Rapport. Håndtering av slam fra rensing av avløp i settefiskanlegg Forprosjektrapport

Transkript

1 - Åpen Rapport Håndtering av slam fra rensing av avløp i settefiskanlegg Forprosjektrapport Forfatter(e) Line Diana Blytt, Trond Knapp Haraldsen, Herman Helness, Bjarne Paulsrud, Yngve Ulgenes SINTEF Byggforsk Infrastruktur

2

3 Innholdsfortegnelse 1 INNLEDNING FORVENTET SLAMPRODUKSJON Eksisterende data, årstidsvariasjoner og ulike produksjonsregimer i anleggene Ulike strategier for smoltproduksjon Forutsetninger for å vurdere slamproduksjon Forutsetninger for produksjonsberegninger Forutsetninger for å beregne tilvekst Behov for innsamling av data, inkludert eventuelle målinger og forsøk AKTUELLE SLAMBEHANDLINGSMETODER, LUKTFJERNINGSPROSESSER OG DISPONERINGSALTERNATIVER Slambehandlingsmetoder, luktfjerning og disponeringsalternativer Generelt Disponeringsalternativer Slambehandling Luktfjerningsprosesser Forventede kostnader, bemanningsbehov og kompleksitet for ulike slambehandlingsmetoder og disponeringsalternativer Kostnader Bemanningsbehov og kompleksitet Oversikt over kvalitetskrav ved ulik disponering av slam fra settefiskanlegg Dagens forskriftskrav (gjødselvareforskriften) Data for slamkvalitet Hvilke kriterier/krav kommer i tillegg for ulike disponeringsalternativer Behov for forskning og utvikling på teknologisiden ULIKE STRATEGIER FOR SLAMHÅNDTERING VED SETTEFISKANLEGG Forbehandling på settefiskanlegget før transport til annet behandlingsanlegg Generelt Ingen oppkonsentrering av slammet før borttransport Fortykking/avvanning av slammet før borttransport Slambehandling på settefiskanlegget for bruk på jordbruksarealer Kalkbehandling Langtidslagring/enkel rankekompostering Reaktorkompostering Videregående slambehandling på settefiskanleggene for energiproduksjon OPPSUMMERING OG ANBEFALINGER FOR VIDERE ARBEID REFERANSER ENDELIG 2 av 37

4 1 INNLEDNING Mange settefiskanlegg har krav om rensing av avløpet før utløp i resipient. Det produseres i den sammenheng store mengder primærslam med lavt og noe varierende tørrstoffinnhold. Dette slammet oppbevares i tanker og går hurtig i forråtnelse med tilhørende luktproblemer. Slambehandling for stabilisering og hygienisering kreves for å kunne bruke produsert slam som representerer en ressurs i form av organisk stoff og næringssalter. Åsen settefisk v/morten Lund ga i en workshop som ble arrangert av akvarena 2. februar 2011, en redegjørelse for de problemene de stod ovenfor med tanke på håndtering av slam fra renseanlegget ved egne settefiskanlegg. Hovedproblemet var lukt fra slam som oppbevares i slamtanker. De hadde forsøkt å løse problemet med forskjellige alternative slambehandlingsmetoder uten å få et tilfredsstillende resultat. En metode de anså som lovende, var direkte kompostering/tørking i en spesialtilpasset reaktor der slam med 5 10 % tørrstoff ble tilført kontinuerlig til reaktoren. Ut fra prosessen kom et pulveraktig produkt med en jordaktig konsistens og lite lukt. Forsøkene med denne metoden pågikk og det var for tidlig å vurdere om denne metoden kan være et alternativ for anleggene til Åsen Settefisk. Pågående forsøk ved Bioforsk Jord og miljø med tilsvarende slam fra et annet landbasert oppdrettsanlegg viser at et slikt tørket og hygienisert produkt kan ha god virkning som N og P-gjødsel. I etterkant av workshopen ble det startet et forprosjekt der målet var å beskrive status og kunnskapsbehov for håndtering av slam fra rensing av avløpsvann i settefiskanlegg. Prosjektets fokus skulle være å finne løsninger for håndtering av slammet på en miljø- og ressursmessig god måte samtidig som kostnader og kompleksitet er lavest mulig for settefiskprodusentene. For å avgrense omfanget i forprosjektet, har hovedfokus vært på slamhåndteringen. Forventet slamproduksjon, tilgjengelighet av data for slamkvalitet og behandlingsmetoder for å oppfylle gjeldende krav er beskrevet i denne rapporten. Forprosjektet har ikke inkludert avfall fra f eks oppsamling av dødfisk eller lignende ved anleggene. Utslippsmengder, renseutstyr og slambehandlingsmetoder fra settefiskanlegg er også studert tidligere, bl.a. av Ulgenes og Eikebrokk (1993). Studien omfattet bl.a. kartlegging av utslippsmengder, renseeffekter og kostnader for behandling av avløpsvann fra settefiskanlegg med ulike typer renseutstyr. Undersøkelsene inkluderte siler av samme type som benyttes ved settefiskanlegg i dag. Studien omfattet også en vurdering av metoder for behandling og disponering av slam, men konkluderte ikke med valg av metode. Det er i dag fremdeles ikke noe enhetlig opplegg for behandling og disponering av slam som produseres ved rensing av avløp ved settefiskanlegg. I forprosjektet har man derfor vurdert alternative strategier for behandling og disponering av slik slam. I denne versjonen av rapporten er disse beskrevet som grunnlag for diskusjon med oppdragsgiver og referansegruppen med deltagere fra oppdrettsnæringen og teknologileverandører. ENDELIG 3 av 37

5 2 FORVENTET SLAMPRODUKSJON 2.1 Eksisterende data, årstidsvariasjoner og ulike produksjonsregimer i anleggene Slam fra avløpsrensing i settefiskanlegg stammer fra fiskens ekskrementer og fôrspill som følger med avløpsvannet ut fra anlegget. Mengden slamtørrstoff som produseres ved settefiskproduksjon er direkte relatert til mengden fisk som produseres og hvor mye fôr som anvendes i produksjonen. Estimering av slamproduksjon gjennom året krever derfor at man vurderer nøye hvilken produksjon man har i anlegget. Antall og størrelse av fisk produsert, leveringstidspunkter, forfaktor osv er viktig for å estimere slamproduksjon. Vurderinger av dette har vi derfor viet en del plass i dette kapittelet Ulike strategier for smoltproduksjon I norske smoltproduksjon er det etter hvert utviklet mange ulike varianter av produksjonsregimer. Vi kan her nevne noen varianter som er aktuelle: - Ulike strategier for oppdeling av fiskematerialet Selv om all rogn klekkes som en pulje ved et settefiskanlegg, kan fisken fra denne klekkingen deles opp i en gruppe høstsmolt ( 0-åringer også kalt 0+ ) og en gruppe vårsmolt ( 1-åringer også kalt 1+ ) - Ulike tidspunkter for klekking av rogn og oppdeling av rogngrupper Klekketidspunkt for rogn kan styres ved hjelp av temperatur, og på den måten spre produksjon og leveringstidspunkt over året - Valg av ulike temperaturprofiler gjennom året Temperatur er den enkeltfaktoren som har størst innvirkning på tilvekst. Varmesummen gjennom en produksjonssyklus bestemmer hvor stor fisken skal bli ved leveranse, og temperaturnivået bestemmer i hovedsak hvor lang tid det tar for hver fiskepulje å nå leveringsklar størrelse. Alle de ulike variantene har som fellestrekk at man forsøker å tilpasse produksjonen for å kunne sette ut smolt i sjøen over størst mulig del av året og dermed også spre produksjon av slakteklar fisk mest mulig over året. Denne spredningen av smoltproduksjon over året gir likevel ikke en jevn fordeling av fiskeproduksjon. Vi har her fortsatt to hovedperioder for utsett av smolt: april mai for 1-årig smolt og september-oktober for høstsmolten ( 0-åringer ). Ressursutnyttelse og produksjonsknapphet kan forklare mestedelen av denne oppdelingen i smoltproduksjonen: 1) Med økende etterspørsel etter smolt og til dels mye sentralisering av produksjonen, er det i dag viktig å utnytte vannressursene i settefiskanleggene best mulig for å oppnå en maksimal produksjon. En fundamental endring fra tidligere tider er at det nå produseres mye smolt der smoltifiseringstidspunktet styres med kunstig lys. Høstsmolt faller inn under denne kategorien, og høstsmolt ser ut til å utgjøre en økende del av produksjonen av smolt i Norge. Bruk av lysstyring muliggjør dessuten at levering av smolt i prinsippet kan forekomme gjennom hele året (årstidsuavhengig). Begrensningen ENDELIG 4 av 37

6 ligger imidlertid i at det normalt er vanskelig å sette ut smolt i sjøen de kaldeste delene av året (desember februar). Styrt smoltifisering kan gi fordeler med tanke på å utnytte tilgjengelige vannressurser, og den tekniske kapasiteten i settefiskanleggene d.v.s. karvolum og maskinelt utstyr på en bedre måte enn før. 2) Fleksibilitet i utsettingstidspunktene for smolt gir gode muligheter for å jevne ut biomassebelastning i merdanleggene i sjøen og samtidig oppnå jevnere slakting over året. For de integrerte selskapene er dette blitt mer vanlig. Hovedtyngden av utsettet foregår imidlertid fortsatt i april/mai for 1-åring og september/oktober for høstsmolt. Når vi skal betegne noe som normalen i dagens situasjon, er det at smoltutsett fra et tenkt smoltanlegg foregår i to hovedperioder innenfor de angitte tidsrommene. Vi har derfor brukt dette som basis under sammenligning av strategier som grunnlag for biomasseproduksjon og potensiell slamproduksjon fra settefiskanlegg. Nesten alle settefiskanlegg i Norge produserer fisk i gjennomstrømmingsanlegg. Bruken av resirkuleringsanlegg i smoltproduksjon er økende, men dette utgjør fortsatt bare i størrelsesorden 5 % av anleggene. I hovedsak er det oksygenering og luftesystemer for CO 2 -fjerning som bidrar til redusert vannforbruk i et vanlig settefiskanlegg i Norge Forutsetninger for å vurdere slamproduksjon Vi har i disse beregningene definert det vi kan kalle et basisanlegg for smoltproduksjon. Basisanlegget er ikke nødvendigvis et gjennomsnittsanlegg for Norge i dag, men produksjonen gjenspeiler et typisk norsk smoltanlegg. Punktene nedenfor angir forutsetningene som ligger til grunn for smoltproduksjonen i et slikt basisanlegg Forutsetninger for produksjonsberegninger - Anlegget produserer til sammen 1 million smolt pr. år. Denne smoltmengden er en sum av vårsmolt (1+), høstsmolt (0+) og eventuelt andre varianter. Med gitte begrensninger kan man da multiplisere verdiene fra dette basisanlegget opp til den mengden smoltproduksjon man skal vurdere. - Det anvendes varmepumpe som har kapasitet nok til å produsere vann for startfôring i januar og holde temperatur på minst 12 o C for denne gruppen av fisk frem til råvannstemperaturen er på dette nivået. Anlegget bruker ikke oppvarmet vann på annet en fisk i startfôring og første del av påvekstfasen (til ca 10 gram). Denne oppvarmingskapasiteten muliggjør produksjon av 0-åring og en relativt stor 1årig smolt. - Temperaturprofilen i råvannet er som angitt i Figur 2.2. ENDELIG 5 av 37

