd oppervlak van 0,6 m 2 per m 3 debiet voor de apparatuur; (2) basiskosten per m 2 van f 5 0 0 , - ; (3) toeslagkosten per m 2 voor onderheien bij: * normale ondergrond van / 0,~; * slechte ondergrond van f 2 5 0 , - ; * zeer slechte ondergrond van f 500,--; bedragen de kosten voor de fundering: 0,6 x Q x (f 5 0 0 , - + toeslagkosten). - gebouw Uitgaande van: (1) een benodigd oppervlak van 0,6 m 2 per m 3 debiet voor de apparatuur; (2) kosten per m 2 van f 1 . 5 0 0 , - ; bedragen de kosten (inclusief standaard utilities) voor het gebouw: 0 , 6 x Q x f 1.500,-. Leidingwerk Dimensioneringsvariabelen: - debiet
[m 3 /uur]
Kostenfunctie: De kosten voor leidingwerk, inclusief niet genoemde armaturen, worden berekend op basis van een percentage van de investeringskosten voor de apparatuur voor - 29-
de dissolved air flotation. De kosten van leidingwerk zijn afhankelijk van het debiet. Dit is in de volgende tabel weergegeven. 0. [m 3 /uur]
kosten [% investering apparatuur]
10-25
10
25-50
9
50-100
8
Montage Kostenfunctie: De montagekosten worden berekend op basis van 5 % van de investeringskosten voor de apparatuur van dissolved air flotation. 4.1.4
Zandfiltratie Opvoerinstallatie Dimensioneringsvariabelen: - debiet
Q
[m 3 /uur]
Kostenfunctie en procesonderdelen: - opvoerpomp in tweevoud De kosten van de opvoerpompen (in tweevoud) zijn afhankelijk van het debiet. Dit is in de volgende tabel weergegeven.
-
Q [m 3 /uur]
vermogen [kW]
10-30
0,5
2 x 4.100,--
30-60
0,8
2 x 4.600,--
60-100
1,0
2 x 5.100,-
prijs If]
kogelkranen terugslagklep niveaumeting
4 x f 400,2xf 350,4 x f 300,-
Zandfilter Dimensioneringsvariabelen: - debiet
Q
[m 3 /uur]
Kostenfunctie en procesonderdelen: - tweetraps zandfilters De kosten voor het tweetraps zandfilter zijn afhankelijk van het debiet weergegeven in de volgende tabel.
-30-
Q [m 3 /uur]
prijs If]
10-25
2 x 17.400,-
25-50
2 x 22.500,--
50-75
2 x 35.700,--
75-100
2 x 52.000,-
reduceerafsluiter 2 x f 350,drukverschilmeting 2x f 6.000,-afsluiters 10 x / 5 0 0 , - spoelpomp 2 0 m w k De kosten van de spoelpompen zijn afhankelijk van het debiet. Dit is in de volgende tabel weergegeven. 0. [m 3 /uur]
vermogen [kW]
prijs If]
10-25
0,75
5.100, -
25-50
1,20
5.600,--
50-75
1,50
6.100,--
75-100
1,90
6.600,--
- kogelkranen - terugslagklep
Ax f 4 0 0 , 2 x f 350,-
Luchtvoorziening Kostenfunctie en procesonderdelen: - compressor 16 1/s 7,5 kW
1 x f 15.000,-
Elektrotechnisch Kostenfunctie en procesonderdelen: - PLC - software - schakelkast - bekabeling - koppeling drukverschilmeting/zandfilter
1 x 1 x 1 x 1 x 2xf
f f f f
500,100,200,100,300,-
Bouwkundig zandfilter Dimensioneringsvariabelen - debiet - kwaliteit ondergrond
Q
[m 3 /uur]
-31 -
Kostenfunctie en onderdelen: - fundering Uitgaande van: (1) een benodigd oppervlak van 0,2 m2 per m 3 debiet voor de apparatuur; (2) basiskosten per m2 van f 5 0 0 , - ; (3) toeslagkosten per m 2 voor onderheien bij: * normale ondergrond van f 0 , - ; * slechte ondergrond van f 2 5 0 , - ; * zeer slechte ondergrond van f 5 0 0 , - ; bedragen de kosten voor de fundering: 0 , 6 x Q x ( r 5 0 0 , - + toeslagkosten). - gebouw Uitgaande van: (1) een benodigd oppervlak van 0,2 m2 per m 3 debiet voor de apparatuur; (2) kosten per m 2 van f 1.500,-; bedragen de kosten (inclusief standaard utilities) voor het gebouw: 0 , 6 x Q x f 1.500,-. Leidingwerk Dimensioneringsvariabelen: - Debiet
Q
[m3/uur]
Kostenfunctie: De kosten voor leidingwerk, inclusief niet genoemde armaturen, worden berekend op basis van een percentage van de investeringskosten voor de apparatuur voor het zandfilter. De kosten voor leidingwerk zijn afhankelijk van het debiet. Dit is in de volgende tabel weergegeven. Q [m 3 /uur]
kosten [% investering apparatuur]
10-25
10
25-50
9
50-100
8
Montage Kostenfunctie: De montagekosten worden berekend op basis van 5% van de investeringskosten voor de apparatuur het zandfilter.
