Hygienisering av avløpsslam

Transkript

1 Hygienisering av avløpsslam Fastsettelse av kritiske driftsbetingelser for to hygieniseringsmetoder: - Termofil anaerob stabilisering - AgroNova-prosessen Aquateam - Norsk vannteknologisk senter A/S Rapport nr: Prosjekt nr: O Prosjektleder: Siv.ing. Bjarne Paulsrud, Aquateam Medarbeidere: Ing. Arne Lundar, Aquateam Cand.med.vet, dr. scient Jorun Tharaldsen, Veterinærinstituttet Cand.met.vet. Mulualem Adam Zerihun, Veterinærinstituttet Dato: Side 1 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

2 aquateam RAPPORT Postboks 6875 Rodeløkka Rapportnummer: Oslo Tilgjengelighet: Åpen Telefon: Telefaks: Rapportens tittel Hygienisering av avløpsslam. Fastsettelse av kritiske driftsbetingelser for to hygieniseringsmetoder: - Termofil anaerob stabilisering - AgroNova-prosessen Forfatter(e) sign. Bjarne Paulsrud Dato Antall sider og bilag 29 Ansv. sign. Ragnar Storhaug Prosjektnummer O Oppdragsgiver Mattilsynet, NORVAR BA, Gardermoen renseanlegg Bekkelaget Vann AS, AgroNova AS Oppdr.givers ref. I tilknytning til NORVARs opplegg for dokumentasjon av at slambehandlingen tilfredsstiller hygieniseringskravene i gjødselvareforskriften, er det gjennomført valideringstester av to metoder for hygienisering av slam: - Termofil anaerob stabilisering - AgroNova-prosessen (tilsetting av polymerbehandlet papirfiber til avvannet slam med etterfølgende statisk kompostering i spesialcontainere) Hoveddelen av prosjektet har vært rettet mot termofil anaerob stabilisering, og denne delen har vært finansiert av Mattilsynet, NORVAR BA, Bekkelaget Vann AS og Gardermoen renseanlegg. Kostnadene for testing av AgroNova-prosessen er i sin helhet dekket av AgroNova AS. Rapporten gir følgende hovedkonklusjoner/anbefalinger: Gjødselvareforskriftens krav til hygienisering av slam kan tilfredsstilles ved Termofil anaerob stabilisering, forutsatt at prosessen drives med en holdetid på 2 timer ved 55 C, og at det legges til rette for at enhver slampartikkel får denne behandlingen, f.eks. ved omlegging av rutinene for inn- og utpumping av slam. AgroNova-prosessen, forutsatt at hygieniseringseffekten dokumenteres ved hvert enkelt anlegg gjennom valideringstester med Ascaris-egg. Stikkord - norsk Avløpsslam Hygienisering Parasittegg Termofil anaerob stabilisering AgroNova-prosessen Stikkord engelsk Biosolids Hygienisation Helminth ova Thermophilic anaerobic digestion The AgroNova process Dato: Side 2 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

3 Innholdsfortegnelse Sammendrag og konklusjoner Innledning Litteraturstudium (termofil anaerob stabilisering) Tyske hygieniseringskrav Hygieniseringskrav i USA Generelt Alternativer for å dokumentere overholdelse av hygienekravene til klasse A slam Amerikanske erfaringer med termofil anaerob stabilisering for å tilfredsstille hygienekravene til klasse A slam Danske hygieniseringskrav Hygieniseringskrav i forslag til nytt EU-direktiv for slam Sammenstilling av kritiske driftsbetingelser for å oppnå hygienisering av slam ved termofil anaerob stabilisering Metoder og utstyr Forsøksmetodikk Gjennomføring av forsøkene Termofil anaerob stabilisering AgroNova prosessen Analyse av parasittegg Resultater og diskusjon Analyse av kontrollprøver Resultater fra testing av termofil anaerob stabilisering Resultater fra testing av AgroNova-prosessen Referanser...27 Dato: Side 3 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

4 Sammendrag og konklusjoner Validering (metodekontroll) av hygieniseringsprosesser for slam er en viktig del av opplegget som NORVAR har utviklet for sine medlemmer, slik at renseanlegg og slambehandlingsanlegg kan dokumentere overfor myndighetene at hygieniseringskravene i gjødselvareforskriften overholdes. Valideringstestene skal avklare hvilke kritiske driftsbetingelser (normalt temperatur og holdetid) som er nødvendige for å drepe infektive parasittegg i slam, og med et internkontrollsystem basert på HACCP-prinsippene, blir oppgaven for anleggseierne å sørge for kontinuerlig måling og registrering av de kritiske driftsparametrene (HACCP = Hazard Analysis and Critical Control Points). Denne rapporten omfatter et litteraturstudium vedrørende termofil anaerob stabilisering som et grunnlag for selve valideringstestene av denne hygieniseringsmetoden. Disse testene er utført i en fullskala råtnetank ved Bekkelaget renseanlegg og i en pilotskala råtnetank ved Gardermoen renseanlegg. I tillegg er det utført valideringstester av AgroNova-prosessen, som er en metode basert på tilsetting av polymerbehandlet papirfiber til avvannet slam og med etterfølgende statisk kompostering i spesialcontainere. Termofil anaerob stabilisering Litteraturstudiet og valideringstestene ved Bekkelaget r.a. og Gardermoen r.a. gir grunnlag for følgende konklusjoner: Det finnes i litteraturen mange forslag til temperatur-tid kombinasjoner som vil være nødvendige for å inaktivere parasittegg ved hjelp av termofil anaerob stabilisering, men det er svært få som er basert på valideringstester under realistiske forhold. Tester utført i USA de siste 2-3 år med Ascaris-egg viser lavere temperaturer og/eller kortere holdetider enn det som tidligere har vært lansert som kritiske driftsbetingelser for inaktivering av parasittegg ved denne slambehandlingsmetoden. Valideringstester utført i dette prosjektet tilsier at man ved termofil anaerob stabilisering kan oppnå en hygienisering av slammet i henhold til gjødselvareforskriftens krav ved en temperatur på 55 C og en minimum holdetid på 1,5 time. Ved dimensjonering og drift av slike anlegg anbefales det imidlertid å bruke en holdetid på 2 timer ved 55 C for å ha en sikkerhetsmargin. Det forutsettes også at det innføres driftsrutiner som sikrer at enhver slampartikkel blir utsatt for denne behandlingen, f.eks. ved en omlegging av rutinene for inn- og utpumping av slam. Valideringstestene utført ved 50 C viste at det vil være nødvendig med mer enn 8 timers holdetid for å inaktivere Ascaris-egg, og så lange holdetider uten inn- og utpumping av slam er lite realistisk ved praktisk drift av råtnetanker. Dersom det er ønskelig å drive termofil anaerob stabilisering ved noe avvikende temperaturer fra 55 C (opp eller ned) bør nødvendige holdetider dokumenteres ved fullskala valideringstester i det aktuelle anlegget. Dato: Side 4 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

