Særbidragsberegning for industrier, der tilleder højt belastet industrispildevand til Fredericia Centralrenseanlæg Dette notat sammenfatter baggrunden for opkrævning af særbidrag på forureningsparametre for de største industrielle spildevandsafledere i Fredericia Kommune. Formålet med notatet er, at skabe overblik over hvad industribelastningen udgør af den samlede tilledning til Fredericia Centralrenseanlæg, samt hvilke ekstraudgifter disse industrier bidrager med på driften af Fredericia Centralrenseanlæg. Omkostninger ved spildevandsrensning kan opdeles i fire hovedområder: Løn til driftspersonale Afskrivning af anlægsinvestering Variable driftsudgifter baseret på vandmængder (spildevandsafgifter og pumpeenergi) Variable driftsudgifter baseret på forureningsmængder (COD, N og P) Grundbidraget til spildevand skal dække de første tre hovedområder. Særbidrag knyttes til det fjerde hovedområde, hvor man kan beregne marginale driftsudgifter baseret på forureningsmængderne ved den nuværende spildevandssammensætning. Ved nyanlæg kan man derudover indregne en del af afskrivningen på nyanlæg (procesvolumen) på særbidraget, svarende til det aktuelle spildevands andel af anlægskapaciteten. Til beregning af de reelt forekommende marginale udgifter, som kan afregnes via særbidrag på organisk stof, kvælstof og fosfor, er følgende variable udgifter til spildevandsrensning i Fredericia vurderet udfra de aktuelle udgifter i driftsåret 2008: Energiudgifter som kan henføres til omsætning af COD og kvælstof (beluftnings- og omrøringsenergi i det aktive slamanlæg, baseret på massebalancer for COD og N) Omkostninger, som kan henføres til slamproduktion fra hhv COD og fosfor (Driftsudgifter til CAMBI anlægget, slamdeponeringsudgifter, kemikalieforbrug til afvanding og fosforfjernelse, elforbrug til for- og slutafvandere) 1
Belastning af Fredericia Centralrenseanlæg, 2008 Tabel 1. Tilløbsbelastning af Fredericia Centralrenseanlæg for 2008 (ekskl.rejektvand) Koncentration Mængde Flow 28.010 m 3 /d COD 1014 mg/l 28.403 kg/d TN 52,8 mg/l 1.480 kg/d TP 12,6 mg/l 353 kg/d SS 313 mg/l 8.767 kg/d COD/TN 19,2 COD/TP 80,5 Data i Tabel 1 er årsgennemsnittet for belastningen af Fredericia Centralrenseanlæg, 2008. Belastningen med COD i 2008 svarer til PE-belastning på omkring 219.000 PE (130 g COD/person/d). Hvis man regner med en befolkning på omkring 45.000 er industribelastningen altså omkring 174.000 PE, hvilket svarer til 80 % af den samlede belastning på renseanlægget. Variable omkostninger til spildevandsrensning, 2008 Tabel 2. Variable omkostninger, Fredericia Centralrenseanlæg, 2006 Parameter Driftsudgift Elforbrug, COD og N 3.731.327 kwh/år 2.238.796 kr/år Elforbrug, 562.105 kwh/år 337.263 kr/år slambehandling Slambehandling, 750.000 kr/år CAMBI Slamdeponering 8181 ton/år 1923 t TS/år 4.442.283 kr/år Polymer, 70,6 ton/år 1.623.800 kr/år slamafvanding Kemikalier, P- fjernelse 461 ton PIX115/år 20 t JSF/år 151 t TS/år 599.370 kr/år Variable udgifter 9.991.512 kr/år Enhedspriser for marginale mængder COD, N og P ved nuværende spildevandssammensætning: COD/N= 19,2, COD/P= 80,5 er beregnet i Tabel 3. Anvendte enhedspriser: 2