-32-
4.1.5
Ultra/microfiltratie Ultra/microfiltratie unit Dimensioneringsvariabelen: - debiet
Q
[m 3 /uur]
Kostenfuntie en procesonderdelen: - membraan-unit Uitgaande van: (1) een membraan-unit per 10 m 3 ; (2) kosten per membraan-unit van / 105.000,--; bedragen de kosten voor de membraan-unit: (Q/10)x f 105.000,-. - drukverschilmeting Uitgaande van: (1) een membraanunit per 10 m 3 ; (2) een drukverschilmeting per membraan-unit; (3) kosten per drukverschilmeting van f 6 . 0 0 0 , - ; bedragen de kosten voor drukverschilmeting: (Q/10)x f 6.000,-. - dichtheidcontrole Uitgaande van: (1) een membraanunit per 10 m 3 ; (2) een dichtheidsmeting per membraan-unit; (3) kosten per drukverschilmeting van f 4 . 1 0 0 , - ; bedragen de kosten voor drukverschilmeting: (Q/10) x f 4 . 1 0 0 , - . - reinigingssysteem De kosten van een reinigingssysteem zijn afhankelijk van het aantal membraanunits. Dit is in de volgende tabel weergegeven.
-
aantal membraan-units
prijs If]
0-2
18.400,--
2-4
23.500,"
4-6
27.500,--
6-8
30.600.--
8-10
32.600,-
hogedrukpomp De kosten van de hogedrukpompen zijn afhankelijk van het debiet. Dit is in de volgende tabel weergegeven.
-33-
Q Im 3 /uur]
vermogen [kW]
prijs If]
10-25
1,00
2 x 7.100,-
25-50
1,20
2 x 8.700,--
50-75
2,50
2 x 10.200,--
75-100
3,50
2 x 11.700,-
4x 2x 2xf 1 x f
- kogelkranen - terugslagklep
- flowmeting -
flowregeling
f 400,f 350,5.100,6.500,-
Dunslibtank
Dimensioneringsvariabelen: - debiet - FeCI 3 -dosering
Q DFC^
[m 3 /uur] [g/m 3 ]
Kostenfunctie en procesonderdelen: - dunslibtank Uitgaande van: (1) een Fe-dosering DFCFeCI3 van 2 0 0 mg/l; (2) 1 kg Fe vormt circa 2 kg drogestof Fe(OH) 3 slib; (3) slibvolume 0 , 0 3 3 m 3 /m 3 ; (4) een buffercapaciteit van 2 uur; (5) kosten voor een slibbuffer van GlasvezelVersterktKunstof (GVK) van f 2 0 0 0 , - t o t f 1 0 0 0 , - p e r m 3 , afhankelijk van de inhoud; bedraagt de inhoud van de slibbuffer: V * = ( 2 0 0 / 1 0 0 0 ) x Q x 2 x 0,1 x 2 (met minimum van 1 m 3 ) en de kosten zijn afhankelijk van de inhoud van de slibbuffer V r t . Dit is in de volgende tabel weergegeven. I V t t [m3]
prijs If]
| 1-10
2000,--
-
10-25
1800,-
25-50
1500,-
>50
1000,-
Axf
niveaumeting
300,-
Filterpers Dimensioneringsvariabelen: - debiet - FeCI 3 -dosering
Q DFCF#CI3
[m 3 /uur] [g/m 3 ]
-34-
Kostenfunctie en procesonderdelen: - slibpomp Uitgaande van: (1) een Fe-dosering DFCFeCI3 van 200 mg/l; (2) 1 kg Fe vormt circa 2 kg drogestof Fe(OH) 3 slib; (3) slibvolume bij 2 0 0 mg/l Fe-dosering van 0,1 m 3 /m 3 ; bedraagt de capaciteit van de slibpomp: C,p = (200/1000) x Q x 2 x 0,1 m 3 /uur. De kosten van de slibpomp in tweevoud zijn afhankelijk van C,p. Dit is in de volgende tabel weergegeven. Q [m 3 /uur]
-
vermogen [kW]
prijs If]
0-2
2,2
2 x 9.200,-
2-4
3,2
2x11.200,-
4-6
4,2
2 x 13.250,-
drukvat vacuumbeveiliging drukbeveiliging kogelkranen terugslagklep filterpers Uitgaande van: (1) een Fe-dosering van 200 mg/l; (2) 1 kg Fe vormt circa 2 kg drogestof Fe(0H) 3 slib; (3) een drogestofgehalte van de filterkoek van 3 0 % ; (4) een soortelijk gewicht van slib 3 0 % drogestof van 1,3 kg/I; (5) een standtijd van de filterpers van tenminste 8 uur; bedraagt de benodigde slibinhoud van de filterpers: Vpe. = ( ( ( 3 0 0 / 1 0 0 0 ) x Q x 2 ) / 0 , 3 / 1 , 3 ) x 8 . De kosten van de filterpers zijn afhankelijk van de V ^ . Dit is in tabel weergegeven.