5 AgroNova-prosessen Basert på to fullskala testserier med to ulike utforminger av komposteringscontainere kan det trekkes følgende konklusjoner: Ved tilsetting av polymerbehandlet papirfiber ( Superfibral ) til avvannet slam og med etterfølgende statisk kompostering kan man oppnå en hygienisering av slammet i henhold til gjødselvareforskriftens krav. Metoden er imidlertid usikker og hygieniseringseffekten vi avhenge av en rekke lokale forhold. Dette innebærer at hvert anlegg må gjennomføre valideringstester for å dokumentere at anlegget er i stand til å inaktivere parasittegg (Ascaris suum), og for å bestemme de kritiske driftsbetingelser for anlegget. Den lave overlevelsen av parasittegg i kontrollprøver (prøver som ikke er utsatt for temperaturpåvirkning) tyder på at papirfibertilsettingen til avvannet slam i seg selv har en inaktiverende effekt på eggene. Dette skyldes trolig at papirfibrene medfører en uttørking av eggene. Dato: Side 5 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

6 1. Innledning Forskrift om gjødselvarer m.v. av organisk opphav (Gjødselvareforskriften) angir i 10, 3. ledd følgende krav til hygienisering av bl.a. avløpsslam som skal brukes på jordarealer: Produkter og bruken av den inkludert sannsynlig misbruk skal ikke medføre fare for overføring av sykdomssmitte til mennesker, dyr og planter. Produktene skal ikke inneholde Salmonella-bakterier eller infektive parasittegg, og innholdet av termotolerante koliforme bakterier (TKB) skal være mindre enn 2500 pr. gram tørrstoff. Dessuten inneholder forskrift om planter og tiltak mot planteskadegjørere krav som tilsier at bruken av slam ikke skal medføre risiko for spredning av potetcystenematoder (PCN), og hygieniseringen av slam må ivareta dette. Renseanleggeiere har et stort behov for å få klarlagt hvilke kritiske driftsbetingelser (spesielt temperatur, oppholdstid, ph og tørrstoffinnhold) som gjelder for ulike hygieniseringsmetoder for å sikre at myndighetenes krav overholdes. Kravene til termotolerante koliforme bakterier (TKB) og Salmonella kan relativt enkelt kontrolleres ved å ta prøver av det behandlete slammet. Kravene om at infektive parasittegg og planteparasitter (bl.a. potetcystenematoder, PCN) ikke skal kunne påvises, kan imidlertid ikke kontrolleres tilfredsstillende på denne måten, da disse organismene bare forekommer sporadisk i ubehandlet slam. For å kunne dokumentere overfor myndighetene at hygieniseringskravene overholdes, har NORVAR foreslått at alle hygieniseringsprosesser skal gjennomgå en valideringstest (metodekontroll) hvor man bestemmer de kritiske driftsbetingelsene (normalt temperatur og holdetid) som er nødvendige for å drepe infektive parasittegg i slam. Når disse driftsbetingelser er bestemt, vil det være tilstrekkelig for anleggseierne å dokumentere gjennom sine internkontrollprogrammer at man faktisk driver prosessen(e) innenfor de kritiske rammer som er fastlagt. Det forutsettes da at internkontrollprogrammet er basert på de såkalte HACCP-prinsippene som bl.a. benyttes i næringsmiddelindustrien (HACCP = Hazard Analysis and Critical Control Points). Ved å dokumentere at prosessen(e) kan inaktivere parasittegg (vanligvis benyttes Ascaris-egg, som er av de mest resistente av de aktuelle parasittene), har man samtidig dokumentert at Salmonella-bakterier ikke kan overleve i prosessen, og at innholdet av indikatorbakterier ligger under hygieniseringskravet. Valideringstester med parasittegg gjennomføres for de fleste prosesser ved å legge et stort antall infektive egg inn i permeable beholdere sammen med slam, og deretter eksponere disse for aktuelle temperaturer og holdetider i fullskala hygieniseringsanlegg, for derved å komme fram til de kritiske driftsbetingelsene hvor samtlige parasitter er inaktivert. For å sikre at slamprodusenter skal ha muligheter for å levere et slam som er i henhold til myndighetenes krav, ble det i 2001, i regi av NORVAR, igangsatt et prosjekt Kontrollopplegg for parasittegg i slam hvor målet var å bestemme de kritiske driftsbetingelsene for å inaktivere parasittegg ved ulike hygieniseringsmetoder. Prosjektet ble avsluttet våren 2003, og innenfor tilgjengelig finansiering hadde man da fått fastlagt de kritiske driftsbetingelsene for følgende hygieniseringsmetoder (Paulsrud et al., 2004): Aerob termofil forbehandling Pasteurisering Kalkbehandling (Orsa-metoden) Vakuumtørking Det var sterkt ønskelig fra bransjens side å få videreført dette prosjektet til også å omfatte termofil anaerob stabilisering (termofil utråtning). Metoden er foreløpig lite utbredt i Norge (3 anlegg: Bekkelaget, Kongsberg og Gardermoen r.a.), men den anses som svært aktuell ved framtidig utbygging/rehabilitering av eksisterende anlegg. Det er flere renseanlegg som vurderer å legge om til termofil utråtning i løpet av kort tid, og det vil være til stor hjelp å få fastsatt de kritiske driftsbetingelsene, slik at ombygginger kan baseres på dokumenterte fakta. Det er også viktig å være klar over at ved termofil drift av råtnetanker for hygienisering Dato: Side 6 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

7 av slam, må en sikre at alt slam får den nødvendige holdetid ved kritisk temperatur. Det innebærer normalt at man må legge om rutinene for innpumping av slam, slik at det først pumpes/tappes utråtnet slam fra råtnetanken før en tilsvarende mengde råslam pumpes inn. Tiden mellom hver slik syklus vil da bli holdetiden for slammet i prosessen. I forbindelse med ORIO-prosjektet Slam på kornarealer-infoprosjekt ble det blant annet utarbeidet et faktaark om Planteskadegjørere i slam ( Det ble da fra Planteforsk (Plantevernet) angitt et behov for å fremskaffe et bedre faglig grunnlag for å angi kritiske driftsbetingelser når det gjelder inaktivering av potetcystenematoder (PCN) i slam ved noen av hygieniseringsmetodene (bl.a. termofil utråtning). Siden det er svært kostbart å gjennomføre tester av PCN har vi i dette prosjektet, av økonomiske årsaker, forutsatt at driftsbetingelser som kan inaktivere parasittegg av type Ascaris suum, også vil inaktivere PCN. Denne antagelsen styrkes av resultatene fra en nylig undersøkelse av PCNs overlevelse under kompostering (Aasen et al., 2004), hvor formeringsevnen ble ødelagt ved en temperatur på ca. 50 C i noen få timer. Tilsetting av polymerbehandlet papirfiber til slam før eller etter avvanning har vist seg å være effektivt for å redusere luktproblemer (stabilisering) (Paulsrud & Nedland, 2003), og det er interessant å få avklart om denne metoden også kan gi en tilfredsstillende hygienisering av slammet med en enkel kompostering etter fiberinnblandingen. Firmaet bak metoden (Østfold Fiber AS, nå AgroNova AS) har sagt seg interessert i å få en uavhengig testing av metoden og har selv finansiert deltakelsen i prosjektet. Dato: Side 7 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