El: Slamdeponi: Polymér: PIX 115: JKL: 60 øre/kwh 543 kr/ton afvandet slam 23 kr/kg handelsvare (50% aktiv) 1270 kr/ton handelsvare 695 kr/ton Tabel 3. Marginale driftsudgifter, Fredericia Centralrenseanlæg, 2008 Marginaludgifter Kr/kg Kr/år COD 0,826 8 562 000 N 0,506 270 000 P 9,01 1 160 000 Det ses tydeligt, at på Fredericia Centralrenseanlæg er de altovervejende udgifter bundet til omsætning af organisk stof (COD) og bortskaffelse af afvandet slam. Slamproduktionen stammer hovedsageligt fra organisk stof (92% fra COD og 8% fra fosfor). Ved den anvendte beregningsmetode kan man prissætte industrispildevandets reelle økonomiske belastning på driftsbudgettet, hvis sammensætningen er som den nuværende, gennemsnitlige spildevandssammensætning. Omkostninger ved varierende COD/N og COD/P forhold Hvis spildevandssammensætningen ændres, vil man observere store ændringer i de marginale driftsudgifter for N og P. Mindre COD/N forhold forøger behovet til energiforbrug da en stigende mængde N skal nitrificeres/denitrificeres, i stedet for at blive indbygget i den biologiske slamproduktion, som stammer fra COD. Mindre COD/P forhold forøger behovet for fældningskemikalier, og dermed stiger den samlede slamproduktion, da den biologiske fosforfjernelse er afhængig af biologisk slamproduktion, som stammer fra COD. De marginale omkostninger til N og P fjernelse er således stærkt afhængig af det aktuelle COD/N og COD/P forhold i det aktuelle industrispildevand. Der er foretaget følsomhedsanalyser for de marginale omkostninger til kvælstof og fosforfjernelse ved forskellige COD/N og COD/P forhold i industrispildevand: COD/N= 5 100 COD/P= 30-99 Resultaterne for disse følsomhedsanalyser for rensning af næringssalte kan ses på Figur 1 (Særbidrag for N) og Figur 2 (Særbidrag for P). 3
Kvælstoffjernelse er billig, med et variationsområde mellem 0 og 0,6 kr/kg N tilført, afhængigt af spildevandssammensætningen. Fosforfjernelse er betydeligt dyrere, med et variationsområde mellem 0 og 34 kr/kg P tilført, afhængigt af spildevandssammensætningen. Ved COD/N forhold mindre end 5 kræves tilsætning af eksternt kulstof (glycol, eddikesyre, ethanol etc.) for at opnå fuld kvælstoffjernelse, hvilket udløser ekstra særbidrag, som bør beregnes separat. Ved COD/N= 0 bliver kan særbidraget således blive optil 14 kr/kg N afhængigt af kulstofkilde. Ved lavt COD/P forhold stiger særbidraget proportionalt på grund af stigende behov for fældningskemikalier og stigende slamproduktion. Ved COD/P= 30 bliver særbidraget således 34 kr/kg P. Grænser for udløsning af særbidrag Tabel 4. Grænseværdier for særbidrag for COD, N og P 2008 spv. Grænseværdier uden særbidrag COD 1014 mg/l < 500 mg/l TN 52,8 mg/l < 50 mg/l TP 12,6 mg/l < 20 mg/l COD/TN 19,2 COD/TP 80,5 Der skal være sammenhæng mellem de valgte grænseværdier, idet de vigtigste parametre er COD/N og COD/P, som det ses af de foregående følsomhedsanalyser. COD grænseværdien bør være tæt på værdien for husspildevand, da COD er den økonomisk vigtigste parameter. (86% af de samlede variable omkostninger ved den nuværende spildevandssammensætning kan henføres til COD-relaterede udgifter i forbindelse med slambehandling og elforbrug). Kvælstof er mindre interessant, så længe COD/N er større end 7 og fosforfjernelse bliver først en økonomisk belastning ved lave COD/P forhold. Gert Petersen 25.11.2009 4
Særbidragsfaktorer for COD, N og P SÆRBIDRAG Kvælstof kr/kg N 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 SÆRBIDRAG kr/kg N COD/N > 5 : -0,00626*(COD/N-5)+0,595 COD/N > 100: 0 COD/N < 5 : Special beregning 0,2 0,1 0 5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 COD/N FIGUR 1: Følsomhedsanalyse for særbidrag på kvælstof SÆRBIDRAG Fosfor 40 35 30 25 kr/kg P 20 15 10 5 SÆRBIDRAG kr/kg P COD/P > 30: -0,495*(COD/P - 30) + 34 COD/P > 99: 0 0 30 40 50 60 70 80 90 100 COD/P FIGUR 2: Følsomhedsanalyse for særbidrag på fosfor 5