| V„„
[liter]
I tot 300
|
x f I x 1 x 2xf 1 x
4.000,M 50,f 150,300,-f 300,-
de volgende
prijs [ / ] 62.000,--
300-600
83.000,--
600-1200
105.000,--
1200-1500
117.000,--
Elektrotechnisch Kostenfunctie en procesonderdelen: - PLC - software - schakelkast - bekabeling
2.000,1.000,f 500,f 500,-35-
koppeling drukverschilmeting/membraan-unit Uitgaande van: (1) een membraanunit per 10 m 3 ; (2) een drukverschilmeting per membraan-unit; (3) kosten per koppeling drukverschilmeting van f 300,--; bedragen de kosten voor drukverschilmeting: (Q/10)x f 3 0 0 , - . Bouwkundig Dimensioneringsvariabelen - debiet - kwaliteit ondergrond
Q
[m3/uur]
Kostenfunctie en onderdelen: - fundering Uitgaande van: (1) een benodigd oppervlak van 0,2 m2 per m 3 debiet voor de apparatuur; (2) basiskosten per m 2 van f 500,--; (3) toeslagkosten per m 2 voor onderheien bij: * normale ondergrond van f 0,--; • slechte ondergrond van f 250,--; * zeer slechte ondergrond van f 5 0 0 , - ; bedragen de kosten voor de fundering: 0,2 x Q x (f 5 0 0 , - + toeslagkosten). - gebouw Uitgaande van: (1) een benodigd oppervlak van 0,2 m 2 per m 3 debiet voor de apparatuur; (2) kosten per m 2 van f 1.500,-; bedragen de kosten (inclusief standaard utilities) voor het gebouw: 0,2 x Q x f 1.500,-. Leidingwerk Dimensioneringsvariabelen: - Debiet
Q
[m3/uur]
Kostenfunctie: De kosten voor leidingwerk, inclusief niet genoemde armaturen, worden berekend op basis van een percentage van de investeringskosten voor de apparatuur voor de micro/ultrafiltratie. De kosten voor leidingwerk zijn afhankelijk van het debiet. Dit is in de volgende tabel weergegeven. Q lm 3 /uur]
kosten [% investering apparatuur]
10-25
10
25-50
9
50-100
8
-36-
Montage Kostenfunctie: De montagekosten worden berekend op basis van 5% van de investeringskosten voor de apparatuur van de micro/ultrafiltratie. 4.1.6
Actieve koolfiltratie Opvoerinstallatie Dimensioneringsvariabelen: - debiet
[m3/uur]
Kostenfunctie en procesonderdelen: - opvoerpomp in tweevoud De kosten van de opvoerpompen zijn afhankelijk van het debiet. Dit is in de volgende tabel weergegeven. Q [m 3 /uur]
vermogen [kW]
prijs If]
10-30
0,5
2x4.100,-
30-60
0,8
2 x 4.600,--
60-100
1,0
2 x 5.100,--
- kogelkranen - terugslagklep - niveaumeting
Axf 400,Ixf 350,4 x / 300,-
Koolfilter Dimensioneringsvariabelen: - debiet
Q
[m3/uur]
Kostenfunctie en procesonderdelen: - koolfilters De kosten voor de koolfilters zijn afhankelijk van het debiet. Dit is weergegeven in de volgende tabel. Q [m'/uur]
prijs If]
10-50
0 . x ( 6 . 5 0 0 , - - ((Q- 10) x 50,--))
50-100
Q x 4.500,-
reduceerafsluiter 2x drukverschilmeting 2xf afsluiters 10 x spoelpomp 20 mwk De kosten van de spoelpompen zijn afhankelijk van het debiet. Dit volgende tabel weergegeven.