8 2. Litteraturstudium (termofil anaerob stabilisering) I dette litteraturstudiet er det primært fokusert på data om hygieniseringseffekten av termofil utråtning, mens andre driftsmessige forhold (driftsstabilitet, avvanningsegenskaper, lukt etc.) bare er omtalt i den grad det har direkte tilknytning til driftsbetingelsene som er nødvendig for en tilfredsstillende hygienisering Tyske hygieniseringskrav Tyskland innførte i 1987 krav om at slam som skulle spres på beitemark og på arealer for produksjon av fôrvekster, skulle være hygienisert. I praksis gjaldt dette først og fremst slam som ble spredt i våt form. Hygieniseringskravet var knyttet opp mot både infektive parasittegg (Ascaris), Salmonella-bakterier og Enterobacter, og det var etablert en arbeidsgruppe med eksperter som laget et praktisk opplegg for hvordan regelverket skulle etterleves ute på renseanleggene (ATV/VKS, 1986, 1988a, 1988b). Et hygienisert slam skal, i henhold til slamregelverket fra 1987 (ATV/VKS, 1988a), ha gjennomgått en behandlingsprosess som kan dokumentere at: den reduserer antall naturlige forekommende eller innpodete Salmonella-bakterier i slammet med minst fire 10-potenser den eliminerer alle naturlig forekommende eller innpodete parasittegg (Ascaris-egg brukes som referanse) Overholdelse av regelverket er basert på to typer kontroller: metodekontroll (prosessvalidering) driftskontroll (internkontroll) Metodekontrollen (prosessvalideringen) består i en omfattende kontroll av at de benyttede hygieniseringsmetoder tilfredsstiller kravene til hygienisering slik de er definert ovenfor, d.v.s. blant annet krav om at infektive Ascaris-egg skal elimineres i prosessene. En slik metodekontroll vil normalt innebære at man poder slambehandlingsanlegget med Salmonella-bakterier og Ascaris-egg, og det er utarbeidet detaljerte retningslinjer for hvordan denne testingen skal utføres (ATV/VKS, 1988b). Basert på eksisterende kunnskap fra FoUprosjekter og fullskala hygieniseringsanlegg satte ekspertgruppen opp en liste over hygieniseringsmetoder som de mente allerede hadde gjennomgått tilstrekkelig med metodekontroller (d.v.s. en forhåndsgodkjenning av metoder). Ved bruk av disse behandlingsmetodene ville anleggseierne slippe å gjennomføre ny metodekontroll for hvert anlegg, og i stedet bare konsentrere seg om å etablere og opprettholde en nærmere definert driftskontroll (se nedenfor). De forhåndsgodkjente metodene var: Pasteurisering med etterfølgende mesofil anaerob stabilisering (forpasteurisering) Aerob, termofil stabilisering (våtkompostering) Aerob, termofil forbehandling med etterfølgende mesofil anaerob stabilisering Rankekompostering (frilandskompostering) Reaktorkompostering Behandling av våtslam med hydratkalk (Ca(OH) 2 ) Behandling av avvannet slam med brent kalk (CaO) Dato: Side 8 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

9 Driftskontrollen (internkontrollen) er basert på at man for de ulike godkjente hygieniseringsprosessene har et opplegg som til enhver tid registrerer de parametre som er kritiske for å oppnå et hygienisert slam i henhold til definisjonen. Slike kritiske parametre er bl.a. temperatur-tid kombinasjoner, ph-verdi og TS-innhold. De viktigste parametre er listet opp for de ulike forhåndsgodkjente metodene (ATV/VKS, 1988a). Driftskontrollen innebærer dessuten at man ved uttak av slamprøver umiddelbart etter ferdigbehandling, ikke skal kunne påvise Salmonella-bakterier i 1 gram slam, og antallet Enterobacter skal ikke overstige 1000/g slam. Det var lite fullskala erfaring med termofil anaerob stabilisering i Europa på slutten av 80- tallet, og metoden ble derfor ikke forhåndsgodkjent av de tyske myndighetene. Det foregikk imidlertid en del forskning på dette området i Tyskland i denne perioden, og det ble spesielt fokusert på en anleggsoppbygging med to råtnetanker i serie (Wechs, 1985; Pfeiffer und Demharter, 1987). Den første tanken ble drevet termofilt (50-55 C) og med kort oppholdstid (2-5 døgn), mens den andre tanken hadde normal oppholdstid (15-20 døgn) og temperaturer på C. Det ble bygd noen anlegg av denne typen i Tyskland, og fullskala erfaringer som ble rapportert (Mitsdörffer et al., 1990; 1991), konkluderer med at disse anleggene ga en tilfredsstillende hygienisering dersom de ble drevet slik at holdetiden for enhver slampartikkel i tank 1 var minimum 2 timer ved 55 C. Det er imidlertid ingen data som viser at man har gjort en kontrollert validering av anleggene med innpodete parasittegg (i poser eller kamre) Hygieniseringskrav i USA Generelt I USA ble det i 1993 iverksatt et nytt slamregelverk (U.S. EPA, 1993), hvor det bl.a. ble stilt krav om at slam som skal kunne brukes på jordarealer uten noen form for bruksrestriksjoner, skal være hygienisert og stabilisert ( Class A biosolids ). Hygieniseringskravene er basert på at slammet skal gjennomgå en behandling som medfører at det ikke kan påvises verken Salmonella-bakterier, tarmvirus eller infektive parasittegg i slammet etter behandlingen. Som en del av underlaget for det amerikanske slamregelverket, ble det gjort en omfattende kartlegging av eksisterende erfaringsmateriale fra hygienisering av slam (U.S. EPA, 1992). Dette materialet inneholder også retningslinjer for hvordan anleggseierne i praksis skal forholde seg til de nye hygieniseringskravene. En mer oversiktlig brukerveiledning for slamforskriften er også publisert (U.S. EPA, 1994). Det amerikanske slamregelverket opererer med to sett hygieniseringskrav, som deler det behandlete slammet inn i to klasser: A og B. Det er bare kravene til klasse A som blir omtalt her, da disse er tilnærmet like de norske hygieniseringskravene (med unntak av kravet til tarmvirus). Kravene for å oppnå klasse A er tredelte: 1. Innholdet av patogener i slammet skal være under deteksjonsgrensen, d.v.s. antall Salmonella bakterier skal være mindre enn 3 pr. 4 gram TS (MPN-metoden) tarmvirus skal være mindre enn 1 pr. 4 gram TS infektive parasittegg skal være mindre enn 1 pr. 4 gram TS 2. Slammet skal ha gjennomgått en eller flere prosesser som reduserer slammets tiltrekning på fluer, rotter, fugler, smågnagere etc. ( vectors ). Dette betyr i praksis en eller annen form for stabilisering av slammet, eller eventuelt nedpløying kort tid etter hygieniseringen. Det er i alt oppstilt 12 konkrete kriterier for hvordan man kan tilfredsstille kravet om vector attraction reduction, men ingen av kravene er knyttet opp mot luktproblematikk som er utgangspunktet for det norske stabiliseringskravet. Dato: Side 9 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