7 gram - Fisk som skal bli til høstsmolt 0+), sorteres fra og settes på lysstyring (kort dag) i begynnelsen av juni, og denne leveres som høstsmolt i september. - Vårsmolten (1+) har opphav i den delen av fiskematerialet som ikke ble satt på lysstyring om sommeren, og den smoltifiserer vanligvis ved naturlig dagslys. Vårsmolten er leveringsklar i løpet av april. - Fordelingen mellom høstsmolt og vårsmolt i basisanlegget er som følger: o 40 % av det totale antallet smolt leveres som høstsmolt. o 60 % av det totale antallet smolt leveres som vårsmolt jan feb mar apr mai jun jul aug sep okt nov des Figur 2.1 Gjennomsnittsvekter (gram) for smolt utsatt i ulike måneder av året i årene Snittvektene er registrert for hvert månedsskifte etter utsett i sjø. Et sentralt punkt når man skal angi hva som er en basisproduksjon, er hva som kan kalles normal smoltstørrelse. Figur 2.1 gir en oversikt over gjennomsnittsvekter for smolt i månedsskiftet etter utsett i sjø for alle årets 12 måneder i årene Dette er relativt gamle tall, men vi antar at situasjonen er omtrent den samme for smoltvekter i dag. Hvis vi ser på perioden april-juni, er snittstørrelsene i området fra 110 gram i april og ned til ca 70 gram i juni. Dette indikerer at den største smolten er leveringsklar først, mens smoltvekten avtar utover i perioden fordi den minste smolten er utsettingsklar sist. Denne variasjonen i størrelse for april-juni kan også skyldes at smolt sør i Norge, som gjerne er litt større enn den i nord, settes ut i sjøen i april mens smolt i nord settes ut så sent som juni. For august er snittstørrelsen i området 80 gram, mens den for september er ca 70 gram. Utsettet i august kan være fisk som er klekt sent året før og settes ut som smolt på ettersommeren (juli-august). I de øvrige periodene av året, og spesielt månedene desember t.o.m. mars, er det noe variasjon fra år til år m.h.t. snittvekter. For året 2004 ble det satt ut nokså stor fisk om vinteren, og vi antar at utsetting av stor ENDELIG 6 av 37

8 smolt er en trend som utvikles framover. Myndighetenes signaler om at det gis åpning for å produsere settefisk helt opp til 1 kg, gjør at produksjon av stor settefisk kan få større omfang fremover. Mye av denne produksjonen forventes å foregå i sjøvann enten på land eller i lukkede anlegg i sjø. Rensing av avløp fra denne produksjonen vil gi et slam som inneholder mye salt. Eventuell økt slamproduksjon som følge av produksjon av settefisk opp til 1 kg er ikke tatt med i dette prosjektet. Hovedtyngden av fisken som ble satt i sjøen i vintermånedene i perioden (fig 2.1) var sannsynligvis smolt som ble tidlig smoltifisert på settefiskanleggene og oppbevart en periode i sjøvann i kar før den ble satt i sjøen. Rensing av avløp fra denne produksjonen medfører også et slam som inneholder mye salt. Som nevnt ovenfor, er ikke denne typen slam tatt med her. Hvis vi forutsetter utsett av smolt fra basisanlegget i april og september d.v.s. innenfor de vanligste tidsrommene for h.h.v. 1-årig og 0-årig smolt vil vi legge til grunn at normal smoltstørrelse er: - ca 110 gram for 1 årig smolt (vårsmolt) - ca 70 gram for 0-årig smolt (høstsmolt) For vårutsettet er denne snittvekten litt i overkant, men vi antar at hovedtyngden av smolt settes i sjøen i månedsskiftet april/mai og at den angitte snittvekten derfor bør reflektere snittverdien for april, mer enn den for mai i Figur 2.1. For høstutsettet er 70 gram omtrentlig det snittet man har i september, og det forventes at mestedelen av høstsmolten settes i sjøen i denne måneden Forutsetninger for å beregne tilvekst - Ved beregninger av tilvekst har vi kun regnet med gjennomsnittstørrelser. Vi ser bort fra at det er vanlig at man tidlig i produksjonssyklusen sorterer ut en god del undermåls fisk som destrueres. Det er i beregningene tatt med at noe fisk fjernes i det man deler opp materialet for å starte lysstyring av høstsmolt (ca månedsskiftet mai-juni). - Fisken går i ferskvann helt til den er ferdig smoltifisert og klar for overføring til sjø. Dette betyr i denne sammenheng at omtrent alt slam som produseres inneholder kun ferskvann dvs. lavt saltinnhold. - For å beregne tilvekst og biomasse, brukes vekstfaktor. Denne er definert av formelen: VF 1000 døgngradsum 3 W 1 3 W 0 der: VF = vekstfaktor døgngradsum = gjennomsnittstemperatur * antall dager ENDELIG 7 av 37

9 oc W 1 W 0 = sluttvekt (gram) for perioden = startvekt (gram) for perioden - For de ulike produksjonsperiodene velges følgende vekstfaktorer: o 0 1 gram: vekstfaktor = 1 o 1 10 gram: vekstfaktor = 1-1,3 o gram: vekstfaktor = 1,3-1,8 - Produksjonen er beregnet med intervaller på 7 dager - Dødelighet er satt til 1,5 % pr. måned og regnes av gjenværende antall fisk til enhver tid Temperaturregime Temperatur er den viktigste moderatoren for tilvekst. Beregningene her er gjort med bakgrunn i temperaturprofilen gitt i Figur jan 02-mar 01-mai 30-jun 29-aug 28-okt 27-des Figur 2.2 Temperaturkurve for råvann i beregninger av produksjon. Startfôring skjer ved 12 o C og man holder denne temperaturen fra begynnelsen av startfôringen og frem til råvannet til anlegget har samme temperatur dvs. bruk av varmepumpe. Maksimal temperatur om sommeren settes til ca 14 o C. Startfôring begynner vanligvis i januar. Siden vi her ikke har lagt til grunn at smolten skal være spesielt stor ved leveranse, har vi lagt begynnende fôring til slutten av januar. Dette vil også være det mest vanlige, siden både rognleveranse og kapasitet for oppvarming i de fleste anleggene er innrettet mot dette. ENDELIG 8 av 37

10 Spesifikk slamproduksjon Spesifikk slamproduksjon relateres gjerne til mengde fôr om brukes i produksjonen. Når vi her har beregnet biomasse gjennom hele produksjonssyklusen, vil mengde fôr som brukes til dette, beregnes direkte via en fôrfaktor (kg fôr pr kg tilvekst). Vi kan anta at fôrfaktoren i smoltproduksjon ligger i området 0,8 1,1 for gjennomstrømmingsanlegg. Fôrfaktoren varierer noe gjennom syklusen, med lavere fôrfaktor i starten enn på slutten mot levering. Når vanntemperaturen går ned om høsten og gjennom vinterhalvåret er det gjerne vanlig at fôrfaktoren går noe opp i forhold til resten av året. For å fange opp at forfaktoren varierer noe både i forhold til fiskestørrelse og gjennom året, har vi satt en gjennomsnittlig forfaktor på 1,0. Denne fôrfaktoren impliserer noe fôrspill i produksjonen. Det er ikke mange publikasjoner som beskriver slamproduksjon ved rensing av avløp fra smoltanlegg for laksefisk, og de referansene som finnes, er basert på arbeid år tilbake i tid. Tabell 1 gir en kort oversikt over relevante arbeider. Tabell 2.1. Data for spesifikk slamproduksjon fra ulike kilder. Referanse art Slam TS Spesifikk slamproduksjon (Bergheim, Sanni et al. 1993) Laks 5 10 % 1 1,5 L/kg fôr (Bergheim, Cripps et al. 1998) Laks 10 % 0,7 L/kg fôr (Ulgenes 1997) Laks 9,7 % 1,5 L/kg fôr (Lund 2011) Laks % 2 L/kg fôr (Ulgenes and Lundin 2003) Ferskvannsørret/Røye 2,9 3,6 9 9,6 L/kg fôr Vi ser av tabellen ovenfor at målt slamproduksjon i forsøk med laks har ligget i området 0,7 2 L/kg fôr. I forsøkene som ble gjennomført med ferskvannsørret og røye, ble det imidlertid målt vesentlig lavere tørrstoff i slammet (2,9 3,6 %) samt at spesifikk slamproduksjon også var høyere (9 9,6 L/kg fôr). En av årsakene til at slammet i disse forsøkene var så mye tynnere, kan ha vært at det her ble benyttet en annen fôrtype enn i forsøkene med laks. Sistnevnte forsøk var heller ikke satt opp med tanke på å undersøke hvor tykt slam som kan produseres i en virvelseparator, slik at selve prøvetakingsprosedyren kan også ha innvirket på resultatet. Hvis man regner om slamproduksjonen i sistnevnte forsøk til 10 % TS i slammet, ville den spesifikke slamproduksjonen bli 1,12 1,23 L slam pr kg fôr, altså i tråd med de øvrige resultatene. Med bakgrunn i tidligere utførte prosjekter samt det som ble presentert av Morten Lund i workshop 2. februar 2011 ved SINTEF Fiskeri og Havbruk, kan vi hevde at produksjon av slam med 10 % TS vil ligge i området 1,5 2 kg råslam pr kg fôr som brukes i produksjonen (ref tabell 2.1). ENDELIG 9 av 37

11 Som nøkkeltall for å beregne slamproduksjonen, har vi derfor valgt: Lavt estimat: 1,5 L slam pr kg fôr Høyt estimat: 2,0 L slam pr kg fôr Vi har her valgt å definere tørrstoffinnholdet i slammet til 10 % fordi dette da stemmer relativt bra med det tørrstoffet man kan oppnå i praksis. Når vi beregner produksjon av biomasse, forbruk av fôr samt høyt og lavt estimat av slamproduksjon, fremkommer verdier som gitt i tabell 2.2. I en rapport fra NOFIMA som omhandler slamproduksjon i resirkuleringsanlegg (delcampo et al., 2010), ble slamproduksjonen estimert med bakgrunn i fôrforbruket på samme måte som vi har gjort her for gjennomstrømmingsanlegg. Dette kan vi gjøre siden mengden slamproduksjon fra heterotrof vekst i et biofilter normalt er svært liten sammenlignet med mengde ekskrementer fra fisk samt spillfôr som genereres direkte i produksjonsenhetene. I et resirkuleringsanlegg må disse partiklene fjernes raskt via siling eller tilsvarende partikkelrensing på avløpet fra karene. I nevnte rapport angis en slamproduksjon i størrelsesorden 22 tonn TS for å produsere 1 million smolt på 100 gram (del Campo et al., 2010). Det var her lagt inn en renseeffekt på 87,5 % for partikulært stoff (TSS), noe vi mener er en relativt høy total renseeffekt dersom man produserer slam med ca 10 % TS i renseprosessen. Tabell 2.2 beskriver mengde produsert slam med 10 % TS 1 million smolt pr år der slamproduksjonen er angitt pr måned gjennom året samt total. Som tallene viser, er slamproduksjonen størst i månedene august og september, mens den er lavest i vintermånedene (desember mars). Størrelsen av settefiskanlegg er økende og i takt med en økende lakseproduksjon. Som normale anleggsstørrelse kan man i framtiden forvente at settefiskanlegg produser i størrelsesorden 2,5 10 millioner smolt pr år. Med bakgrunn i tallene i tabell 2.2 kan vi estimere årlig slamproduksjonen (10 % TS) pr anlegg til: - For 2,5 millioner smolt pr år: tonn - For 5 millioner smolt pr år: tonn - For 10 millioner smolt pr år: tonn Det ble i 2010 produsert totalt 269 millioner sjøklar settefisk av laks og ørret. Den potensielle slamproduksjonen fra denne mengden fisk produsert med bakgrunn i forutsetningene satt opp ovenfor ville vært i området: tonn slam med 10 % TS ENDELIG 10 av 37