f 350,6.000,-f 500,is in de
-37-
Q [m 3 /uur]
vermogen [kW]
prijs [f]
10-25
0,75
5.100,-
25-50
1,20
5.600,-
50-75
1,50
6.100,-
75-100
1.9
6.600,-
-
kogelkranen
-
terugslagklep
4 x f 400,2x f 350,-
Luchtvoorziening Kostenfunctie en procesonderdelen: - compressor
1 x f 15.000,--
16 1/s 7,5 kW
Elektrotechnisch 1 x f 2000,1 x f 1000,1 x f 400,1 x f 300,2x f 300,-
Kostenfunctie en procesonderdelen: - PLC - software - schakelkast - bekabeling - koppeling drukverschilmeting/koolfilter Bouwkundig Dimensioneringsvariabelen - debiet - kwaliteit ondergrond
Q
[m 3 /uur]
Kostenfunctie en onderdelen: - fundering Uitgaande van: (1) een benodigd oppervlak van 0,3 m 2 per m 3 debiet voor de apparatuur; (2) basiskosten per m 2 van f 5 0 0 , - ; (3) toeslagkosten per m 2 voor onderheien bij: * normale ondergrond van f 0 , - ; * slechte ondergrond van f 2 5 0 , - ; * zeer slechte ondergrond van f 5 0 0 , - ; bedragen de kosten voor de fundering: 0,32 x Q x (f 5 0 0 , - + toeslagkosten). - gebouw Uitgaande van: (1) een benodigd oppervlak van 0,3 m 2 per m 3 debiet voor de apparatuur; (2) kosten per m 2 van f 1 . 5 0 0 , - ; bedragen de kosten (inclusief standaard utilities) voor het gebouw: 0,3xQxf1.500,-.
-38-
Leidingwerk Dimensioneringsvariabelen: - Debiet
[m3/uur]
Kostenfunctie: De kosten voor leidingwerk, inclusief niet genoemde armaturen, worden berekend op basis van een percentage van de investeringskosten voor de apparatuur voor het koolfilter. De kosten voor het leidingwerk zijn afhankelijk van het debiet. Dit is in de volgende tabel weergegeven. Q lm 3 /uur]
kosten [% investering apparatuur]
10-25
10
25-50
9
50-100
8
Montage Kostenfunctie: De montagekosten worden berekend op basis van 5% van de investeringskosten voor de apparatuur van het actief koolfilter. 4.2
Jaarlijkse kosten
4.2.1
Kapitaalslasten Bij de berekening van de kapitaalslasten zijn de volgende uitgangspunten gehanteerd: - afschrijving membranen 5 jaar; - afschrijving elektro-mechanisch 10 jaar; - afschrijving bouwkundig 25 jaar; - rentevoet 5%. AnnuTteit De jaarlijkse kapitaalslasten bij afschrijving op annuTteitenbasis zijn: investering x (rentevoet/(1-(1 +rentevoet)A'(-afschrijvingstermijn))) Lineair De jaarlijkse kapitaalslasten op basis van lineaire afschrijving in het n * jaar zijn: (investering - ((n-1) x (investering/afschrijvingstermijn))) x rentevoet + (investering/afschrijvingstermijn)
-39-
4.2.2
Exploitatiekosten Onderhoud Voor het onderhoud per jaar zijn de volgende percentages van de afzonderlijke investeringen aangehouden. - civiel 0,5%; - elektrotechnisch 3%. Chemicalien Voor de prijs van de chemicalien is de bulkprijs aangehouden indien het verschil in de kapitaalslasten tussen voorraadtanks voor bulkhoeveelheden en die voor kleinverbruik kleiner is dan het prijsverschil van de chemicalien voor bulk en kleinverbruik op jaarbasis. Voor pH-correctie: - NaOH 33% Uitgaande van: (1) een gemiddelde dosering van 0,1 kg/m 3 voor pH-correctie; (2) 24 bedrijfsuren per etmaal en 365 bedrijfsdagen per jaar; (3) chemicalienprijs NaOH 33%: * kleinverbuik in emballage van 1000 I: f 0,38/kg; * bulkverbuik in vrachten van van 24 m 3 : f 0,22/kg; bedragen de kosten voor NaOH per jaar: 0,1 x Q x 24 x 365 x chemicalienprijs. - HCI 30% Uitgaande van: (1) een gemiddelde dosering van 0,1 kg/m 3 voor pH-correctie; (2) 24 bedrijfsuren per etmaal en 365 bedrijfsdagen per jaar; (3) chemicalienprijs HCL 30%: * kleinverbuik in emballage van 1000 I: f 0,27/kg; " bulkverbuik in vrachten van van 24 m3: f 0,18/kg; bedragen de kosten voor HCL per jaar: 0,1 x Q x 24 x 365 x chemicalienprijs. Voor coagulatie/flocculatie - FeCI 3 41% Uitgaande van: (1) een dosering van nominaal 200 ppm Fe 3+ ; (2) dosering met 41 massa% FeCI3; (3) een Fe fractie van 56/161; (4) 24 bedrijfsuren per etmaal en 365 bedrijfsdagen per jaar; (5) chemicalienprijs FeCI3 41 %: * kleinverbuik in emballage van 1000 I: / 0,40/kg; * bulkverbuik in vrachten van van 24 m3: f 0,23/kg; bedragen de kosten voor FeCI3 per jaar: (((200/1000) x Q x 24 x 365)/(0,41 x (56/161))) x chemicalienprijs. - NaOH 33% Uitgaande van: (1) een gemiddelde dosering van 0,1 kg/m 3 ; (2) 24 bedrijfsuren per etmaal en 365 bedrijfsdagen per jaar; (3) chemicalienprijs NaOH 33%: -40-