10 3. Det skal dokumenteres at det ikke foreligger fare for gjenvekst ( regrowth ) av patogene bakterier (virus og parasittegg kan ikke formere seg igjen utenfor sin vertsorganisme). Dette kravet kan tilfredsstilles på to måter: enten ved å vise at antallet termotolerante koliforme bakterier er mindre enn 1000 pr. gram TS (MPN-metoden) eller ved å vise at antallet Salmonella-bakterier er mindre enn 3 pr. 4 gram TS (MPN-metoden) Dokumentasjonen skal gjøres enten på det tidspunkt slammet skal brukes på jordarealer eller når det er ferdig for borttransport fra behandlingsanlegget Alternativer for å dokumentere overholdelse av hygienekravene til klasse A slam Det er angitt forskjellige alternativer som kan benyttes for å dokumentere at man overholder hygienekravene til et slam i klasse A. Det tas utgangspunkt i følgende 6 alternativer: 1. Prosesser som benytter høy temperatur ( 50 C) 2. Prosesser som benytter både høy temperatur og høy ph 3. Andre kjente behandlingsprosesser enn de som omfattes av alt. 1 og 2 4. Ukjente behandlingsprosesser 5. Forhåndsgodkjente hygieniseringsprosesser 6. Hygieniseringsprosesser som anses ekvivalente med de forhåndsgodkjente For alle seks alternativer gjelder det at kravene til reduksjon av vektortiltrekning og kravene til å unngå gjenvekst av patogene bakterier, må overholdes i tillegg til de etterfølgende krav for reduksjon av patogener. Alternativ 1: Prosesser som benytter høy temperatur ( 50 C) I dette alternativet benyttes spesifikke temperatur-tid kombinasjoner (regimer) for å redusere innholdet av patogener (Salmonella, tarmvirus og parasittegg) i slammet til under deteksjonsgrensene. Dette innebærer at man kan unngå kostbare og tidkrevende analyser av tarmvirus og parasittegg, da det er tilstrekkelig å dokumentere at man overholder kravene for å unngå gjenvekst av patogene bakterier i slammet og vektorreduksjon-kravene (se pkt. 2 og 3 i kap ) samt at man overholder de aktuelle temperatur-tid regimer. Dette er basert på forskningsresultater fra Lee et al. (1989), Yanko (1987) og Martin et al. (1990). Dette alternativet omfatter 4 forskjellige temperatur-tid kombinasjoner, basert på ulike TSinnhold, driftstemperaturer og holdetider i hygieniseringsreaktoren(e) (se tabell 2). Det er viktig at enhver slampartikkel blir utsatt for de angitte temperatur-tid kombinasjoner for å sikre patogenreduksjoner i henhold til klasse A. Slambehandlingsprosesser som faller innenfor dette alternativet, er temperaturbaserte prosesser som ikke omfattes av de forhåndsgodkjente metodene under alternativ 5. Dato: Side 10 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

11 Tabell 1. Temperatur-tid kombinasjoner for reduksjon av patogener i henhold til klasse A for alternativ 1 prosesser. Regime Gjelder for Grensekrav Temperatur-tid sammenheng 1) A Slam med TS 7% (unntatt Temperatur: 50 C det som dekkes av regime B) Holdetid: 20 min. D = 24 0, 14t 10 B Slam med TS 7%, og hvor slammet består av små partikler som varmes opp av røkgasser eller hetolje Temperatur: 50 C Holdetid: 15 sek. C Slam med TS < 7% Temperatur: gitt av likning Holdetid: 15 sek. <D<30 min. D Slam med TS < 7% Temperatur: 50 C Holdetid: 30 min. Nødvendig holdetid gitt av likning D = 24 0, 14t D = 24 0, 14t D = 24 0, 14t 1) D = holdetid i timer, t = temperatur i C Termofil anaerob stabilisering vil høre innunder regime D, og tid-temperatur ligningen tilsier at man f.eks. trenger en holdetid på 24 timer dersom temperaturen er 55 C. Carrington (2001) har kommentert denne ligningen og mener at den er altfor konservativ og ikke tar hensyn til at de aktuelle patogene organismene i slam har forskjellige kritiske eksponeringstider ved ulike temperaturer. Dette innebærer at man ikke kan bruke bare èn generell 1. ordens ligning for å beskrive kritiske tid-temperatur forhold for patogener i slam. Dette er vist av Feachem et al. (1983), Strauch (1991, 1998) og Carrington et al. (1998). Alternativ 2: Prosess som benytter både høy temperatur og høy ph Dette alternativet gjelder en spesiell prosess som har vist seg å være effektiv for å redusere patogeninnholdet til under deteksjonsgrensene ( N-Viro Soil prosessen ). Følgende prosessbetingelser skal overholdes: ph skal være over 12,0 i mer enn 72 timer Temperaturen skal være over 52 C i minst 12 timer i løpet av perioden med ph > 12 Slammet skal lufttørkes til mer enn 50% TS etter perioden med ph > 12 I tillegg skal man overholde kravene til vektorreduksjon og til gjenvekst av bakterier (se pkt. 2 og 3 i kap ). Alternativ 3: Andre kjente behandlingsprosesser som ikke omfattes av alt. 1 og 2 Dette alternativet krever omfattende prøvetaking og analyser av tarmvirus og infektive parasittegg både i råslam og behandlet slam for eventuelt å kunne dokumentere at prosessen(e) tilfredsstiller kravene til reduksjon av patogener. Prøvetakingsprogrammet må gjennomføres så lenge at man påviser patogenene i råslammet, for på den måten å kunne dokumentere hygieniseringseffekten av prosessen(e). Alternativet er anvendbart for å dokumentere om nye prosesser under gitte driftsbetingelser kan klare kravene til klasse A. Dersom man som ovenfor angitt lykkes med å dokumentere klasse A-reduksjon av patogener under visse driftsbetingelser, kan man ved etterfølgende drift klare seg med å dokumentere overholdelse av de kritiske driftsparametre, i tillegg til å oppfylle kravene angitt i pkt. 2 og 3 i kap Dato: Side 11 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