12 Tabell 2.1 Beregnet produksjon av biomasse, fôrforbruk ved produksjon av 1 million smolt pr år og fordeling av 0-åring og 1 åring som angitt i tekst. I tillegg estimater av slamproduksjon med 10 % TS i slammet. Lavt estimat baseres på spesifikk slamproduksjon på 1,5 kg slam pr kg fôr, mens høyt estimat på samme måte baseres på 2,0 kg slam pr kg fôr. Biomasse Fôrforbruk Slamproduksjon produsert Lavt estimat Høyt estimat tonn tonn tonn tonn Januar 3,6 3,6 5,5 7,3 Februar 4,2 4,2 6,3 8,5 Mars 6,3 6,3 9,4 12,6 April 7,1 7,1 10,6 14,2 Mai 7,3 7,3 11,0 14,6 Juni 6,2 6,2 9,3 12,3 Juli 8,4 8,4 12,6 16,8 August 17,2 17,2 25,8 34,4 September 16,9 16,9 25,3 33,8 Oktober 8,3 8,3 12,4 16,5 November 6,2 6,2 9,4 12,5 Desember 3,7 3,7 5,6 7,5 Sum pr år 95,5 95,5 143,2 191,0 2.2 Behov for innsamling av data, inkludert eventuelle målinger og forsøk Det er lite tilgjengelige analyseresultater for fiskeslam, og i denne rapporten er det nyttet analyseresultater som var tilgjengelige ved Bioforsk Jord og miljø fra tidligere prosjekter. Når det gjelder andre typer organiske avfallsmaterialer som avløpsslam og ulike typer komposter finnes det et stort materiale, og behandlingsanleggene har også internkontrollsystemer med omfattende prøvetaking. Som et skritt videre er det viktig at en får analysert fiskeslammet til alle settefiskanlegg som har krav til oppsamling av slam. Gjennom slike undersøkelser kan en danne seg et bilde av variasjonen mellom anlegg når det gjelder innhold av næringsstoffer og tungmetaller, og på grunnlag av slike data kan en sikkert fastslå om analysene og vurderingene i denne rapporten er dekkende for den faktiske situasjonen. Slammengder for et anlegg som produserer 1 million smolt med 40 % levert på høsten og 60 % levert på våren er estimert i denne rapporten og angitt som tonn slam med 10 % TS. Dette er vurdert å være tilstrekkelig for vurderingene av disponeringsstrategier. Mer detaljerte data på produserte slammengder og tørrstoffkonsentrasjon som oppnås, må bl.a. ses i sammenheng med renseprosessen på avløpet. Ulikt fôrforbruk (uttrykt som fôrfaktor) samt variasjoner i fôrkvalitet og sammensetning kan også gi ulike resultater. Dette er forhold man må vurdere nøyere i sammenheng med konkrete prosjekter og kan eventuelt samles inn ved vurderinger av løsninger for spesifikke settefiskanlegg. ENDELIG 11 av 37

13 3 AKTUELLE SLAMBEHANDLINGSMETODER, LUKTFJERNINGSPROSESSER OG DISPONERINGSALTERNATIVER 3.1 Slambehandlingsmetoder, luktfjerning og disponeringsalternativer Generelt Valg av slambehandlingsmetoder og disponeringsalternativer må ta utgangspunkt i gjeldende regelverk (lover og forskrifter) hvorav de mest sentrale er gjødselvareforskriften og avfallsforskriften (se kap 3.3). I tillegg kommer følgende faktorer som må vektlegges: Miljøhensyn (lukt, vannforurensing) Spesielle krav fra kundene (sluttbrukere av slammet) Kostnader (investeringer og drift/vedlikehold) Slamproduksjon (anleggsstørrelse, evt. fellesanlegg) Slamkvalitet Hovedhensikten med all slambehandling blir derfor, som et minimum, å tilfredsstille myndighetskrav og dessuten ta hensyn til de øvrige faktorer som nevnt overfor. Før man velger en slambehandlingsløsning må man imidlertid alltid ha gjort en vurdering av hvilke disponeringsalternativer som er mest aktuelle, og så ta utgangspunkt i dette når man vurderer de øvrige faktorer Disponeringsalternativer Det er i prinsippet 3 hovedalternativer for sluttdisponering av slam i Norge: 1. Bruk av slam på jordarealer 2. Forbrenning av slam med deponering av asken 3. Deponering av slam i egne deponier eller på avfallsdeponier Alternativ 1 er det foretrukne alternativet fra myndighetenes og bransjens side, og i praksis har det etablert seg 3 underalternativer her: a) Bruk av slam på jordbruksarealer (vesentlig kornarealer) b) Bruk av slam på grøntarealer (areal som ikke brukes til matproduksjon) c) Bruk av slam som ingrediens i jordblandinger (maks 30 volumprosent slam i ferdig jordblanding) Alternativ 2 krever konsesjon fra Fylkesmannen, og i dag er det bare Bergen kommune som har søkt og fått konsesjon til brenning av slam i regionenes søppelforbrenningsanlegg. Kommunen har så langt ikke brukt konsesjonen sin, da forbrenningen innebærer vesentlig høyere kostnader enn ved bruk av Alternativ 1. ENDELIG 12 av 37

14 Alternativ 3 er ikke lenger noe reelt alternativ etter at avfallsforskriften fra sommeren 2009 forbyr deponering av alt biologisk nedbrytbart avfall, inkl. avløpsslam. Det kan søkes om midlertidig unntak fra denne regelen for slam som har et tungmetallinnhold som er høyere enn kvalitetskravene i gjødselvareforskriften for bruk av slam på jordarealer Slambehandling Slambehandlingsmetodene deles gjerne inn i 3 hovedgrupper: Metoder for reduksjon av vanninnholdet (fortykking, avvanning, tørking) Metoder for stabilisering Metoder for hygienisering Reduksjon av vanninnholdet (oppkonsentrering av slam) gjøres primært for å begrense kostnadene ved etterfølgende behandling/transport, men også for å begrense forurensingsfaren ved disponering av slammet. Stabilisering av slam er en fellesbetegnelse på de prosesser som har til hovedhensikt å redusere lukt- og andre miljøproblemer som ellers vil oppstå ved håndtering av råslam. Dette kan skje ved kontrollert nedbryting av organisk materiale i slammet (aerob eller anaerob stabilisering/biogassanlegg) eller midlertidig ved tilsetting av kjemikalier (for eksempel kalk) som for en viss tid hindrer nedbryting i å komme i gang. Ved hygienisering av slam er hovedhensikten å redusere faren for overføring av sykdomssmitte til mennesker, dyr og planter ved lagring og bruk av slam på jordarealer. Figur 3.1 viser de slambehandlingsløsninger som er i fullskala bruk i Norge. Det er her tatt utgangspunkt i at alt råslam fortykkes/er fortykket før det stabiliseres/hygieniseres og avvannes. ENDELIG 13 av 37

15 Fortykket råslam (fortykket) Aerob, termofil forbeh. Pasteurisering Termisk hydrolyse Våtkom postering Mesofil, anaerob stab. Mesofil, anaerob stab. Termofil anaerob stab. Mesofil, anaerob stab. Mesofil, anaerob stab. Avvanning Termisk tørking Kalkbehandling Kompostering Langtidslagring/enkel rankekompostering Stabilisert og hygienisert slam Figur 3.1 Slambehandlingsmetoder som kan gi et stabilisert og hygieniert slam. Hygieniseringstrinnet for hver metode er uthevet, (Nybruket, et al., 2003). Det fremgår av Figur 3.1 at noen behandlingsmetoder gir både en stabilisering og hygienisering av slammet. Dette gjelder våtkompostering, termofil anaerob stabilisering (biogassanlegg), kalkbehandling (tilsetting av brent kalk til avvannet slam), kompostering (reaktor eller ranke) og langtidslagring/enkel rankekompostering. Noen av disse metodene (kalkbehandling, kompostering og langtidslagring) gir også en ytterligere reduksjon av vanninnholdet etter avvanning. Biogassanlegg (anaerob stabilisering) som drives mesofilt (37-40 C), må alltid ha et separat hygieniseringstrinn, og i Figur 3.1 er dette vist i 4 ulike løsninger Luktfjerningsprosesser De ulike slambehandlingsmetodene innebærer forskjellig potensial for luktutvikling under behandling og lagring og forskjellige muligheter for å begrense luktulemper ved tekniske tiltak. Generelt vil behandlingsprosesser og lagring som foregår i lukkede reaktorer /tanker/bassenger gi gode muligheter for å sette inn luktreduserende tiltak på ventilasjonsluften fra de lukkede rommene. I Tabell 3.1 er det gjort en sammenstilling av luktmessige forhold for de ulike slambehandlingsmetodene. ENDELIG 14 av 37

16 Tabell 3.1 Luktpotensial og muligheter for luktreduserende tiltak. Slambehandlingsmetode Potensial for luktutvikling Under behandling Ved lagring etter behandling Våtkompostering Meget stort Middels stort (avhengig av temperatur i slammet) Kompostering i reaktor Kompostering i ranker Muligheter for luktreduserende tiltak Gode. Luktreduksjonsanlegg er standard Stort Middels-stort Gode under behandling, men dårlige ved ettermodning Stort Middels-stort Dårlige både ved behandling og ettermodning Langtidslagring Middels-stort Middels-stort Dårlige Kalkbehandling Meget-stort Stort Gode under behandling og ved lagring i lukket siloer. Middels ved lagring i åpne containere Biogassanlegg (mesofil drift, C) Biogassanlegg (termofil drift, 55 C) Lite-middels Lite-middels Gode ved lagring i lukkede basseng/tanker Stort Stort-middels (avhengig av temperatur i slammet) Gode ved lagring i lukkede basseng/tanker Pasteurisering Stort Se biogassanlegg Se biogassanlegg Aerob, termofil forbehandling Se våtkompostering Se våtkompostering Se våtkompostering Termisk hydrolyse Stort Se biogassanlegg Se biogassanlegg Termisk tørking Stort Lite-middels (avhengig av temperatur i slammet) Gode ved lagring i lukkede siloer Nedenfor er det gitt en kort omtale av ulike luktreduksjonsmetoder som man har lang erfaring med fra avløpsrenseanlegg/slambehandlingsanlegg. Disse metodene forutsetter at man kan samle opp den luktbelastede luften i rør/kanaler ved hjelp av ventilasjonstekniske tiltak, og føre luften frem til luktreduksjonsanlegget. Flere av metodene kan med fordel kombineres for å oppnå den mest kost-effektive løsningen for de aktuelle luktstoffene. Biologiske filtere (kompostfiltre) Biofiltere kan behandle mange forskjellige typer luktkomponenter. De er normalt enkle i bruk og krever et lite forbruk av kjemikalier. De er imidlertid ofte plasskrevende og kan være sensitive for høye konsentrasjoner av hydrogensulfid og ammoniakk samt store variasjoner i ph. Man må også av og til skifte filtermateriale, hyppigheten avhenger av flere forhold, bl.a. type filtermateriale som benyttes, klimatiske forhold og luktbelastning i forhold til filterets størrelse. ENDELIG 15 av 37