* kleinverbuik in emballage van 1000 I: f 0 , 3 8 / k g ; * bulkverbuik in vrachten van van 24 m 3 : f 0 , 2 2 / k g ; bedragen de kosten voor NaOH per jaar: 0,05 x Q x 24 x 365 x chemicalienprijs. - Polyelectroliet Uitgaande van: (1) een dosering van 4 ppm 1 0 0 % polyelectroliet (2) dosering met 1 promille polyelectroliet (1 g/l) (3) 2 4 bedrijfsuren per etmaal en 365 bedrijfsdagen per jaar; (4) kosten polyelectroliet in emballage van 100 kg van f 1 0 , - / k g ; bedragen de kosten voor polyelectroliet:
4 x 1 / 1 0 0 0 x Q x 8 7 6 0 x f 10,-. Voor micro/ultrafiltratie - reinigingsmiddelen Uitgaande van: (1) een membraanunit per 10 m 3 ; (2) kosten per membraanunit per jaar van f 1 . 0 0 0 , - ; bedragen de kosten voor reinigingsmiddelen: (Q/10)x f 1.000,-. Voor actieve koolfiltratie - actief kool Uitgaande van: (1) een belading van actieve kool van 2 5 % ( w / w ) ; (2) regeneratie/vervanging f 6,-- per kg; (3) 2 4 bedrijfsuren per etmaal en 365 bedrijfsdagen per jaar; bedragen de kosten voor kool: CZV^ x Q X 24 x 365 x 4 x f 6 , - . Personeelskosten Uitgaande van: (1) een geautomatiseerd systeem (2) een noodzakelijk toezicht per etmaal van: 6 uur voor coagulatie/flocculatie; 2 uur voor lamellenafscheiding met slibverwerking; 3 uur voor dissolved air flotation met slibverwerking; 3 uur voor micro/ultrafiltratie met slibverwerking; 0,25 uur voor zandfiltratie; 0,25 uur voor actieve koolfiltratie; (3) kosten voor een mensjaar (220 werkbare dagen en 8 werkuren per dag) van f 70.000,-; (4) 365 bedrijfsetmalen per jaar; bedragen de personeelskosten per jaar: (aantal toezichturen/8) x (365/220) x f 7 0 . 0 0 0 , - .
-41 -
Afvoer afval Uitgaande van: (1) een Fe-dosering van nominaal 2 0 0 ppm; (2) 1 kg Fe vormt circa 2 kg drogestof Fe(OH)3 slib; (3) een drogestof gehalte van 3 0 % ; (4) 2 4 bedrijfsuren per etmaal en 365 bedrijfsdagen per jaar; (5) kosten voor afvoer van het slib als chemisch afval van f 6 0 0 , - per t o n ; bedragen de jaarlijkse kosten voor afval: ( ( ( 2 0 0 / 1 0 0 0 ) x Q x 2 4 x 3 6 5 x 2)/0,3/1000/1000)x f 6 0 0 , - . Energie Uitgaande van: (1) 1 0 0 % inzet van het in de hoofdlijn opgesteld aantal kW (kW^,,,,,); (2) 2 5 % inzet van het overig aantal opgesteld aantal (kW0V(ffjg); (3) 2 4 bedrijfsuren per etmaal en 365 bedrijfsdagen per jaar; (4) elektriciteitskosten van f 0 , 1 7 / k W ; bedragen de elektriciteitskosten per jaar: (1,00 x ( k W ^ , , ) + 0,25 x (kW0VKiB)) x 2 4 x 365 x f 0 , 1 7 . Lozingsheffing Lozing op zoet rijkswater: - CZV en N-Kj Uitgaande van: (1) restconcentratie van Ce„ [mg CZV/I] (2) restconcentratie van Ne„ [mg N-Kj/I] (3) f 4 1 . - per i.e.; bedragen de heffingskosten voor CZV en N-Kj: «Q x 24)/136) x ((4,56 x N,(() + C,„) x f 4 1 , - Zware metalen Uitgaande van: (1) vervuilingswaarde op basis van CZV en N-Kj (IEczv/N_Kj) > 1 0 0 0 ; (2) vervuilingswaarde op basis van zware metalen > 1 0 ; (3) restconcentratie aan zware metalen (geen As, Hg en Cd) van M e „ [mg Me/I] (4) restconcentratie aan As, Hg en Cd van totaal MZ e)( [mg Me/I] (5) f 4 1 . - per i.e.; bedragen de heffingskosten voor zware metalen: (Q x M e „ ) / 1 0 0 0 - (0,04 x IEczv/N.Kj) + (Q x 10 x MZ,„))/1000 - (0,016 x IECZV/N. *,)) x f 41 ,-Lozing op riolering: - CZV en N-Kj Uitgaande van: (1) restconcentratie van CeH [mg (2) restconcentratie van Ne(f [mg (3) f 8 5 , - p e r i.e.; bedragen de heffingskosten voor ((Q x 241/136) x ((4,56 x N^,) +