12 Alternativ 4: Ukjente behandlingsprosesser Dette alternativet kan brukes ved helt ukjente prosesser, eller ved prosesser der driftsbetingelsene er mindre restriktive enn det som er angitt i de andre alternativene. Det kreves da fullt analyseprogram på Salmonella bakterier, tarmvirus og infektive parasittegg for hvert slamlass som transporteres bort fra behandlingsanlegget for å kunne dokumentere om slammet tilfredsstiller patogenkravene i klasse A. I tillegg skal kravene angitt i pkt. 2 og 3 i kap overholdes. Alternativ 5: Forhåndsgodkjente hygieniseringsprosesser Dette alternativet er overført fra den forrige slamforskriften i USA og omfatter de såkalte PFRP-prosessene ( Processes to Further Reduce Pathogens ). I dette tilfellet anses slammet å tilfredsstille klasse A dersom det har gjennomgått en av behandlingsprosessene angitt i tabell 2, samt at det tilfredsstiller kravene angitt i pkt. 2 og 3 i kap I tillegg må hygieniseringsprosessene drives i henhold til de driftsbetingelser som er angitt i tabell 2. Tabell 2. Forhåndsgodkjente hygieniseringsprosesser og krav til kritiske driftsparametre (U.S. EPA, 1992) Slambehandlingsprosess Krav til driftsbetingelser Kompostering Reaktor- eller luftet plate kompostering: 55 C i min. 3 døgn Frilandskompostering: 55 C i min. 15 døgn Min. 5 vendinger i denne perioden Termisk tørking TS-innhold i tørket slam: 90% Temperatur i tørket slam eller i gass som er i kontakt med slammet når det forlater tørka: min. 80 C Varmebehandling For våtslam: 180 C i 30 minutter Aerob, termofil stabilisering C ved midlere slamoppholdstid på 10 døgn (våtkompostering) Betabestråling Stråledose: 1,0 megarad ved ca. 20 C Gammabestråling (Cobolt Stråledose: 1,0 megarad ved ca. 20 C 60 eller Cesium 137) Pasteurisering 70 C i min. 30 minutter Det framgår av tabell 2 at termofil anaerob stabilisering ikke er blant de forhåndsgodkjente prosessene, og det skyldes at man på den tiden (før 1992) ikke hadde noe særlig erfaring med satsvis drift og kontrollert holdetid av alt slam ved temperaturer over 50 C. Alternativ 6: Hygieniseringsprosesser som anses ekvivalente med de forhåndsgodkjente Dette alternativet gjelder for prosesser som ikke inngår i listen over forhåndsgodkjente metoder (alternativ 5, tabell 2), men som lokal eller nasjonal konsesjonsmyndighet har godkjent å være likeverdig med de forhåndsgodkjente metodene. Hovedkravet er at man kan dokumentere at prosessen over lengre tid og under realistiske driftsbetingelser er i stand til å redusere de aktuelle patogener til under deteksjonsgrensene. I tillegg skal man overholde kravene angitt i pkt. 2 og 3 i kap Det er opprettet en egen ekspertkomite (EPA s Pathogen Equivalency Committee) som skal bistå lokale myndigheter og anleggseiere/leverandører med råd i godkjennings-prosessen. Det kan søkes om både lokal (stedsspesifikk) og nasjonal godkjenning av prosesser i henhold til dette alternativet. Dato: Side 12 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

13 Amerikanske erfaringer med termofil anaerob stabilisering for å tilfredsstille hygienekravene til klasse A slam Det har vært stor aktivitet i USA de siste 10 årene for å komme fram til løsninger, slik at klasse A-kravene kan tilfredsstilles ved bruk av termofil utråtning. Noen har satset på å finne driftsformer som kan tilfredsstille regelverkets alternativ 1, d.v.s. sørge for at man tilfredsstiller tid-temperaturligningen under regime D i tabell 1 (f.eks. en holdetid på 24 timer ved 55 C i råtnetanken). Sandino et al. (2003) gjennomførte laboratorieforsøk med et system som besto av to termofile råtnetanker i parallell og med en felles mesofil råtnetank i serie. Total oppholdstid i systemet varierte fra døgn. Hensikten med forsøkene var å se om man kunne drive de termofile råtnetankene stabilt over lengre tid med følgende draw-fill-hold driftsmodus for hver av tankene: Utpumping av slam: Innpumping av råslam: Holdetid uten inn- eller utpumping: 6 timer 18 timer 24 timer Dette medførte en syklus på 48 timer for hver av de to termofile tankene, men innenfor denne perioden var det bare en periode på 2 x 6 timer hvor det ikke ble pumpet inn råslam. Forsøksoppstillingen ble sammenlignet med en tradisjonell mesofil (36 C) råtnetank (laboratorieskala) med 16 døgns oppholdstid, og hovedkonklusjonen var at kombinasjonen termofil-mesofil seriedrift ga bedre driftsresultater enn en ren mesofil drift når det gjaldt nedbrytning av organisk stoff og metaninnhold i biogassen. Driftsstabiliteten for det nye systemet var også meget bra, med lavt innhold av flyktige syrer (<300 mg HAc/l). Aitken et al. (2005) har gjennomført kontrollerte studier i laboratorieskala av kinetikken for inaktivering av poliovirus og Ascaris suum egg ved termofil anaerob stabilisering. I forsøkene ble det brukt slam fra en fullskala termofil råtnetank med normalt kontinuerlig driftsopplegg. Slammet ble dosert inn på små diskontinuerlige ( batch ) reaktorer med ulike temperaturer og driftstider (holdetider). Lab.-reaktorene ble tilsatt kjente antall av poliovirus og Ascarisegg, og det ble kjørt 2 forsøksserier med temperaturene 49, 51, 53 og 55 C. Forsøkene viste at begge testorganismene ble raskt inaktivert, men det krevde lengre oppholdstid å drepe Ascaris-eggene enn poliovirus ved samme temperatur og eksponeringstider (holdetider) innenfor det undersøkte temperaturområdet, og dette samsvarer med at inaktiveringen skyldes en vanlig protein-denaturering hos begge mikroorganismene (Aitken et al., 2005). En sammenstilling av de viktigste resultatene fra forsøkene er gjort i tabell 3. Det er bare dataene for inaktivering av Ascaris-egg som er tatt med her. Tabell 3. Tid-temperatur kombinasjoner for komplett inaktivering av Ascaris-egg (Aitken et al., 2005). Temperatur ( C) Holdetid (timer) Serie 1 Serie 2 > ,5 0,5 0,5 < 0,5 Dato: Side 13 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