17 Biologiske scrubbere Prinsippet her er at forurenset luft trekkes motstrøms inn i et biofilter (ofte plastelementer) som overrisles med vann, og der det vokser bakteriekulturer som bryter ned luktstoffer. Bioscrubbere kan behandle store mengder luktforurenset luft. De kan være godt egnet for fjerning av hydrogensulfid, men det kan være vanskelig å kontrollere og opprettholde en stabil prosess. Kjemiske scrubbere I oppbygging ligner disse på bioscrubberen, men her benyttes kjemikalier for å fjerne luktstoffer. Kjemiske scrubbere kan enten være basiske for fjerning av hydrogensulfid, sure for fjerning av ammoniakk eller oksidative for å oksidere luktkomponenter. Kjemiske scrubbere krever bruk av større mengder, ofte aggressive, kjemikalier (syre, lut, klor). Vedlikehold og drift krever en god oppfølging. Kullfiltere Kullfiltere kan brukes for mange typer luktkomponenter. De er enkle i bruk, men forbruket av filtermateriale er stort ved behandling av større og konsentrerte utslipp. Dette vil innebære hyppig skifte av filtermateriale og høye kostnader, og det er vanskelig å vite når filteret må skiftes. UV-fotooksidasjon/ozon UV-lys har energi nok til å splitte opp proteinkjedene i luktforurensende luft og samtidig danner UV lyset ozon som oksiderer de oppsplittede organiske emnene i luften til stoffer som ikke lukter. Teknikken har lenge vært benyttet innen næringsmiddelindustrien, fiskeindustrien, avløpsanlegg, der man vil fjerne lukter. Da ozon ble introdusert som luktreduksjonsmiddel på avløpssektoren, ble den av enkelte leverandører markedsført under navn som aktiv oksygen og ionisert luft, for å unngå det negativt betonte ordet ozon. I dag er situasjonen annerledes, og seriøse leverandører vektlegger informasjon til driftspersonell. Ved riktig bruk anses bruk av ozon som en helsemessig betryggende luktreduksjonsmetode. Stripping/vasking Denne metoden baseres på at forurenset luft suges av og tilføres sugesiden på en blåsemaskin for så å bli blåst via diffusorer inn i vann, eller et annet væskemedium, med en aktiv biologisk kultur. Termisk oksidasjon (forbrenning) Det å lede forurenset luft til et forbrenningskammer gir effektiv luktfjerning. Dette forutsetter at det finnes et olje- eller gassfyrt anlegg ved det aktuelle anlegget som produserer varmeenergi kontinuerlig. Ved forbrenningen vil luktstoffene omformes til andre stoffer (for eksempel svoveldioksid og nitrogendioksid). Dersom luktgassene inneholder mye hydrogensulfid og ammoniakk, bør en sjekke dette mot utslippskravene for anleggets røykgass. ENDELIG 16 av 37

18 3.2 Forventede kostnader, bemanningsbehov og kompleksitet for ulike slambehandlingsmetoder og disponeringsalternativer Kostnader Både investeringskostnader og drifts- og vedlikeholdskostnader for de ulike slambehandlingsmetodene vil variere med anleggsstørrelsen samt med en rekke stedsspesifikke forhold. Det er derfor ikke mulig å operere med generelle slambehandlingskostnader som kan brukes til planlegging og valg av metode(r) i hvert enkelt tilfelle. Dersom man skal få frem kostnadsdata av noen verdi for et spesifikt prosjekt, må det gjennomføres et skisseprosjekt/forprosjekt i hvert enkelt tilfelle hvor det blant annet tas hensyn til aktuelle disponeringsalternativer, slammengder, tørrstoffmengder, separat-/fellesanlegg osv. Ved sammenligning av slambehandlingskostnader er det vanlig å beregne årskostnader (summen av kapitalkostnader og drifts-/vedlikeholdskostnader), og angi disse som kr/tonn TS behandlet slam. Basert på erfaringer med kostnader for slambehandlingsanlegg ved avløpsrenseanlegg kan det gis noen generelle retningslinjer for hvilke slambehandlingsmetoder som vil være aktuelle rent kostnadsmessig for ulike anleggsstørrelser (tonn TS behandlet pr. år). Tabell 3.2 gir en indikasjon på dette. Tabell 3.2 Grov indikasjon på valg av slambehandlingsmetoder ut fra økonomiske kriterier og basert på årlig tørrstoffmengde til behandling. Tørrstoffmengde til behandling (tonn TS/år) Mindre enn ca 250 Ca 250 ca 500 Mest aktuelle slambehandlingsmetoder ut fra økonomiske kriterier Langtidslagring/enkel rankekompostering Kalkbehandling, våtkompostering, rankekompostering Over ca 500 Anaerob stabilisering (biogassanlegg) + hygieniseringstrinn, reaktorkompostering, kalkbehandling Med de relative små slammengder som produseres ved aktuelle størrelser av settefiskanlegg (14-19 tonn TS per 1 million smolt produsert), vil det rent økonomisk alltid være hensiktsmessig å vurdere transport av slammet til et fellesanlegg for slam fra flere settefiskanlegg eller også til behandlingsanlegg for organisk avfall (for eksempel kildesortert kjøkkenavfall), husdyrgjødsel eller avløpsslam. Ved sambehandling med avløpsslam må det avklares hvilke slamtyper som inngår, da kjemisk felt slam kan gi et ferdig produkt hvor fosforet er lite tilgjengelig. Gjødselvareforskriften har også noen flere restriksjoner på bruk av et slamprodukt hvor det inngår avløpsslam. De slambehandlingsmetodene som økonomisk sett er best tilpasset små slammengder (langtidslagring/enkel rankekompostering, rankekompostering og kalkbehandling) forutsetter at slammet avvannes til minimum ca 20 % TS-innhold før videre behandling (Figur 3.1). Ved transport av slam fra et settefiskanlegg til et felles behandlingsanlegg, vil det også være kostnadsbesparende å avvanne (oppkonsentrere) slammet før bortkjøring. Dette omtales videre i kap ENDELIG 17 av 37

19 3.2.2 Bemanningsbehov og kompleksitet Generelt sett øker bemanningsbehovet og kompleksiteten ved slambehandlingen med anleggsstørrelsen, dersom det bare legges økonomiske kriterier til grunn for valg av slambehandlingsmetode. Dette innebærer at de enkleste metodene som langtidslagring og enkel rankekompostering, krever liten bemanning, og det er ukomplisert å drive anleggene. Gjødselvareforskriften krever imidlertid at alle slambehandlingsanlegg, også de enkleste, har utarbeidet et internkontrollopplegg som anleggseier skal følge i den rutinemessige driften. Det er nylig, i regi av Norsk Vann, utarbeidet en veiledning for drift av anlegg for langtidslagring og enkel rankekompostering av slam (Paulsrud, 2010). For alle de øvrige slambehandlingsmetodene vil det være nødvendig med en bemanning hvor det som et minimum, settes av noen timer hver arbeidsdag til å følge opp anlegget og gjøre de nødvendige driftsanalyser for å sikre at kravene i gjødselvareforskriften overholdes. Disse metodene krever også at det er en bemanning som har spesialopplæring for den aktuelle behandlingsmetoden, og at den driftsansvarlige for slambehandlingen har kunnskap om og forståelse for etablering og drift av internkontrollsystemet. 3.3 Oversikt over kvalitetskrav ved ulik disponering av slam fra settefiskanlegg Fiskeslam har mange av de samme egenskapene som husdyrgjødsel fra landdyr, og kan således betraktes som husdyrgjødsel av fisk. Fiskeslam omfattes av forskrift om gjødselvarer mv. av organisk opphav (jfr. pkt 5 i vedlegg 4 i gjødselvareforskriften) (Landbruks- og Matdepartementet, 2003). Ut fra Mattilsynets bestilling av vurdering av utredning om smitterisiko fra Vitenskapskomiteen for mattrygghet (VKM) er det klargjort at denne typen slam ikke omfattes av forskrift 27. oktober 2007 nr om animalske biprodukter som ikke er beregnet for konsum (biproduktsforordningen). Vurderingen fra VKM (Lunestad & Rimstad 2011) konkluderer med at det er svært lite sannsynlig at smittestoff (virus, bakterier og parasitter) som forekommer i slam fra klekkeri og settefiskanlegg, representerer en fare for mennesker når dette blir brukt som gjødsel eller jordforbedringsmiddel. Vurderingen omfatter bare slam som ikke inneholder død fisk. Med innhold av død fisk må slammet behandles i henhold til biproduktforordningen for kategori 2 materiale Dagens forskriftskrav (gjødselvareforskriften) Forskrift om gjødselvarer mv. av organisk oppgav (gjødselvareforskriften) regulerer bruk av alle typer organiske gjødsel- og jordforbedringsmidler (Landbruks- og Matdepartementet 2003). Forskriften har spesielle regler for husdyrgjødsel, og særlige bruksbegrensninger for avløpsslam og avfall fra potetindustrien. Gjødselprodukter som omsettes eller tas i bruk av andre enn produsent pliktes å være registrert hos Mattilsynet (MATS). Ut fra erfaringene til Lunestad & Rimstad (2011), er det få registrerte gjødselprodukter basert på fiskeslam. Når det gjelder husdyrgjødsel, er det i forskriften angitt krav til spredeareal i forhold til utskilt mengde fosfor i gjødsla (gjødseldyrenhet, GDE). Størrelsen på besetningen er således oppad begrenset til tilgjengelig spredeareal. Det er ikke angitt GDE for verken smoltproduksjon (landbasert) eller sjøbasert oppdrett, og ENDELIG 18 av 37

20 således er det pr. i dag ikke uttrykt et krav til spredeareal for landbasert fiskeoppdrett. Det er sannsynlig at det blir foretatt en justering av GDE i forbindelse med den pågående revisjonen av forskriften. Organisk avfallsmaterialer deles inn i fire kvalitetsklasser ut fra konsentrasjoner av tungmetaller på tørrstoffbasis (Tabell 3.3). Ut fra konsentrasjonene av tungmetaller blir det ulike bruksbegrensninger avhengig av om produktene nyttes i jordbruk eller til grøntarealer (Tabell 3.4). Tabell 3.3 Kvalitetsklasser ut fra konsentrasjoner av tungmetaller (mg/kg tørrstoff). Kvalitetsklasser 0 I II III Maksimalt tillatt innhold av tungmetaller (mg/kg tørrstoff) Kadmium (Cd) 0,4 0,8 2 5 Bly (Pb) Kvikksølv (Hg) 0,2 0,6 3 5 Nikkel (Ni) Sink (Zn) Kobber (Cu) Krom (Cr) Tabell 3.4 Bruksbegrensninger for organisk avfall ut fra kvalitetsklasse. Arealtype Kvalitetsklasse Mengdebegrensning Jordbruk, hager og parker 0 Etter plantenes behov I 4 tonn TS per dekar og 10. år II 2 tonn TS per dekar og 10. år Grøntarealer 0 Etter plantenes behov I-III 5 cm lag innblandet Kvalitetsklasse 0 kan nyttes på jordbruksareal, private hager, parker, grøntarealer og lignende. Tilført mengde må ikke overstige plantenes behov for næringsstoffer. Kvalitetsklasse I kan nyttes på jordbruksareal, private hager og parker med inntil 4 tonn tørrstoff per dekar over 10 år. Kan nyttes på grøntarealer og lignende der det ikke skal dyrkes mat eller fôrvekster. Produktet skal legges ut i lag på maksimalt 5 cm tykkelse og blandes inn i jorda på bruksstedet. Kvalitetsklasse II kan nyttes på jordbruksareal, private hager og parker med inntil 2 tonn tørrstoff per dekar over 10 år. Kan nyttes på grøntarealer og lignende der det ikke skal dyrkes mat eller fôrvekster. Produktet skal legges ut i lag på maksimalt 5 cm tykkelse og blandes inn i jorda på bruksstedet. ENDELIG 19 av 37