CZV/I] N-Kj/I] CZV en N-Kj: C„ f ) x f 8 5 , -
-42-
- Zware metalen Uitgaande van: (3) restconcentratie aan zware metalen (geen Hg en Cd) van Me(( [mg Me/I] (4) restconcentratie aan Hg en Cd van totaal MZe„ [mg Me/I] (5) f 8 5 , - per i.e.; bedragen de heffingskosten voor zware metalen: (Q x MeM)/1000 + (Q x 10 x MZcff))/1000 x f 8 5 , -
-43-
4.3
Kostenberekening Voor de (voorbeeld)berekeningen van saneringskosten met behulp van het model is de volgende methode aangehouden. De kosten zijn debietafhankelijk berekend. Voor het debiet is een ondergrens van 10 m3/uur en een bovengrens van 100 m3/uur aangehouden. Een kostenbereking is voor de volgende zuiveringsvariant uitgevoerd: - coagulatie/flocculatie; - dissolved air flotation; - zandfiltratie; Voor deze zuiveringsvariant zijn een tweetal kostenberekeningen uitgevoerd, te weten: * jaarlijkse kosten, de resultaten zijn weergegeven in bijlage 1; * opbouw jaarlijkse kosten, de resultaten zijn weergegeven in bijlage 2. Tevens is een gevoeligheids-analyse voor de jaarlijkse van de zuiveringsvariant uitgevoerd op: * kapitaalslasten bij afschrijvingstermijnen van 10jaarelectro-mechanisch/25voor jaar bouwkundig en bij 5 jaar electro-mechanisch/10 voor jaar bouwkundig, de resultaten zijn weergegeven in bijlage 3; * afvalkosten bij afvalkosten van respectievelijk 100% en 300%, de resultaten zijn weergegeven in bijlage 4; * chemicalienkosten bij chemicalienkosten van respectievelijk 100% en 300%, de resultaten zijn weergegeven in bijlage 5. Daarnaast zijn voor alle technieken afzonderlijk afhankelijk van het debiet de kosten per m 3 berekend. De resultaten van deze berekeningen zijn weergegeven in bijlage 6.
-44-
5.
VALIDATIE Met behulp van het Model Kosten Saneringstechnieken is een validatie uitgevoerd voor een zuiveringsinstallatie opgebouwd uit: - coagulatie/flocculatie; - dissolved air flotation; - zandfiltratie; De capaciteit van de beschouwde zuiveringsinstallatie is 100 m 3 per uur. De validatie is uitgevoerd voor de inversteringskosten en jaarlijkse lasten. Bij de investeringen zijn bij de electromechanische kosten geen verschillen geconstateerd in de kosten per onderdeel (kosten per m3). Daarintegen zijn er verschillen geconstateerd in de dimensioneringsgrondslagen voor de chemicaliendoseringen en het voorraadbeheer. Het Model Kosten Saneringstechnieken is uitgegaan van een relatief kort voorraadbeheer (default 7 dagen). Bij de investeringen zijn voor de bouwkundige kosten zijn verschillen geconstateerd voor de kostenberekening voor de funderingen. Naar aanleiding hiervan is een verdere differentiatie aangebracht in de kostenberekening voor de fundering. Voor de jaarlijkse lasten zijn naast de kapitaalslasten en chemicalienkosten geen verschillen geconstateerd. De geconstateerde verschillen zijn het gevolg van de vastgestelde verschillen bij de investeringen. De afwijkende investeringen resulteren in afwijkende kapitaalslasten en afwijkende chemicaliendoseringen resulteren in afwijkende kosten voor chemicalien.
-45-
6.
CONCLUSIES 1.
Het is mogelijk gebleken om op gestandariseerde wijze kostenfuncties op te stellen van saneringstechnieken en te verwerken in een model.
2.
De opbouw van de kosten vanuit kleine eenheden geeft een goed inzicht in de gevoeligheid van de losse onderdelen op de kosten van de gehele techniek. Hierdoor wordt tevens voorkomen dat bepaalde kostenposten worden vergeten.
3.