14 Aitken et al., (2005) konkluderer med at de temperatur-tid kombinasjoner som inngår i det amerikanske slamregelverket (24 timers holdetid ved 55 C, se tabell 1), er altfor konservative når det gjelder termofil anaerob stabilisering, og at dette er en alvorlig hindring for en fullskala implementering av metoden i USA Danske hygieniseringskrav Det danske regelverket (Miljø- og Energiministeriet, 1996) omfatter bruk av organiske avfallsprodukter (bl.a. avløpsslam) til jordbruksformål. Regelverket er bygd opp med forskjellige krav for ulike typer avfallsprodukter, og kravene er kombinasjoner av behandlingskrav, bruksrestriksjoner og spredeteknikk. Det er lagt opp til at avløpsslam skal kunne brukes i jordbruket uten hygienisk begrunnete restriksjoner dersom det har gjennomgått en kontrollert hygienisering. Med kontrollert hygienisering menes det at slammet skal ha gjennomgått èn av tre nærmere angitte behandlingsmetoder og at slammet ved levering oppfyller følgende hygieniske kvalitetskrav: Salmonella bakterier skal ikke kunne påvises Innholdet av fekale streptokokker skal være mindre enn 100/g Det er ingen krav til at infektive parasittegg ikke skal kunne påvises etter kontrollert hygienisering, men samtidig er kravet til innhold av fekale streptokokker et strengt krav. De godkjente behandlingsmetodene er: A. Behandling i reaktor, som sikrer en temperatur på min. 70 C i min. 1 time, eller tilsvarende hygienisering. Behandlingen skal dokumenteres ved registrering av behandlingstid og temperatur. B. Behandling ved tilsetting av kalk, slik at kalkslam-blandingen oppnår ph 12 i minimum 3 måneder. Behandlingen skal dokumenteres ved målinger av behandlingstid og ph. C. Behandling i biogassanlegg (råtnetanker) med termofil drift ( 52 C) eller behandling i separat hygieniseringstank kombinert med termofil eller mesofil utråtning. Følgende temperatur-tid kombinasjoner gjelder: Temperatur ( C) Minimum holdetid for hver slampartikkel ved termofil utråtning 1) (timer) Minimum holdetid for hver slampartikkel i separat hygieniseringstank (timer) Før eller etter termofil Før eller etter mesofil utråtning 1) utråtning 2) , ,5 7,5 60 2,5 3,5 65 1,0 1,5 1) 2) Termofil utråtning ved 52 C og med minimum hydraulisk oppholdstid i råtnetanken(e) på 7 døgn Mesofil utråtning betyr her drift i temperaturområdet C, og med minimum hydraulisk oppholdstid i råtnetanken(e) på 14 døgn Dato: Side 14 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

15 2.4. Hygieniseringskrav i forslag til nytt EU-direktiv for slam I forslaget til nytt EU-direktiv for slam 3. utkast (EC, 2000) stilles det krav om reduksjon av patogener i slam. Kravet er knyttet til type slambehandlingsmetode, og metodene er delt i to hovedkategorier: Avansert slambehandling (hygienisering) Konvensjonell slambehandling Det er angitt en rekke bruksområder for slam, og ved avansert behandling av slammet kan det brukes på alle typer jordbruksarealer (unntatt skogsområder), mens ved konvensjonell slambehandling er det forskjellige restriksjoner (bl.a. karantenetider og krav til injisering/nedpløying av slammet. For hver slambehandlingskategori er det listet opp et antall prosesser med tilhørende kritiske driftsbetingelser (temperatur, oppholdstid og evt. ph og TS-innhold). Prosesser under Avansert slambehandling skal i utgangspunktet vise at de er i stand til å redusere innholdet av en testorganisme (forslagsvis Salmonella Senftenberg W775) med 6 ti-potenser. I det ferdigbehandlete slammet skal det ikke kunne påvises Salmonella-bakterier, og innholdet av E.coli skal også reduseres med minimum 6 ti-potenser til en maksimalverdi på 500 CFU/g slam. For Konvensjonell slambehandling er det stilt krav om at aktuelle prosesser skal redusere innholdet av E.coli med minimum 2 ti-potenser, men det er ingen krav til maksimalverdier for patogener eller indikatororganismer. Forslaget inneholder en foreløpig liste over behandlingsprosesser innenfor de to hovedkategoriene, men det er lagt opp til at nye prosesser kan bli godkjent etter en vurdering av EU-kommisjonen. Flesteparten av de norske hygieniseringsprosessene er inkludert i den foreløpige listen for Avansert slambehandling. Denne inneholder også termofil anaerob stabilisering, og det er foreslått en temperatur på minimum 53 C og en holdetid for hver slampartikkel på 20 timer (satsvis drift). For å få et bredere vitenskapelig grunnlag for det nye EU-direktivet om slam, har EUkommisjonen fått utarbeidet en rekke fagrapporter innenfor de ulike områder som berøres av direktiv-forslaget. Carrington (2001) har sammenstilt erfaringer med hygienisering av slam og kommer bl.a. med anbefalinger om kravene som bør stilles til testing (validering) av behandlingsprosesser og kvalitetssikring av ferdigbehandlet slam. Ved testing av nye prosesser eller nye anlegg som vil komme i kategori Avansert slambehandling, blir det foreslått at det skal dokumenteres en reduksjon av innpodete Salmonella-bakterier på minimum 4 ti-potenser og at tilsatte Ascaris-egg ikke skal være infektive etter behandlingen. For det ferdigbehandlete slammet blir det foreslått å bruke E.coli og Clostridium perfringens som indikatorer for patogenene, og antallet skal ikke overstige 1000 pr. gram TS for E.coli og 3000 pr. gram TS for Clostridium perfringens. Carrington (2001) har også laget en tabell over kritiske driftsbetingelser for de avanserte slambehandlingsmetodene, og for termofil anaerob stabilisering er det foreslått en temperatur på minimum 55 C og en holdetid for hver slampartikkel på minimum 4 timer. Det faktum at forslaget til EU-direktiv inneholder krav om at slambehandlingsmetodene skal dokumentere et visst antall ti-potenser reduksjon av patogener eller indikatorbakterier, har fått engelskmennene til å starte en systematisk testing av de vanligste behandlingsmetodene sine. Horan (2001) presenterte resultatene fra et bredt anlagt forskningsprogram hvor man i laboratorieskala undersøkte reduksjonen av flere patogener og indikatororganismer for en del slambehandlingsmetoder (anaerob stabilisering, kalkbehandling, pasteurisering ved forskjellige tid-temperatur kombinasjoner og kompostering). Ved alle forsøkene tilsatte man Dato: Side 15 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