21 Kvalitetsklasse III kan nyttes på grøntarealer og lignende arealer der det ikke skal dyrkes mat- eller fôrvekster. Produktet skal legges ut i lag på maksimalt 5 cm tykkelse hvert 10. år og blandes inn i jorda på bruksstedet. Brukt til toppdekke på avfallsfyllinger skal dekksjiktet være maksimalt 15 cm. Mengdebegrensningene som er angitt i forskriften, er utelukkende laget med tanke på å begrense tilførselen av tungmetaller til arealer som det dyrkes matvekster og det er ikke lagt til grunn agronomiske vurderinger. Mengdebegrensningene er tilpasset bruk som jordforbedringsmidler, men en kan alternativt bruke 1/10 av maksimal mengde for klasse I eller II årlig som gjødsel. Gjødsel: materialer som inneholder konsentrasjoner av løselige plantenæringsstoffer som gjør produktet egnet til årlig bruk i forhold til plantenes behov for næringssalter. Et organisk gjødselprodukt skal ha forutsigbar effekt som gjødsel (målestokk husdyrgjødsel kg TS/daa/år) Jordforbedringsmiddel: materialer som har positiv virkning på en eller flere jordegenskaper (kjemisk, biologisk, fysisk) og som tilføres som en engangstilførsel med flerårig virkning (målestokk avløpsslam, ulike typer kompost 2-4 tonn TS/daa/10 år) Ingredienser i jordblandinger: materialer som har lave konsentrasjoner av næringsstoffer på tørrstoffbasis, ikke kritisk høye konsentrasjoner av tungmetaller eller andre veksthemmende stoffer og gode, stabile, fysiske egenskaper Selv om forskriften angir ulike deklarasjonskrav for organisk gjødsel i forhold til jordforbedringsmidler, er det ikke gitt noen entydig definisjon av disse begrepene verken i forskriften eller tilhørende veiledning (Mattilsynet 2007). Det er derfor av stor betydning å vurdere de reelle egenskapene til fiskeslam for å avgjøre om materialet er å betrakte som en organisk gjødsel eller et jordforbedringsmiddel Data for slamkvalitet I Tabell 3.5 er det vist kjemiske analyser av fiskeslam i forhold til kjøttbeinmel og behandlet matavfall som har god virkning som organisk gjødsel (Jeng, et al. 2006, Haraldsen et al. 2011). Fiskeslammet fra 2004 kom i kvalitetsklasse II (Tabell 3.5), og hadde veldig stort innhold av fosfor i forhold til mengden nitrogen. Dette materialet ble tilrådd brukt i forhold til mengden fosfor, maksimalt tilsvarende 100 kg TS/daa, supplert med mineralsk NK-gjødsel for å oppnå god balanse mellom tilførte næringsstoffer. Forholdet mellom N og P i dette fiskeslammet var ganske likt kjøttbeinmel (KBM). Når KBM nyttes som N- gjødsel, er det anbefalt å kutte ut P-gjødsel også i påfølgende år (Jeng et al. 2006). Fiskeslammet fra 2011har vært gjennom en behandling i et komposteringssystem fra Global Enviro International AS (GE). Samme behandling har vært nyttet for behandling av fiskeslam fra torskeoppdrett og matavfall for storhusholdning (Tabell 3.5). De to sistnevnte avfallstypene har vært testet i potteforsøk sammen med andre organiske gjødseltyper, og sammenlignet med virkningen av mineralgjødsel. Forsøkene indikerte klar og god effekt som gjødsel (Figur 3.2), men forsøksresultatene er ikke ferdig bearbeidet. ENDELIG 20 av 37

22 Tabell 3.5 Fiskeslam fra settefiskanlegg i forhold til andre organiske gjødseltyper. Parameter Enhet Avvannet slam fra settefiskanlegg Kjøttbeinmel Behandlet organisk avfall (GE) Fiskeslam settefisk Fiskeslam torsk År Hamar Mosvik Tørrstoff % 13,5 10, TOC g/100 g TS ,0 49,0 - Total-N g/100 g TS 3,98 4,76 8,0 9,6 6,9 7,7 4,9 Ammonium-N g/100 g TS 1,22 1, ,26 0,26 0,02 Total-P g/100 g TS 2,38 2,87 5,6 3,3 1,7 2,2 0,52 Total-K g/100 g TS 0,05 0,06 0,33 0,46 0,3 0,13 0,76 Total-Mg g/100 g TS 0,06 0,07 0,16 0,13 0,17 0,49 0,09 Total-Ca g/100 g TS ,0 8,0 2,9 5,3 1,3 Total-S g/100 g TS 0,37 0,43 0,28 0,45 0,42 0,46 0,23 Total-Na g/100 g TS - - 0,64 0,52 0,20 1,0 0,05 Løst klorid g/100 g TS - - 0,39 0, Kadmium mg/kg TS 0,89 1,00 <0,006 <0,006 0,40 0,17 0,01 Kobber mg/kg TS - - 7,6 8, Sink mg/kg TS Krom mg/kg TS 2,8 3,6 1,3 0,9 2,0 2,1 0,5 Nikkel mg/kg TS <4 <4 4,0 3,4 0,5 2,4 2,1 Matavfall Når en sammenligner fiskeslam fra 2004 med fiskeslam fra 2011, er det flere markante forskjeller. N/Pforholdet er endret, slik at det er mye bedre i forhold til plantenes behov for næringsstoffer. Tungmetallinnholdet er betydelig redusert, slik at materialet kommer i kvalitetsklasse I, og det er bare sink som kommer i denne klassen. For alle andre tungmetaller er det konsentrasjoner innenfor klasse 0. Med såpass lave konsentrasjoner av tungmetaller kommer fiskeslam på nivå med andre typer husdyrgjødsel når det gjelder tungmetallinnhold (Paulsrud et al. 1997). Det er ikke store forskjeller i kjemiske egenskaper mellom tørket fiskeslam (GE) (Tabell 3.5) og pelletert hønsegjødsel (Tabell 3.6), med unntak av at hønsegjødsla inneholder mer kalium. Generelt inneholder alle typer slam lite kalium fordi dette stoffet er lett løselig og følger vannfasen. Dette er veldig tydelig i biogassanlegg der den flytende fasen inneholder mye ammonium-n og løst P, mens den faste, partikulære fasen inneholder mye P og organisk bundet nitrogen. Når råstoffet i en biogassprosess er matavfall eller husdyrgjødsel, er hoveddelen av fosforet lett løselig og nærmest alt kan regnes som potensielt tilgjengelig for plantene. P-AL analyser (ammoniumlaktat + eddiksyre) gir et godt bilde av tilgjengeligheten av P fra organisk avfall. I husdyrgjødsel og biorest av matavfall er nærmest alt P også løselig med AL-ekstraksjon. Det er det også i fiskeslam. I avløpsslam fra anlegg med kjemisk felling forventes mesteparten av fosforet bundet til fellingskjemikalier av jern eller aluminium som tungløselige jern- og aluminumfosfater. Slamprøvene fra IVAR, FREVAR og VEAS vist i Tabell 3.6, har bare en liten andel av fosforet løselig som P-AL. Data for avløpsslam fra mekaniske og biologiske anlegg vil imidlertid kunne avvike fra dette (PRIMÆRRENS prosjektet, SFT - TA-2088, 2005). Krogstad et al. (2005) fant at ENDELIG 21 av 37

23 biologisk avløpsslam hadde P tilgjengelighet tilsvarende mineralsk P-gjødsel, mens kjemisk felt avløpsslam hadde lav P-tilgjengelighet. Figur 3.2 Potteforsøk med avfallsbasert gjødsel til hvete, 16 kg N/daa. Tabell 3.6 Kjemiske egenskaper til kjemisk felt og utråtnet avløpsslam, mekanisk slam fra silanlegg, avvannet biorest av matavfall og hønsegjødsel. Parameter Slam fra IVAR, kjemisk renseanl. Slam fra FREVAR, kjemisk renseanl. Slam VEAS, kjemiskbiologisk renseanl. Slam fra silanlegg analysert i PRIMÆR- RENS Pelletert hønsegjødsel Hønsegjød sel kompostert Biorest avvannet Org.stoff, % TS 25,9 19,0 16, Ikke data Ikke data Ikke data Total- N, % TS 2,62 2,50 1,97 0,8-9,4 5,13 1,92 3,3 NH 4 -N, % TS 0,18 0,55 0,18 <0,01-3,3 0,36 0,08 1,2 Total- P, % TS 2,91 1,33 1,48 0,1-1,1 1,85 2,76 2,1 P-AL, % TS 0,14 0,04 0,26 Ikke data 1,83 2,63 2,1 Total- K, % TS 0,25 0,22 0,20 0,04-0,32 2,62 2,9-3,1 0,16 Total- Ca, % TS 1,88 1,45 12,5 0,37-2,9 4,68 3,65-4,75 7,1 Cd, mg/kg TS 1,8 1,0 0,77 0,15-1,0 0,4 0,90 0,18 Cu, mg/kg TS , Zn, mg/kg TS Type Jordforbedring Jordforbedring Jordforbedring - - NPK-gjødsel PK-gjødsel NP-gjødsel ENDELIG 22 av 37

