ANALIZA EKONOMICZNA ZASTOSOWANIA DUALNEJ INSTALACJI KANALIZACYJNEJ W PRZYDOMOWYCH OCZYSZCZALNIACH ŚCIEKÓW

Transkrypt

1 ANALIZA EKONOMICZNA ZASTOSOWANIA DUALNEJ INSTALACJI KANALIZACYJNEJ W PRZYDOMOWYCH OCZYSZCZALNIACH ŚCIEKÓW Marcin Korszlak Międzywydziałowe Koło Naukowe Ekologia Budownictwa i Inżynierii Środowiska Wydział Budownictwa Wodnego i Inżynierii Środowiska Politechnika Gdańska Opiekuna Naukowy: dr inż. Jacek Mąkinia Opiekun Koła: dr inż. Zygmunt Kurałowicz 1. STRESZCZENIE Referat przedstawia analizę ekonomiczną zastosowania dualnej instalacji kanalizacyjnej w przydomowych oczyszczalniach ścieków. Analizowanych jest pięć kombinacji sposobów unieszkodliwiania lub odprowadzenia ścieków z gospodarstw domowych. Każdy z tych sposobów rozpatrywany jest z zastosowaniem armatury i nie. Analizowany okres wynosi 15 lat. 2. WSTĘP Aby ograniczyć zanieczyszczenie wód powierzchniowych i podziemnych budujemy coraz więcej i coraz bardziej zaawansowanych technologicznie oczyszczalni ścieków. Można jednak posunąć się o krok dalej. Czemu nie spojrzeć na ścieki jako na zestaw mieszanin zanieczyszczonej wody, która może być segregowana u źródła - już w gospodarstwie domowym, a następnie bądź podczyszczana w oczyszczalniach tańszych i mniejszych, bądź jako woda stosunkowo czysta odprowadzana do gruntu lub ponownie wykorzystana. System taki jak i sposób unieszkodliwiania ścieków powstających w nim już istnieje i nazywa się Instalacją Dualną. Jednak czy instalacja taka jest ekonomicznie opłacalna? Czy stanowi konkurencję dla instalacji konwencjonalnych? Na to pytanie odpowiada poniższy referat 2.1 Informacje ogólne Instalacja Dualna umożliwia minimalizacje ilości ścieków oraz oddzielne odprowadzenie ścieków czarnych, pochodzących z pisuarów i muszli klozetowych oraz ścieków szarych stanowiących pozostałą część ścieków. Ze względu na zróżnicowaną ich charakterystykę, rozwiązanie takie pozwala na odmienne zagospodarowanie obydwu rodzajów ścieków z wykorzystaniem odpowiednich technologii. Zastosowanie takiej instalacji jest w ostatnich latach

2 często dyskutowane, powstają próbne instalacje, w niektórych krajach (Niemcy, Szwecja) funkcjonują już całe osiedla. Jednak w Polsce system ten nie znajduje zwolenników. Przyczyną takiego stanu rzeczy jest najprawdopodobniej wysoki koszt tych instalacji. 2.2 Dane wstępne do analizy ekonomicznej różnych rozwiązań instalacji sanitarnych Poniższa analiza obejmuje wszystkie koszta od zakupu armatury i wykonania instalacji wewnętrznej do kosztów eksploatacyjnych w badanym okresie. Przyjęto czas analizy długości 10 lat. Ilość osób użytkujących instalacje wynosi cztery. W obliczeniach nie została uwzględniona amortyzacja urządzeń. Dodatkowo w każdym z podpunktów została uwzględniona analiza ekonomiczna dla wariantu z armaturą. Użyte koszty inwestycyjne powstały w wyniku wykonania kosztorysów w programie Norma i znajdują się one w Tabeli 1. Gabaryty wykorzystanych urządzeń są zgodne z obliczeniami wykonanymi dla Instalacji Dualnej i Konwencjonalnej. Kosztorysowanie obejmuje: - koszty armatury ( lub zwykłej), - koszty przeciętnej instalacji wewnętrznej ( i dualnej), - dostarczenie niezbędnych materiałów, - wykonania pod klucz. W celu umożliwienia końcowego porównania wyników, w koszty eksploatacyjne oprócz kosztów związanych z obsługą danego sposobu oczyszczania ścieków, wliczono również koszty samej wody. Koszt jednego dm 3 wody (na terenie gminy Morąg) odprowadzanej do - kanalizacji zbiorczej: 4,67 PLN - osadnika gnilnego lub przydomowej oczyszczalni ścieków: 2,1 PLN Tabela 1. Obliczenie kosztów inwestycyjnych dla wszystkich rozpatrywanych przypadków Kanalizacja zbiorcza dla instalacji Kanalizacja zbiorcza dla ścieków czarnych i filtr piaskowy dla ścieków szarych Szambo dla instalacji Element kosztorysowy Armatura sanitarna 1956, , , , , ,75 Instalacja wewnętrzna (konwencjonalna lub dualna) 1 313, , , , , ,83 Przykanalik 1923, , , ,57 Szambo z przewodami dostarczającymi ścieki 4142, ,45 Filtr piaskowy 2416, ,63 Suma kosztów inwestycyjnych 5193, , , , , ,03