16 de aktuelle mikroorganismene i kjent antall til råslammet ( spiking ) slik at man kjente utgangskonsentrasjonen før behandlingen startet. Hovedkonklusjonen var at både pasteurisering og kalkbehandling kunne gi en reduksjon på minst 6 ti-potenser for E.coli, Salmonella og poliovirus, mens kompostering ikke ga en like entydig reduksjon for noen av Salmonella-typene. Med vanlig anaerob stabilisering ble det oppnådd 2-3 ti-potenser reduksjon, d.v.s. at metoden tilfredsstiller kravet til Konvensjonell slambehandling i forslaget til nytt EU-direktiv for slam. Det ble ikke gjort forsøk med termofil anaerob stabilisering Sammenstilling av kritiske driftsbetingelser for å oppnå hygienisering av slam ved termofil anaerob stabilisering I tabell 4 har vi sammenstilt de temperatur-tid kombinasjoner som er funnet i litteraturstudiet for termofil anaerob stabilisering. Det er bare de amerikanske og tyske referansene som relaterer seg spesifikt til en inaktivering av parasittegg som en del av hygieniseringen. Tabell 4. Foreslåtte tid-temperatur kombinasjoner for hygienisering av slam ved termofil anaerob stabilisering Temperatur ( ) ,5 55 Minimum holdetid for hver slampartikkel (timer) > ,5 <0,5 0,5 Aitken et al. (2005) 50 4 Gray & Hake (2004) Kommentarer/referanse Danske slamregelverk. Gjelder ikke spesifikt for parasittegg (Miljø- og Energiministeriet, 1996) Forslag til nytt EU-direktiv for slam (EC, 2000) 55 4 Carrington (2001) Amerikansk slamregelverk (U.S. EPA, 1992), basert på en generell sammenheng mellom temperatur og holdetid 55 2 Mitsdörffer et al. (1990, 1991) Tabell 4 viser at det er store variasjoner i de foreslåtte tid-temperatur kombinasjonene som finnes i litteraturen vedrørende inaktivering av parasittegg ved termofil anaerob stabilisering, men det er åpenbart at de forsøkene som er gjennomført i USA de siste årene (Gray & Hake, 2004; Aitken et al., 2005), viser mindre restriktive tid-temperatur kombinasjoner enn tidligere antatt. Dato: Side 16 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

17 3. Metoder og utstyr 3.1. Forsøksmetodikk For begge de undersøkte prosessene (termofil anaerob stabilisering og AgroNovaprosessen) ble det brukt samme forsøksmetodikk som ved tidligere uttesting av andre hygieniseringsprosesser (Paulsrud et al., 2004), men en del forhold var endret denne gangen. Den grunnleggende forsøksmetodikken er imidlertid basert på å teste overlevelsen av egg fra grisens spolorm (Ascaris suum) under realistiske driftsbetingelser for hygieniseringsmetodene. Ascaris-egg benyttes som test-organisme fordi de anses å være de mest motstandsdyktige av parasitteggene som jevnlig forekommer i avløpsslam (U. S. EPA, 1991). Ved uttestingen denne gangen var det Veterinærinstituttet som hadde ansvaret for anskaffelse av levende Ascaris-egg, klargjøring av testenheter og analysering av de eksponerte testenhetene med hensyn på overlevelse av parasitteggene. Levende Ascarisegg og testenheter ble kjøpt fra et firma i USA (Excelsior Sentinel Inc,), og testenhetene besto av avkuttede små plastrør, hvor endene ble sveiset igjen med metallduk med lysåpning på ca 30 μ (se figur 1). Rørene har både en diameter og en lengde på ca. 2,5 cm. Ved klargjøring av testenhetene ble slam fra det aktuelle testanlegget blandet med Ascarisegg i en elektrisk mikser og om nødvendig tilsatt vann for å få en grøtaktig konsistens. I hver testenhet ble det lagt inn ca Ascaris-egg før beholderen ble lukket med metallduk i hver ende. Ved testing av termofil anaerob stabilisering er slammet i væskeform, og oppløste stoffer i slammet (f. eks. ammonium-ioner) vil kunne passere gjennom testenhetene og påvirke parasitteggene der i tillegg til temperaturpåvirkningen. Ved testing av prosesser hvor slammet er i avvannet form (AgroNova-prosessen eller tradisjonell kompostering), vil det ikke være noe væske som kan trenge inn i testenhetene, og det blir temperaturen som er viktigst for å oppnå en inaktivering av eggene. På grunn av stor usikkerhet ved bestemmelsen av hvorvidt parasittegg er inaktivert (ikke formeringsdyktige) eller ikke etter at de er eksponert for aktuelle prosessbetingelser, ble alle tester foretatt med 3 parallelle testenheter fra hver driftssituasjon som skulle testes. Figur 1. Utstyr for testing av overlevelse av parasittegg (Ascaris suum) i slam Dato: Side 17 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

18 3.2. Gjennomføring av forsøkene Termofil anaerob stabilisering Det var opprinnelig meningen å gjennomføre uttesting med hensyn på inaktivering av parasittegg ved to fullskala renseanlegg med termofil utråtning (Bekkelaget renseanlegg og Gardermoen renseanlegg), men p.g.a. forsinkelser med oppstarten av den termofile driften ved Gardermoen renseanlegg, ble det bare gjennomført fullskala uttesting ved Bekkelaget renseanlegg. Uttestingen ved Gardermoen renseanlegg ble gjort i et lite pilotanlegg tilpasset formålet (se nedenfor). Ved Bekkelaget renseanlegg er det to råtnetanker à 4000m³ som begge drives termofilt (normalt C). Tankene drives i serie og med en teoretisk oppholdstid på dager (totalt for begge tankene). Testingen med hensyn til overlevelse av parasittegg ble utført i den første tanken, og tilgangen til tanken skjedde via et hull i glasset som dekket en åpning på toppen av tanken. Testene ble utført 11. mars Tre sett à 3 testenheter ble først festet til en lang stålstang, og deretter ble hvert sett sikret med grovmasket nylonnett for å unngå å miste testenheter dersom de løsnet fra stålstanga under oppholdet nede i råtnetanken. Til hvert sett med testenheter ble det festet en temperaturføler som var tilkoplet en datalogger, slik at man kunne lese av temperaturene for hvert testsett under de aktuelle eksponeringstider (se tabell 5). For å beskytte stålstangen med testenhetene nede i råtnetanken, ble stangen ført ned i et åpent rør (Φ 8 cm) som var satt ned i tanken gjennom hullet i glassplata på toppen og festet til denne. På denne måten var det også lite biogass som slapp ut av tanken under selve testingen, men normale prosedyrer for kontroll av metaninnhold i luft ble fulgt. For hver av de aktuelle eksponeringstidene ble stangen med testenhetene trukket ut av råtnetanken, og ett sett med testenheter ble fjernet hver gang for å simulere de ulike eksponeringstider (holdetider). Pilotanlegget ved Gardermoen renseanlegg ble bygget opp av en 10 liters kjele med gasstett lokk og med anboring for gasslås i lokket. I kjelen ble det også montert et motordrevet røreverk og en termoføler som ga signal til en elektronisk kokeplate som kjelen sto på, og som bidro til å holde en tilnærmet konstant temperatur i kjelen. Kjelen var isolert med mineralull for å begrense varmetapet (se figur 2). Det ble utført to forsøksserier ved konstante temperaturer på hhv. 50 C og 55 C ( mars 2005). Ved begge forsøkene ble pilotanlegget drevet som en batch prosess, dvs. det var ingen tilførsel eller uttak av slam i testperioden. Før hver serie ble kjelen fylt med slam fra den fullskala råtnetanken ved Gardermoen r. a. som fortsatt ble drevet mesofilt. Slammet hadde en temperatur på ca. 37 C, og det tok ca. 1,5 time å varme opp slammet til de ønskete testtemperaturene (50 C og 55 C). Ved ønsket temperatur ble 3 sett à 3 testenheter satt ned i slammet i kjelen, og hvert sett ble tatt ut igjen etter en forhåndsbestemt eksponeringstid (holdetid) som fremgår av tabell 5. Dato: Side 18 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