24 Når en skal vurdere ulike behandlingsalternativer, er det således viktig å ha klart for seg at egenskapene til andre materialer som fiskeslam evt. sambehandles med vil innvirke sterkt på bruksegenskapene og bruksmulighetene Hvilke kriterier/krav kommer i tillegg for ulike disponeringsalternativer Ved sambehandling av avløpsslam og fiskeslam i et biogassanlegg, vil sluttproduktet få egenskaper som avløpsslam og liten tilgjengelighet for fosfor, dersom slammet er kjemisk felt. Ved blanding med avløpsslam fra primærrenseanlegg eller slamavskillere, som er den dominerende type renseanlegg langs kysten fra Lindesnes til Kirkenes, vil man ikke ha noen redusert fosfor-tilgjengelighet. Avløpsslam er vanligvis i kvalitetsklasse II, og bruken av slikt materiale er begrenset til åkerdyrking (unntatt grønnsaker og poteter i en treårsperiode). De fleste biogassanleggene som behandler avløpsslam er lokalisert på Østlandet, der en har spredeareal i korndyrkingsdistrikter. Avløpsrenseanlegg med biogassanlegg som ikke ligger i områder med tilstrekkelig spredeareal, må enten bruke slammet i jordblandinger til grøntanlegg, eller lage et fraktbart produkt som kan brukes i områder med behov for jordforbedring. Logisk sett passer biogassanlegg som behandler husdyrgjødsel og fiskeslam godt sammen. Det er så langt få anlegg i Norge som er etablert for behandling av husdyrgjødsel. Utråtnet husdyrgjødsel er mer lettflytende enn ubehandlet blautgjødsel, og har normalt noe mindre lukt. Det er ikke rapportert om vesentlige luktproblemer ved spredning fra anlegg som sambehandler fiskeensilasje og blautgjødsel fra storfé. Biogassanlegg som behandler matavfall eller husdyrgjødsel, trenger et spredeareal i rimelig nærhet til anlegget. Ingen av de anleggene som behandler matavfall i dag ble plassert ut fra hensyn til spredeareal i nærheten, og dette har vært en betydelig utfordring for disse anleggene. Det nye biogassanlegget som Oslo kommune Energigjenvinningsetaten bygger i Nes på Romerike er lokalisert ut fra at det ligger godt til i forhold til store områder med kornproduksjon og lite tilgjengelig husdygjødsel. Flytende biorest har virket godt som gjødsel (Haraldsen et al. 2011), og kan spres med utstyr som er vanlig brukt til spredning av blautgjødsel (tankvogn med breispedning/stripespreder/nedfeller), slepeslangespreder og vanningsanlegg, eller kanon og vanningsanlegg. Slepeslangespreder og nedfeller gir minst lukt ved spredning, mens kanon og breispredning gir mest lukt. Et tørt produkt, konsentrert på næringsstoffer, kan fraktes fra produksjonssted til brukssted og lagres der fram til bruk. Slik har en opparbeidet praksis for utnyttelse av kjøttbeinmel som gjødsel. KBM i melform er vanskelig å spre jevnt i de mengdene som er optimale ut fra gjødslingssynspunkt, mens pelletert KBM er mye lettere å dosere riktig. Som pelletert vare kan bonden bruke egen gjødselspreder (pendelspreder/breispredning), men noen har laget pellets mer som granuler som også tåler spredning med kombimaskin. Gjødsel som kan spres med kombimaskin, er mest etterspurt fordi slikt har alle som driver med korndyrking har tilgang til eller har selv. Siden konsistensen på GE behandlet fiskeslam og KBM er ganske lik, er det overveiende sannsynlig at det er like enkelt å lage pellets av slikt materiale som av KBM. Pelletering gir økt produksjonskostnad, men også ENDELIG 23 av 37

25 vesentlig økt brukspotensial. Det er på markedet NK beriket hønsegjødsel som har større anvendelse enn vanlig hønsegjødsel, som tilfører for mye fosfor i forhold til mengden N. Slik gjødsel markedsføres som helgjødsel. Det er en enkel sak å optimalisere gjødsel basert på fiskeslam med passende mengder K, slik at det blir riktig NPK-forhold. Slik gjødsel kan brukes i forhold til gjødslingsplan i områder der en ikke har tilgang på husdyrgjødsel, og vil i stor grad kunne redusere bruken av N- og P i mineralsk gjødsel. En resirkulert gjødselkilde som prøves ut i blandinger med N-rikt materiale er aske fra biobrenselanlegg. Det er bare bunnaske av ren stammeved som har tilstrekkelig lave konsentrasjoner av tungmetaller til å kunne brukes på denne måten. Mengden aske vil øke i kommende år, men spørsmålet er om det vil bli tilgjengelig tilstrekkelige kvanta av bunnaske. Enn så lenge har de fleste biobrenselanleggene ikke lagt opp til separat håndtering av bunn- og flyveaske, først og fremst fordi ingen har etterspurt bunnaske. 3.4 Behov for forskning og utvikling på teknologisiden Som diskutert ovenfor, er bruk av slam på jordarealer trolig det mest aktuelle disponeringsalternativet, og tilgjengelige kvalitetsdata indikerer at slam fra settefiskproduksjon har potensial for bruk som gjødsel i jordbruk. Det har vært gjennomført forsøk med bløtt fiskeslam som gjødsel tidligere, men en har i arbeidet med denne rapporten så langt ikke klart å finne dokumentasjon på disse forsøkene i form av rapporter eller artikler. Dersom en ser for seg sambehandling av fiskeslam og annet organisk avfall, som husdyrgjødsel, fiskeensilasje og biprodukter fra næringsmiddelindustri i biogassanlegg, er det nødvendig med FoU for å utvikle gode blandingsresepter ut fra optimalisering av prosess (gassutbytte, teknisk funksjoner av anlegg), samt at restproduktet er egnet som gjødsel. Dersom pågående forskning på uttak av næringsstoffer fra væskefasen i bioresten før oppkonsentrering fører fram, kan biogassanlegg også etableres i områder med begrenset spredeareal lokalt. Slike løsninger finnes allerede i full skala internasjonalt, men er ikke utprøvd i Norge. Fiskeslam som gjødsel kan i stor grad erstatte mineralsk N og P, men det forutsetter at gjødsla nyttes i områder med behov for slik gjødsel. Det er således behov for utvikling av gjødseltyper basert på fiskeslam, og logistikkløsninger som gjør slik utnyttelse kostnadsmessig forsvarlig. Et alternativ til bruk som gjødsel er bruk som jordforbedringsmiddel eller som ingrediens i jordblandinger sammen med annet slam. Dette er særlig aktuelt ved rankekompostering der slam blandes med strukturmateriale. Man utnytter da ikke potensialet som gjødsel fullt ut, men antall potensielle sentrale behandlingsanlegg øker siden man da kan vurdere sambehandling med avløpsslam, og avstanden til anlegget vil i mange tilfelle reduseres noe som kan gi reduserte kostnader. Basert på plasseringen av eksisterende settefiskanlegg og en oversikt over eksisterende og planlagte biogassanlegg (Figur 3.3), kan vi anslå minste avstander mellom settefiskanlegg og biogassanlegg for behandling av avløpsslam til fra ca 5 mil (f eks i Stavanger-regionen) til ca 40 mil (for Møre regionen). For anlegg i NordNorge er avstand til biogassanlegg meget lang. Korteste avstand mellom settefiskanlegg og ENDELIG 24 av 37

26 biogassanlegg for matavfall vil ligge i området 30 mil til ca langt over 100 mil dersom man ser hele landet under ett. Avstandene er grovt estimert ut fra kartet i Figur 3.3 som viser plassering av settefiskanlegg og biogassanlegg for hhv matavfall og avløpsslam. Settefiskanlegg som er lokalisert i innlandet tilhører ikke havbruksnæringen. Disse er lokalisert langs kysten fra Vest Agder og nordover. Dette gjelder omtrentlige avstander i luftlinje. Forholdet mellom kjøreavstander og avstander i luftlinje kan variere mye avhengig av hvor i landet man befinner seg. Dersom slammet fra settefiskanlegg skal transporteres til felles behandlingsanlegg, vil oppkonsentrering av slammet være svært aktuelt, men i dag er det liten kunnskap om hvilke metoder for fortykking og avvanning av slam som er mest egnet for slam fra settefiskanlegg. Det vil derfor være behov for utvikling/tilpassing av utstyr for dette formål, og et utgangspunkt vil være den teknologi som man nå bruker for oppkonsentrering av avløpsslam. Figur 3.3 Oversikt over plassering av settefiskanlegg (Fiskeridirektoratet, 2011) og eksisterende og planlagte biogassanlegg, (Blytt, 2011). Uansett valg av disponeringsalternativ er det ut fra erfaringen med håndtering av slam hos Åsen Settefisk, behov for utvikling av en on-line prosessløsning for oppsamling og behandling av slam som minimum håndterer lukt og gir en slamkvalitet som er egnet for videre transport til annet behandlingsanlegg. Lokal sluttbehandling av slammet på settefiskanleggene er også et alternativ, men fra settefiskprodusentens ståsted må slamhåndteringen være kostnadseffektiv og slamdisponeringen bør gi en positiv kobling mellom blå og grønn matproduserende sektor. ENDELIG 25 av 37

27 4 ULIKE STRATEGIER FOR SLAMHÅNDTERING VED SETTEFISKANLEGG 4.1 Forbehandling på settefiskanlegget før transport til annet behandlingsanlegg Generelt Ved transport av slammet til et annet behandlingsanlegg bør det alltid gjøres en kostnadsanalyse som sammenligner transportkostnadene med kostnadene for å oppkonsentrere (fortykke/avvanne) slammet ved settefiskanlegget, og i tillegg må det tas hensyn til hvordan behandlingskostnadene ved sentralanlegget påvirkes av de leverte slammengdene på volumbasis Ingen oppkonsentrering av slammet før borttransport Dersom det ikke er lønnsomt å fortykke/avvanne slammet etter at det er fjernet fra renseanlegget, vil den eneste forbehandlingen bestå i å lagre slammet på en egnet måte før borttransport til behandlingsanlegget. Slammet som skal lagres, vil fortsatt være i flytende form (ca 10 % TS-innhold), og den beste løsningen for å minimere luktproblemer vil være å bruke en helt lukket lagertank som ventileres til et luktrenseanlegg for ventilasjonsluften (se prinsippskisse i Figur 4.1) Lagertanken må ha tette rørtilkoblinger for tilførsel og uttak av slam og det må etableres et lite undertrykk i tanken ved hjelp av ventilasjonsviften. Størrelsen på tanken må tilpasses slamproduksjonen og hyppigheten for borttransport av slam. Vifte Ventilasjonsluft til luftrenseanlegget Slam fra renseanlegget Lukket lagertank Borttransport med septikbil Figur 4.1 Prinsippskisse for lagring av slam før transport til behandlingsanlegget. Ved sammenligning av ulike løsninger kan det være hensiktsmessig å benytte enkle blokkdiagrammer som viser de ulike trinnene i håndteringsstrategien. Blokkdiagrammet viser ikke alle prosesstrømmer, men illustrerer nødvendige enheter/trinn i slambehandlingsprosessen og hovedforbindelser mellom disse for slam og gass/ventilasjonsluft. Behandlingstrinn for rensing av avløpet før slambehandlingsprosessen er ikke inkludert i blokkdiagrammene vist her. Et blokkdiagram for lagring av slam før transport til behandlingsanlegget er vist i Figur 4.2. ENDELIG 26 av 37

28 Luktfjerning Ventilasjonsluft til utslipp Lagertank for råslam fra silanlegg Transport av råslam til behandlingsanlegg Figur 4.2 Blokkdiagram for lagring av slam før transport til behandlingsanlegget Fortykking/avvanning av slammet før borttransport Dersom det viser seg å være lønnsomt å oppkonsentrere slammet etter at det er tatt ut av renseanlegget, er det aktuelt å installere maskinelt utstyr for fortykking/avvanning. Ved settefiskanlegg hvor slammet ut fra renseanlegget har et TS-innhold på ca 10 %, vil det være hensiktsmessig å gå direkte på en avvanningsmaskin (for eksempel sentrifuge, skruepresse, avvanningscontainer og lignende) for å oppkonsentrere slammet mest mulig, men med den aktuelle slamtypen er det neppe realistisk å oppå mer enn ca 20 % TSinnhold i det avvannede slammet. Dersom slammet ut fra renseanlegget har et veldig lavt TS-innhold (1-2 % TS) bør det første oppkonsentreringstrinnet være en maskinell fortykker (f. eks trommelsil, båndfortykker) som kan øke TS-innholdet til 6-8 % TS, og deretter kan man konsentrere opp ytterligere med en avvanningsmaskin. I Figur 4.3 viser en prinspippskisse av en forbehandling som omfatter en avvanningsmaskin, d.v.s. det tas ut et allerede fortykket slam fra renseanlegget. Også ved en slik forbehandling er det svært viktig å benytte undertrykksventilasjon av alle tanker / rom med rensing av ventilasjonsluften for å redusere luktulemper. Vifte Ventliasjonsluft til luktrenseanlegg Slam fra renseanlegget (~10 % TS) Lukket buffertank Avvanningsmaskin Rejektvann til renseanlegg eller direkte utslipp Overdekket container for avvannet slam. Transporteres til behandlingsanlegg Figur 4.3 Prinsippskisse for lagring og avvanning av slam før transport til behandlingsanlegg. ENDELIG 27 av 37