Het Model Kosten Saneringstechnieken is modulair opgezet. Dit maakt het mogelijk om een koppeling tussen diverse technieken aan te brengen. Tevens wordt de invloed van de verschillende onderdelen op het totale bedrag duidelijker.
4.
Het Model Kosten Saneringstechnieken geeft kostenramingen met een nauwkeurigheid overeenkomstig een pricipeplan (30%). In de kostenramingen zijn een aantal kosten die plaatsafhankelijk zijn, zoals grondkosten of leidingwerk buiten de installatie, niet meegenomen. De omvang van de plaatsafhankelijke kosten kan, in vergelijking met de kosten van begrote installatie-onderdelen, aanzienlijk zijn.
5.
Met het Model Kosten Saneringstechnieken is het mogelijk om de gevoeligheid van de eindberekening voor individuele kostenposten als onderhoud, chemicalien, personeelskosten, afvoerkosten vast afval, energie en lozingsheffing zichtbaar te maken.
6.
Het rendement van de stoffen die worden teruggehouden is afhankelijk van de dimensionering van de zuiveringsinstallatie. In het algemeen geeft overdimensionering in de meeste gevallen een onevenredigen rendementsverhoging.
7.
De kosten per m 3 gezuiverd afvalwater zullen bij de beschouwde technieken coagulatie/flocculatie, DAF, lamellenafscheider, zandfilter, membraanfiltratie en actief kool boven de 20 m 3 per uur nauwelijks afnemen.
8.
Het Model Kosten Saneringstechnieken heeft een beperkt geldigheidsgebied. Een technische interpretatie van de invoergegevens en resultaten van het Model Kosten Saneringstechnieken is derhalve gewenst.
9.
De prijsgegevens in het Kostenmodel Saneringstechnieken zijn gefixeerd op het jaar 1 9 9 3 .
-46-
7.
LITERATUUR LITERATUURLIJST • World Health Organisation 1969 Operation and Control of Water treatment processes Geneva; • Ministerie van VROM 1991 Toepassing milieutechnologie technisch en maatschappelijke knelpunten Publicatiereeks milieutechnologie nr. 1 9 9 1 / 4 ; • L. Culp; G.M. Wesner; G.L. Culp 1978 Handbook of advanced wastewater treatment London, Toronto, Melbourne; • RIZA 1985 Afvalwateraspecten bij thermische verzinkerijen Lelystad; • J.G. Janssens 1992 Developments in Coagulation, Flocculation and Dissolved Air Water/Engineering and Management January 1 9 9 2 , pag. 2 6 - 3 1 ;
Flotation
• M. van der Put 1992 Een wereldprimeur die is behangen met octrooien; Milieumarkt december 1 9 9 2 , pag. 2 6 - 2 9 ; • RIZA 1989 Publicatiereeks grondwaterreiniging bij bodemsanering; Toepassingsmogelijkheden van membraantechnologie bij grondwaterreiniging Lelystad; • CUWVO, werkgroep VI 1981 Afvalwaterproblematiek metaalindustrie Lelystad; • RIZA/IWACO 1989 Inventariserende studie naar de afvalwatersituatie in de Nederlandse glasindustrie Lelystad/Rotterdam; • RIZA 1988 Publicatiereeksgrondwaterreinigingbijbodemsanering.Nieuwegrondwaterzuiveringstechnieken bij bodemsanering Lelystad; • Ministerie van VROM/RIZA/Witteveen + Bos 1986 Operationalisering van de begrippen best uitvoerbare en beste bestaande technieken; Deelonderzoek farmaceutische industrie Leidschendam/Lelystad/Deventer;
-47-
G. Oskam 1 9 6 9 Coagulatie en flocculatie, H 2 0 (2) 1969, nr. 6, pag. 1 2 0 - 1 3 0 ; RIZA 1988 Publicatiereeks grondwaterreiniging bij bodemsanering. Optimalisatie van fysisch/chemische zuivering van door galvanische en aanverwante industrie verontreinigd grondwater Lelystad; HASKONING 1992 Techno-economic study on the reduction measures based on best available technologies, of water discharge and waste generation from the primary and secondary iron and steel industry Nijmegen; RIZA/Tebodin 1987 Afvalwater in de textiel veredelingsindustrie Lelystad/Den Haag; Grontmij 1 9 8 8 De zuivering van grondwater afkomstig van bodemsaneringen De Bilt; G.J. Schers; J.C. van Dijk 1992 Flotatie, de theorie en de praktijk H 2 0 (25) 1992, nr. 1 1 ; Ministerie van VROM 1991 Toepassing milieutechnologie technische en maatschappelijke Publicatiereeks milieutechnologie nr. 1 9 9 1 / 4 ;
knelpunten.