3 Tabela 1. Obliczenie kosztów inwestycyjnych dla wszystkich rozpatrywanych przypadków (dokończenie) szambo dla ścieków czarnych i filtr piaskowy dla ścieków szarych filtr piaskowy dla ścieków szarych i czarnych Element kosztorysowy Armatura sanitarna 1956, , , ,75 Instalacja wewnętrzna (konwencjonalna lub dualna) 1 872, , , ,09 Przykanalik Szambo z przewodami dostarczającymi ścieki 2394, ,35 Filtr piaskowy 2416, , , ,38 Suma kosztów inwestycyjnych 8639, , , ,22 Przeanalizowano pięć sposobów unieszkodliwiania lub odprowadzenia ścieków z gospodarstw domowych: Kanalizacja zbiorcza dla ścieków czarnych i szarych Ścieki szare i czarne Kanalizacja zbiorcza Rys. 1. Kanalizacja zbiorcza dla ścieków czarnych i szarych Kanalizacja zbiorcza dla ścieków czarnych i filtr piaskowy dla ścieków szarych Filtr piaskowy Ścieki szare Ścieki czarne Kanalizacja zbiorcza Rys 2. Kanalizacja zbiorcza dla ścieków czarnych i filtr piaskowy dla ścieków szarych

4 2.2.3 Osadnik gnilny dla ścieków czarnych i szarych Osadnik gnilny Ścieki szare i czarne Rys 2. Osadnik gnilny dla ścieków czarnych i szarych Osadnik gnilny dla ścieków czarnych i filtr piaskowy dla ścieków szarych Filtr piaskowy Ścieki szare Osadnik gnilny Ścieki czarne Rys 3. Osadnik gnilny dla ścieków czarnych i filtr piaskowy dla ścieków szarych Filtr piaskowy dla ścieków szarych i czarnych Filtr piaskowy Ścieki szare i czarne Rys 4. Filtr piaskowy dla ścieków szarych i czarnych

5 Przykładowe obliczenie kosztów użytkowania kanalizacji zbiorczej dla instalacji sanitarnej przedstawiono w Tabeli 2 oraz na Rysunku 5 Tabela 2. Koszt użytkowania kanalizacji zbiorczej dla instalacji sanitarnej Rok użytkowania Kanalizacja zbiorcza bez armatury Kanalizacja zbiorcza z armaturą Inwestycja Eksploatacja Narastanie Inwestycja Eksploatacja Narastanie 5193,7 1022,7 6216,4 6687,1 579,5 7266,6 1022,7 7239,1 579,5 7846,1 1022,7 8261,8 579,5 8425,6 1022,7 9284,5 579,5 9005,1 1022, ,2 579,5 9584,6 1022, ,9 579, ,1 1022, ,6 579, ,6 1022, ,3 579, ,1 1022, , ,6 1022, ,7 579, ,1 1022, ,4 579, ,6 1022, ,1 579, ,1 1022, ,8 579, ,6 1022, ,5 579, ,1 1022, ,2 579, ,6 20 Całkowity koszt użytkowania [tys] Lata Podłączenie instalacji kanalizacyjnej bez armatury do kanalizacji zbiorczej Podłączenie instalacji z armaturą do kanalizacji zbiorczej Rys 5. Koszty inwestycyjne i eksploatacyjne kanalizacji zbiorczej dla instalacji sanitarnej

6 2.3 Wnioski Poniżej w Tabeli 3 zestawiono koszty wykonania i eksploatacji w dziesiątym roku użytkowania rozpatrywanych w pracy rozwiązań odprowadzenia lub unieszkodliwienia ścieków z gospodarstwa domowego. Jak widać najtańszym rozwiązaniem unieszkodliwienia ścieków z gospodarstwa domowego, przy założeniu zastosowania armatury nie, jest odprowadzenie ścieków czarnych do kanalizacji zbiorczej, a ścieków szarych do przydomowej oczyszczalni, którą jest filtr piaskowy. Koszt takiego rozwiązania oszacowano na 14510,64 PLN. Przy zastosowaniu armatury najtańszym rozwiązaniem okazało się podłączenie instalacji do kanalizacji zbiorczej. W tym przypadku koszt wyniósł 12482,1 PLN. Jest to jednocześnie najtańsze z rozpatrywanych rozwiązanie. Niewiele większe koszty od podanych wyżej trzeba ponieść eksploatując sam filtr piaskowy dla instalacji wewnętrznej. Odnosi się to zarówno do instalacji uzbrojonej w armaturę i nie. Tabela 3. Koszty wykonania i dziesięcioletniego użytkowania rozpatrywanych rozwiązań [PLN] [PLN] Podłączenie instalacji kanalizacyjnej do 15420, ,1 kanalizacji zbiorczej Podłączenie instalacji kanalizacyjnej ścieków czarnych do kanalizacji zbiorczej, oraz filtr piaskowy dla ścieków szarych 14510, ,04 Osadnik gnilny dla instalacji 34411, ,0 Osadnik gnilny dla ścieków czarnych i filtr piaskowy dla ścieków szarych 20438, ,8 Filtr piaskowy dla instalacji 14912, ,2 Najwyższe koszty założenia i użytkowania przez 10 lat stwierdzono przy wykorzystaniu osadnika gnilnego dla instalacji sanitarnej. Przy zastosowaniu armatury nie wynosiły one PLN i były wyższe od najtańszego rozwiązania o prawie 20 tys. złotych, natomiast przy zastosowaniu armatury, koszty wynosiły PLN i były wyższe od najtańszego rozwiązania o 12 tys. złotych. Dzięki załączonym do tabel wykresom (Tabela 2, Rysunek 5) możemy zauważyć jak szybko zwracają się koszty zastosowania armatury. Zwrot tych kosztów nie jest jednak spowodowany tylko zmniejszeniem ilości zużywanej wody, ale również zmniejszeniem