29 Fra avvanningen vil det gå en slamvannsstrøm (rejektvann) som normalt returneres til innløpet av renseanlegget. Denne rejektvannsstrømmen er ikke stor sammenlignet med hovedinnløpet til renseanlegget, men kan, bl.a. avhengig av hvor langt avvanningen drives med hensyn til TS-innhold i avvannet slam, ha høy konsentrasjon av organisk stoff og små partikler. Dette må man ta hensyn til i forhold til overholdelse av utslippstillatelsen da man ikke vil forvente god separasjon av disse slamvannskomponentene i et silanlegg. Et blokkdiagram for lagring og avvanning av slam før transport til behandlingsanlegg er vist i Figur 4.4. Luktfjerning Ventilasjonsluft til utslipp Lagertank for råslam fra silanlegg Avvanning Konteiner for avvannet råslam til behandlingsanlegg Transport av avvannet slam til behandlingsanlegg Retur til innløpet på silanlegget Figur 4.4 Blokkdiagram for lagring og avvanning av slam før transport til behandlingsanlegg. 4.2 Slambehandling på settefiskanlegget for bruk på jordbruksarealer Tradisjonelt har fiskeslam vært brukt som gjødsel på jordbruksareal og blitt spredd med utstyr for husdyrgjødselspredning. Det har i mange tilfeller vært praktisert å blande husdyrgjødsel og fiskeslam, og kjøre ut en omrørt masse som gjødsel. Ved slik spredning har det vært betydelige utfordringer knyttet til lukt, og det er rapportert at slik gjødsel har mer intens og ubehagelig lukt enn ved vanlig husdyrgjødselspredning. Dersom fiskeslam benyttes ubehandlet, kan det ikke anses at slammet tilfredsstiller 10 punkt 3 i Gjødselsvareforskriften om hygienisering hvor det står Produkter og bruken av dem inkludert sannsynlig misbruk skal ikke medføre fare for overføring av sykdomssmitte til mennesker, dyr og planter. I tillegg er det krav om at innholdet av visse indikatorbakterier er under en grenseverdi og at produktet ikke inneholder infektive parasittegg. ENDELIG 28 av 37

30 For å oppfylle Gjødselsvareforskriftens bestemmelser, vil en prosess for behandling av slam på settefiskanlegget måtte inneholde flere trinn. Et blokkdiagram som viser de nødvendige behandlingstrinn på generelt grunnlag for slambehandling på settefiskanlegget for bruk på jordbruksarealer er vist i Figur 4.5. De slambehandlingsmetodene som benyttes i dag, er testet med hensyn til å tilfredsstille kravet til hygienisering i gjødselvareforskriften, og bør kunne benyttes også til slam fra settefiskanlegg. Luktfjerning Ventilasjonsluft til utslipp Fortykket slam fra slilanlegg Avvannet slam fra silanlegg Lagertank Behandlingsanlegg for hygienisering og stabilisering Mottak hos gårdbruker Slamgjødsel spredning Figur 4.5 Generelt blokkdiagram for slambehandling på settefiskanlegget for bruk på jordbruksarealer. Lukt fra fiskeslam er ikke bare et problem i selve spredningsprosessen som blautgjødsel, men i høy grad også et problem knyttet til slamhåndteringen ved settefiskanlegget, og enheter/anlegg for luktfjerning fra ventilasjonsluften bør derfor inngå i slambehandlingsprosessen. Nedenfor omtales noen slambehandlingsprosesser mer i detalj Kalkbehandling Ved å tilsette ulesket kalk (brent kalk) til avvannet slam (> 20 % TS) vil man, i tillegg til økning i ph, få en kraftig temperaturstigning. Dette skyldes at energi frigjøres når ulesket kalk kommer i kontakt med vann. Temperaturøkningen i slammet vil i første rekke avhenge av tilsatt kalkmengde og TS-innholdet i slammet. I tillegg vil isoleringen av lagertanken for det kalkbehandlede slammet avgjøre hvor raskt temperaturen faller igjen under lagring. TS-innholdet i slammet vil avgjøre kalkdoseringen. Et slam med for eksempel 25 % TS etter avvanning trenger en kalktilsetning på ca. 550 kg CaO/tonn TS for å oppnå en temperatur på ca. 60 C. Etter behandlingen vil TS i slammet øke til ca 50 %. Det er fordi tilsatt kalk vil øke tørrstoffinnholdet, en del av vannet i slammet vil bindes kjemisk til kalken og noe vann fordampe pga. temperaturøkningen. Etter kalktilsetningen må slammet lagres i en lukket, isolert beholder for å sikre at temperaturen i alt slammet holder seg over 55 C i minst 2 timer som er satt som kritiske driftsbetingelser for hygienisering. En annen kalkbehandlingsmetode som er i bruk i USA og også ved ett anlegg i Norge (Veidekke Gjenvinning Vestfold), er å bruke en kombinasjon av elektrisk energi og ulesket kalk for oppvarming av slammet til 55 C. ENDELIG 29 av 37

31 På denne måten kan kalkdoseringen omtrent halveres, og det kan gi større fleksibilitet ved bruken av det ferdige produktet pga lavere kalkinnhold. Kalkbehandling av slam egner seg godt for renseanlegg i områder hvor slammet kan brukes i jordbruket. Slammet egner seg ikke så bra på grøntarealer, da ph i slammet er for høyt for de fleste grøntanleggsplanter. Det er lite driftsproblemer med metoden, men det er viktig å ta hensyn til den sterke ammoniakklukta som prosessen avgir. Et blokkdiagram for kalkhandling av slam på settefiskanlegget er vist i Figur 4.6. Luktfjerning Ventilasjonsluft til utslipp Lagertank for råslam fra silanlegg Avvanning Tilsetting av ulesket kalk (brent kalk) Konteiner for kalkbehandlet slam Til bruk på jordarealer Retur til innløpet på silanlegget Figur 4.6 Blokkdiagram for kalkhandling av slam fra settefiskanlegg Langtidslagring/enkel rankekompostering Langtidslagring og enkel rankekompostering av slam har vært brukt som slambehandlingsmetode i Norge i en årrekke. Anleggene er spredt over hele landet, men de fleste finnes i kystområdene fra Agder-fylkene til Finnmark. Dette er anlegg som betjener store deler av distrikts-norge med lange avstander og gjennomgående små slammengder. Avvannet slam (> 20 % TS) legges ut i hauger eller ranker. Det er mange forskjellige praktiske løsninger på anleggene, fra utlegging av slammet i hauger uten mer bearbeiding, til utlegging av slam i ranker med strukturmateriale og flere vendinger i lagringstiden. Langtidslagring vil si å legge slammet ut i hauger eller ranker og la det ligge i ro til det skal brukes uten tilførsel eller uttak av slam i lagringsperioden. Det er nødvendig med en lagringstid på minimum 3 år for å oppnå tilfredsstillende hygienisering. Slammet vil lukte når det skal brukes, selv om det har ligget i flere år. Enkel rankekompostering vil si å legge ut slammet sammen med et strukturmateriale (bark, flis, knust hageavfall etc.) i hauger eller ranker som vendes en sjelden gang (normalt 1 til 2 ganger i året). Temperaturen i slammet vil kunne komme opp i C i en kort periode etter oppstart, avhengig av struktur og TS-innhold i blandingen av slam og strukturmateriale, og etter noen år vil slammet bli luktsvakt ENDELIG 30 av 37

32 og få jordkonsistens. Det er tilstrekkelig med en behandlingstid på 2 år for å oppnå tilfredsstillende hygienisering. Langtidslagring og enkel rankekompostering av slam er metoder som egner seg i spredt bebygde områder der man har lagringsplasser som ligger langt fra naboer. Metoden medfører luktulemper, og det er derfor svært viktig å ta hensyn til dette i lokaliseringen av behandlingsstedet.. De mest aktuelle bruksområder for langtidslagret slam vil være toppdekke på deponier samt i jordbruk og på grøntanlegg der hvor noe ugrasfrø kan aksepteres (Under lagring vil slammet bli smittet med ugrasfrø). Ved langtidslagring og enkel rankekompostering vil innholdet av organisk stoff og nitrogen (% av TS) reduseres langt mer enn ved andre behandlingsmetoder (kompostering, anaerob stabilisering), men innholdet av fosfor og kalium (% av TS) vil være tilnærmet uendret. På grunn av den langtgående nedbrytningen av organisk stoff, er det viktig å kontrollere at tungmetallinnholdet (mg/kg TS) ikke overskrider grenseverdiene i gjødselvareforskriften. Et blokkdiagram for langtidslagring og enkel rankekompostering av slam fra settefiskanlegg er vist i Figur 4.7. Diagrammet forutsetter at slammet av avvannet i foregående prosesstrinn på settefiskanlegget før transport til langtidslagring eller enkel rankekompostering. Langtidslagring, lagring i min 3 år Avvannet slam fra silanlegg Tilsette strukturmateriale til avvannet slam Enkel rankekompostering Lagring i min 2 år Til bruk på jordarealer Figur 4.7 Blokkdiagram for langtidslagring og enkel rankekompostering av slam fra settefiskanlegg Reaktorkompostering Vanligvis definerer man reaktorkompostering som en prosess hvor man komposterer avvannet slam og strukturmateriale i en lukket prosess hvor driftsbetingelsene kan holdes optimale. Ved å bruke et lukket system med kontrollerte driftsbetingelser, blir behandlingstiden vesentlig kortere enn ved rankekompostering utendørs. Norsk Vann anbefaler at reaktorkompostering drives med en eksponeringstid / temperatur på minimum 3 dager ved minimum 55ºC, dersom ikke spesifikke valideringstester av det enkelte reaktorkomposteringssystemet viser noe annet (Paulsrud, 2010) En løsning som har vært testet ved Aasen Settefisk AS og er i bruk ved anlegg for torskeoppdrett er behandling med komposteringsreaktor fra Global Enviro International AS (GE). ENDELIG 31 av 37

33 Figur 4.8 Komposteringsreaktor fra Global Enviro, brukt i forsøk hos Aasen Settefisk. Dette systemet er opprinnelig utviklet for behandling av kildesortert matavfall, men har med hell vært forsøkt også til behandling av andre typer organisk avfall. Dette systemet gir et sluttprodukt som er et brunt, tørt pulver med uproblematisk svak jordaktig lukt. Konsistensen på dette materialet er tilsvarende som kjøtt og benmel fra prosesseringsanlegg fra slakteavfall fra husdyr og materialet ser ut til å ha lignende egenskaper som gjødsel. Behandling med GE-metoden skal også innebære en hygienisering, eventuelt i et eget hygieniseringstrinn som medfører at hygienekravet i gjødselvareforskriften tilfredsstilles, og en behandlingen skal også tilfredsstille biproduktsforordningen for kategori 3 avfall. Behandlingen gir et lagringsstabilt materiale, men materialet bør ikke oppbevares i helt tett beholder fordi avsetning av kondens kan gi litt soppdannelse i overflatelag. Behandlingsmetoden er illustrert i blokkdiagrammet i Figur 4.9. Kompostering, hygienisering og luktfjerning kan i henhold til opplysninger fra leverandøren (Rossland, 2011) integreres i et anlegg. Luktfjerning Ventilasjonsluft til utslipp Lagertank for råslam fra silanlegg Avvanning Kompostering Hygienisering Mellomlager Bruk på jordarealer som gjødsel Retur til innløpet på silanlegget Figur 4.9 Blokkdiagram for slambehandling i en komposteringsreaktor fra GE Enviro. ENDELIG 32 av 37