CUWVO VI 1991 Programmes for the reduction of emissions from point resources to surface waters in various sectors of industry in the Netherlands Lelystad; CUWVO VI 1 9 8 2 Afvalwaterproblematiek grafische industrie Lelystad; CUWVO VI 1 9 9 1 Waterverontreinigingsproblematiek bij het stralen en conserveren bij scheepswerven voor beroepsvaart en grote jachten Lelystad; HASKONING/RIZA 1 9 9 0 Emissiereductie van nutrienten vanuit de glastuinbouw Nijmegen/Lelystad; NIZO 1 9 8 9 Haalbaarheidsonderzoek middelenindustrie Ede;
nitraatverwjderingstechnieken
voor
de
voedings-
-48-
IAWPRC 1 990 Industrial wastewater treatment and disposal London; IAWPRC 1991 Toxic waste management in the chemical and petrochemical industries London; RIZA 1990 De behandeling van industrieel afvalwater in de toekomst, RIZA-werkdocument 91.142-1 t/m 91.142-1V; DEGREMONT 1991 Water treatment handbook Paris Cedex.
-49-
HASKONING &
Koninklijk Ingenieursen Architectenbureau
BIJLAGE 1 JAARLIJKSE KOSTEN
JAARLIJKSE KOSTEN COAGULATIE/FLOCCULATIE, DISSOLVED AIR FLOTATION EN ZANDFILTRATIE
1300000 1200000 1100000
l\aar)
1000000 900000
£
800000
2 LU
700000
KOS"
1—
600000 500000400000 300000 200000
50 60 70 DEBIET (m3/uur)
100
HASKONING Koninklijk Ingenieursen Architectenbureau
*
BIJLAGE 2 OPBOUW JAARLIJKSE KOSTEN
OPBOUW JAARLIJKSE KOSTEN COAGULATIE/FLOCCULATIE, DISSOLVED AIR FLOTATION EN ZANDFILTRATIE
800000 700000600000-
• : » • " '
CC
. . • - • '
«L 500000Z
.•'' ..*•
400000-
LU
fe 300000200000'.'_';-'.i'ii'
100000j5Wiii»«««"»«:i*—•"«•"
~20
30
•
.....„,,.... .....I:;;;«:;;!;;;™'';W!!1
40
50 60 70 DEBIET (m3/uur)
80
90~
kapitaalslasten
onderhoud
chemicalien
person eel
afval
energie
100
HASKONING &
Koninklijk Ingenieursen Architectenbureau
BIJLAGE 3 GEVOELIGHEIDSANALYSE KAPITAALSLASTEN
GEVOELIGHEIDS ANALYSE KAPITAALSLASTEN COAGULATIE/FLOCCULATIE, DISSOLVED AIR FLOTATION EN ZANDFILTRATIE 1600000 1400000-1 1200000 1000000 LU I-
800000j
co O 600000400000 200000 DEBIET (m3/uur)
afschrijving 10/25
afschrijving 5/10
HASKONING ^
Koninklijk Ingenieursen Architectenbureau
BIJLAGE 4 GEVOELIGHEIDSANALYSE AFVALKOSTEN
GEVOELIGHEIDS ANALYSE AFVALKOSTEN COAGULATIE/FLOCCULATIE, DISSOLVED AIR FLOTATION EN ZANDFILTRATIE 3000000 2500000-
Jc 2000000 to
z
1500000
UJ I-
co g 1000000 500000-
40
50 60 70 DEBIET (m3/uur)
afval 100%
afval 300 %
90
100
HASKONING *
Koninklijk Ingenieursen Architectenbureau
BIJLAGE 5 GEVOELIGHEIDSANALYSE CHEMICALIENKOSTEN
GEVOELIGHEIDS ANALYSE CHEMICALIENKOSTEN COAGULATIE/FLOCCULATIE, DISSOLVED AIR FLOTATION EN ZANDFILTRATIE
1400000 12000001000000Z
800000 -\
LU
fe §
600000H 400000200000
50 60 70 DEBIET (m3/uur)
chem. kosten 100 %
i
90
chem. kosten 300 %
100
HASKONING &
Koninklijk Ingenieursen Architectenbureau
BIJLAGE 6 K O S T E N PER M 3 G E Z U I V E R D A F V A L W A T E R
K O S T E N PER M 3 G E Z U I V E R D A F V A L W A T E R V O O R C O A G U L A T I E / F L O C C U L A T I E , LAMELLENAFSCHEIDING, DISSOLVED AIR FLOTATION, ZANDFILTRATIE, M I C R O / U L T R A F I L T R A T I E EN A C T I E V E KOOLFILTRATIE
CO
E LU \-
co O
100
60 DEBIET (m3/uur)
5
coagulatie/flocc
•—
lamellenafscheider
zandfilter
• ™ UF/MF
DAF actieve kool