7 kosztów budowy urządzeń wchodzących w skład danego rozwiązania, łącznie ze sposobem unieszkodliwienia ścieków. Czas zwrotu kosztów inwestycji pokazują punkty przecięcia linii kosztów eksploatacji instalacji zaopatrzoną w armaturę i nie. Jak widać najszybciej koszty te zwracają się przy zastosowaniu osadnika gnilnego i filtra piaskowego dla instalacji konwencjonalnych. Ta analiza pokazuje jak bardzo opłaca się inwestować w armaturę nawet nie odchodząc od konwencjonalnych sposobów gromadzenia lub odprowadzenia ścieków poza obszar gospodarstwa domowego. Przy wykonywaniu analiz stwierdzono, iż w okresie dłuższym niż 10 lat następują istotne zmiany w relacjach poszczególnych rozwiązań. Dlatego też tabele podane w poprzednich podrozdziałach nie kończą się na 10 roku użytkowania, ale są obliczone do roku 15-go. W omawianych kolejnych pięciu latach zmieniają się rentowności inwestycji. Pokazuje to Tabela 5 oraz Rysunku 2. Tabela 4. Czas zwrotu zainstalowania armatury Rok, w którym zwrócił się koszt zainstalowania armatury wodoszczędnej Podłączenie instalacji kanalizacyjnej 4 do kanalizacji zbiorczej Podłączenie instalacji kanalizacyjnej 6 ścieków czarnych do kanalizacji zbiorczej, oraz filtr piaskowy dla ścieków szarych Osadnik gnilny dla instalacji 2 Osadnik gnilny dla ścieków czarnych i 3 filtr piaskowy dla ścieków szarych Filtr piaskowy dla instalacji 2 Tabela 5. Koszty wykonania i piętnastoletniego użytkowania rozpatrywanych rozwiązań [PLN] [PLN] Podłączenie instalacji kanalizacyjnej do kanalizacji zbiorczej 20534, ,6

8 Podłączenie instalacji kanalizacyjnej ścieków czarnych do kanalizacji zbiorczej, oraz filtr piaskowy dla ścieków szarych Osadnik gnilny dla instalacji Osadnik gnilny dla ścieków czarnych i filtr piaskowy dla ścieków szarych Filtr piaskowy dla instalacji 17681, , , , , , , ,2 60 Koszty tys. [PLN] a) b) c) d) e) Rys. 6. Koszty wykonania i piętnastoletniego użytkowania rozpatrywanych rozwiązań a) Podłączenie instalacji kanalizacyjnej do kanalizacji zbiorczej, b) Podłączenie instalacji kanalizacyjnej ścieków czarnych do kanalizacji zbiorczej, oraz filtr piaskowy dla ścieków szarych, c) Osadnik gnilny dla instalacji, d) Osadnik gnilny dla ścieków czarnych i filtr piaskowy dla ścieków szarych, e) Filtr piaskowy dla instalacji. Jak widać po 15 latach użytkowania instalacji najbardziej opłacalną okazała się dualna instalacja, gdzie ścieki czarne są podłączone do kanalizacji zbiorczej a ścieki szare oczyszczane na filtrze piaskowym. Sytuacja ta występuje zarówno przy zastosowaniu armatury wodoszczędnej jak i nie. Spowodowane jest to najniższymi kosztami eksploatacyjnymi takiego układu. Jednocześnie koszty inwestycyjne są tu jedne z najwyższych. Zapewne ten fakt wpływa na niedużą popularność takiego rozwiązania. Należy tu zaznaczyć, iż w rozważaniach nie zostało wzięte jeszcze jedno tańsze rozwiązanie unieszkodliwiania

9 ścieków szarych, mianowicie filtr gruntowy. Prawdopodobnie jego zastosowanie spowoduje, iż instalacja dualna będzie najbardziej rentowna już w pierwszych latach użytkowania.