34 4.3 Videregående slambehandling på settefiskanleggene for energiproduksjon Et alternativ, basert på prosessvariantene i Figur 3.1, kan være hygienisering ved varmebehandling (pasteurisering) og stabilisering med gassproduksjon i et biogassanlegg (anaerob stabilisering). Behandlingsstrategien er illustrert i blokkdiagrammet vist i Figur Forbrenning av gass Bruk til oppvarming på anlegget Behandling av rejekt fra avvanning Lagertank for råslam fra silanlegg Pasteurisering Anaerob stabilisering Avvanning av biorest Mellomlager Bruk på jordarealer som gjødsel Luktfjerning Ventilasjonsluft til utslipp Figur 4.10 Blokkdiagram for videregående slambehandling på settefiskanleggene for energiproduksjon varmebehandling + biogass Pasteurisering i kombinasjon med anaerob stabilisering benyttes ved flere kommunale avløpsrenseanlegg og er en kjent prosessløsning. En slik slambehandling krever imidlertid et omfattende og komplisert prosessanlegg med flere trinn som også inkluderer anlegg for luktfjerning fra flere enheter/trinn i behandlingsprosessen. Prosessen vil ha høye kostnader til investering og drift relativt til andre løsninger og kan bare tenkes ved et stort settefiskanlegg som eventuelt også mottar slam fra andre mindre settefiskanlegg. Løsningen krever anlegg for utnyttelse av biogassen til energi og behov for denne energien lokalt. Det er indikert alternativer med bruk til pasteurisering av slam og/eller oppvarmingsbehov på settefiskanlegget. Ved siden av biogass gir prosessen en avvannet biorest med et tørrstoffinnhold som bør kunne være på ~30 % avhengig av avvanningsutstyr. Rejektvannet fra avvanningen av bioresten vil kunne benyttes til gjødsel i jordbruk eventuelt etter behandling. Et alternativ dersom høyere TS-innhold i sluttproduktet er påkrevet kan være anaerob stabilisering kombinert med termisk tørking av slammet som illustrert i Figur ENDELIG 33 av 37

35 Forbrenning av gass Bruk til oppvarming på anlegget Behandling av rejekt fra avvanning Lagertank for råslam fra silanlegg Anaerob stabilisering Avvanning av biorest Mellomlager Termisk tørking Mellomlager Bruk på jordarealer som gjødsel Luktfjerning Ventilasjonsluft til utslipp Figur 4.11 Blokkdiagram for videregående slambehandling på settefiskanleggene for energiproduksjon biogass + tørking Som for alternativet med pasturisering, vil løsningen gi et omfattende prosessanlegg og relativt sett høye kostnader. Termisk tørking er ansett som kostbart og driftsmessig komplisert. Den potensielle fordelen med løsningen ligger i at man får et tørt sluttprodukt som reduserer transportbehov og bør gi lite luktproblemer ved lagring. Dersom man skulle ønske å redusere mengden restprodukt maksimalt vil forbrenning av tørket slam være et alternativ. Men en slik løsning vil man utnytte energien i slammet. Kostnadene ved metoden vil imidlertid være høye, og man vil ikke få utnyttet nitrogenet i slammet da dette vil gå ut med røykgassen fra forbrenningen som nitrogen oksider. Asken vil inneholde fosfor og tungmetallene fra slammet og trolig gå til deponi. Enhetsprosessene som inngår i løsningene beskrevet for denne håndteringsstrategien, er i stor grad kommersielt tilgjengelige. Eventuelt videre arbeid langs denne strategien vil derfor primært være utvikling og demonstrering av løsninger tilpasset settefiskanlegg, eventuelt for ulike anleggsstørrelser. Som nevnt ovenfor, er pasteurisering i kombinasjon med anaerob stabilisering benyttet ved flere kommunale avløpsrenseanlegg. Denne prosessen vil trolig også være den mest aktuelle løsningen for settefiskanlegg dersom man velger denne slamhåndteringsstrategien. ENDELIG 34 av 37

36 5 OPPSUMMERING OG ANBEFALINGER FOR VIDERE ARBEID Ved valg av løsning på et settefiskanlegg vil følgende forhold være sentrale: Kostnad og kompleksitet for slambehandlingsprosessen Luktproblemer lokalt på anlegget og ved bruk dersom det påvirker mulighet for levering av slammet Mengden slam som skal transporteres God og bærekraftig utnyttelse av ressursene i slammet Av de ulike løsningene som er presentert i de foregående avsnittene, vil en løsning med avvanning før videre transport til et annet behandlingsanlegg ta hensyn til kostnad og kompleksitet for slambehandlingsprosessen og mengden slam som skal transporteres. Forutsatt at et luktfjerningsanlegg installeres, vil også luktproblemer på anlegget kunne håndteres. Dersom slammet kalkbehandles, vil man også få et produkt som kan benyttes på jordarealer. Settefiskanleggene ligger langs kysten og vil ofte ha lang transportvei til behandlingsanlegg og eventuelt også til nødvendige jordbruksareal for spredning av behandlet slam. Dette tilsier at det ville være en fordel med et tørt sluttprodukt fra slambehandlingen. Basert på erfaringene ved Åsen Settefisk, syntes behandling med GE-metoden omtalt i avsnitt å ha potensial til behandling av slam fra settefiskanlegg for å gi et tørt sluttprodukt som kan benyttes som gjødsel i jordbruk. Kostnadene ved metoden i fullskala drift og hygieniseringseffekten i forhold til kravene i gjødselvareforskriften, må imidlertid vurderes nærmere. Metoden må også tilpasses slik at håndteringen av slam blir enklest mulig i praktisk drift. Mer avansert behandling på settefiskanlegget for produksjon av energi fra biogass, vil trolig ikke være aktuelt selv for store settefiskanlegg i forhold til enklere metoder beskrevet ovenfor. På prosjektmøtet der resultatene i forprosjektet ble diskutert, konkluderte man med at oppgavene og behovene som var aktuelle i en eventuell videreføring, i stor grad innebar videre utvikling av eksisterende behandlingsløsninger. I forhold til finansieringsmuligheter kunne dette passe i et IFU-prosjekt. Innholdet i en eventuell videreføring bør være: Framskaffing av mer data for slam fra settefiskanlegg, spesielt på slamkvalitet mht. parametere som er relevante for anvendelse i jordbruk og til vurdering av biogassproduksjon. Avvanning av slam, herunder bruk av kjemikalier til forbedret avvanning og praktisk testing av avvanning på settefiskanlegg. Videre utvikling av metoder, som GE-metoden, for produksjon av et tørt sluttprodukt som er egnet til bruk som gjødsel i jordbruk. Metoder for luktfjerning, herunder karakterisering av luktkomponenter og testing av luktfjerningsprosesser. ENDELIG 35 av 37

37 Kostnadsvurdering av de ulike alternativene for håndtering av slam basert på resultatene fra arbeidet i de øvrige punktene. Ved en videreføring i et hovedprosjekt vil innholdet og omfanget kunne tilpasses deltagende settefiskanlegg og leverandørbedrifter med hensyn til problemstillinger og teknologier som testes. Det vil være en klar fordel om flere settefiskanlegg og ulike leverandører deltar for å få et bredt datagrunnlag for kostnadsvurderinger og konklusjoner. ENDELIG 36 av 37

38 6 REFERANSER Bergheim, A., S. J. Cripps, et al. (1998). "A system for the treatment of sludge from land-based fish-farms." Aquatic Living Resources 11(4): Bergheim, A., S. Sanni, et al. (1993). "Sludge removal from salmonid tank effluent using rotating microsieves." Aquacultural Engineering 12(2): Blytt, L. D. (2011) Personlig meddelelse fra Line Diana Blytt, Aquateam AS. delcampo, L. M., P. Ibarra, et al. (2010). Utilization of sludge from recirculation aquaculture systems. NOFIMA Report 9/2010: 63. Haraldsen,T.K., U. Andersen, T. Krogstad & R. Sørheim.(2011), Liquid digestate from anaerobic treatment of source-separated household waste as fertilizer to barley. Waste Management & Research (in press) Jeng, A., T.K. Haraldsen, A. Grønlund & P.A. Pedersen (2006). Meat and bone meal as nitrogen and phosphorus fertilizer to cereals and rye grass. Nutrient Cycling in Agroecosystems 76(2-3): Krogstad, T., T.A.Sogn, A. Asdal & A. Sæbø (2005). Influence of chemically and biologically stabilized sewage sludge on plant available phosphorus in soil. Ecological Engineering 25(1): Landbruks- og Matdepartementet (2003).Forskrift om gjødselvarer mv. av organisk opphav. FOR nr Lunestad, B.-T. &E. Rimstad (2011). Uttalelse vedrørende hygieniske sider ved å bruke slam fra klekkeri og settefiskanlegg, og slam fra oppdrettsanlegg som gjødsel og jordforbedringsmiddel. Uttalelse fra faggruppe for hygiene og smittestoffer i Vitenskapskomiteen for Mattrygghet. VKM, Dok. nr , 18 s. Lund, M. (2011). "Workshop "Slam/gjødsel fra oppdrettsanlegg - en ressurs og en utfordring"." akvarena Mattilsynet (2007). Veiledning til forskrift 4. Juli 2003 nr 951 om gjødselvarer mv. av organisk opphav. 50 s. Nybruket S., Nybruket, Paulsrud B., Nedland K.T. (2003) Erfaringer med hygienisering av slam i Norge. VA - forsk rapport Nr 32 Paulsrud, B., A. Wien & K.T. Nedland Miljøgifter i norsk kompost og husdygjødsel. SFT. Rapport 97: 26, 47 +vedlegg. Paulsrud (2010). Hygienisering av avløpsslam. Langtidslagring og enkel rankekompostering.resultater fra 3 års valideringstesting, Norsk Vann rapport nr 174/2010 Rossland, A. (2011) Personlig meddelelse fra Audun Rossland, Global Enviro AS.. SFT - TA-2088 (2005) Primærrensing, Rapport om valg av rensemetode, ISBN Ulgenes, Y. (1997). Behandling og sikring av avløp fra innlandsoppdrett. SINTEF rapport STF A97310: 52s. Ulgenes, Y. og Eikebrokk, B. (1993) Undersøkelse av utslippsmengder, renseutstyr og slambehandlingsmetoder ved settefiskanlegg. Hovedrapport, SINTEF rapport STF60 A93051: 66s. Ulgenes, Y. and U. Lundin (2003). Valsjöbyn fiskodling - Dokumentasjon av BIOFISH-anlegg for produksjon av settefisk. SINTEF rapport STF66 A03105: 47s + vedlegg. ENDELIG 37 av 37

39 Teknologi for et bedre samfunn