19 Figur 2. Pilotanlegg for termofil anaerob stabilisering ved Gardermoen renseanlegg Tabell 5. Tid-temperatur kombinasjoner for testing av hygieniseringseffekten ved termofil anaerob stabilisering Testanlegg Testskala Temperaturer Holdetider (timer) ( 0 C) Gardermoen Liten 50 X X X pilotskala 55 X X X Bekkelaget Fullskala 55 1) X X X 1) Anlegget ble tidligere drevet ved en temperatur på C, men ved testingen med parasittegg-rørene lå temperaturen i råtnetanken på konstant 55 0 C i de seks timene testen varte Dato: Side 19 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

20 AgroNova prosessen Prosessen er basert på en satsvis, statisk kompostering av avvannet slam som på forhånd er blandet med polymerbehandlet avispapir ( Superfibral ). Selve komposteringen foregår i en patentert spesialbygd container på ca. 10m 3 med innebygde skillevegger, og hvor både skillevegger, yttervegger og bunn er foret ut med perforerte plater på innsiden for å øke lufttilgangen til slammet (se figur 3). Containerne ble isolert med matter på toppen for å begrense varmetapet. Blandingen av slam og Superfibral tilføres containerne ved hjelp av en skråstilt transportskrue hvorfra slammet faller ned i containeren. Dette for å få god lufttilførsel også i oppfyllingsfasen. Figur 3. Container for statisk kompostering av slam (AgroNova-prosessen) I en komposteringsprosess er det primært høy temperatur som gir en hygieniseringseffekt med hensyn på parasittegg. Det er derfor avgjørende at man kan opprettholde en tilstrekkelig temperatur-holdetid kombinasjon i hele slammassen, d.v.s. også i de partier hvor man får lavest temperatur p.g.a. dårlig oksygentilførsel og/eller stort varmetap. Ved innledende uttestinger av AgroNova-prosessen med ulike slamtyper og blandingsforhold slam/superfibral, transportløsninger og containertyper, ble det registrert temperatur kontinuerlig (temperaturfølere og loggerenhet) på en rekke steder i slammassen, for å få en indikasjon på om man oppnådde kritiske driftsbetingelser m.h.p. inaktivering av parasittegg. De amerikanske kravene på minimum 55 0 C i minimum 3 dager for reaktorkompostering (U.S.EPA, 1992) ble brukt som en rettesnor. Prosessleverandøren (AgroNova) benyttet temperaturmålinger på en rekke steder i komposteringscontaineren ved utviklingen av sitt containerdesign våren 2005, og i to perioder i juni 2005 ble det gjennomført hygieniseringstester på to forskjellige komposterings- batcher. Sett med parasitteggrør (3 parallelle rør + temperaturføler) ble plassert på 3 forskjellige nivåer i containerne ved oppfyllingen med blandingen av slam og Superfibral (ett sett nær toppen, ett i midten og ett nær bunnen av containeren). Settene med parasitteggrør ble festet til stenger som ble plassert vertikalt i containeren (se figur 4). I den første testen ble rørene med parasittegg eksponert i 14 dager, under de samme betingelser som den statiske komposteringen gjennomgikk. I den andre testen var det gjort en del forbedringer på container-designet, og komposteringen ble gjennomført i løpet av 3 døgn. Dato: Side 20 : 29 Rapport nr: Versjon: 1

21 Figur 4. Det ble brukt 3 parallelle testenheter på samtlige prøvepunkter. Temperaturfølere ble plassert sammen med testenhetene Analyse av parasittegg Innholdet i alle testrørene med Ascaris-egg som hadde vært eksponert i en hygieniseringsprosess (termofil anaerob stabilisering eller AgroNova-prosessen), ble overført til små petriskåler, merket og inkubert ved 27 0 C i 4 uker. Det ble laget små hull i dekslet på petriskålene for å få lufting av prøvene, og prøvene ble holdt fuktige under inkuberingen. For hvert testanlegg ble også prøver av den opprinnelige blandingen av slam og parasittegg som ikke hadde vært eksponert (kontrollprøver), inkubert sammen med de eksponerte prøvene. I tillegg ble det helt til slutt i testprogrammet laget i stand et separat sett med kontrollprøver, hvor Ascaris-egg ble blandet med slam fra termofil råtnetank (Bekkelaget) og slam fra AgroNova-prosessen samt Ascaris-egg blandet med bare springvann, for å kunne vurdere dødeligheten av parasitteggene uten noen form for temperaturpåvirkning av eggene. Etter fullført inkubering ble hver prøve tatt ut av skålene og plassert i begerglass og tilsatt ca. 60 ml vann og noen dråper 2 % detergent (Zalo) og blandet med elektrisk mikser. 7 8 sentrifugerør ble laget av hver petriskål (prøveserie). Blandingen ble silt gjennom en stålsil (lysåpning 250 μm;mesh size 60). Blandingen ble deretter fylt i sentrifugerør og sentrifugert ved 700 x g i 7 min. Bunnfallet ble tilsatt flotasjonsvæske (magnesium- eller sinksulfat) og sentrifugert ved 600 x g i 6 min. Etter at rørene ble tatt ut av sentrifugen, ble de satt i stativ og påfylt flotasjonsvæske til meniskus ble formet. Dekkglass ble lagt på og etter ca. 8 min ble dekkglassene plassert på objektglass og mikroskopert ved 100 x forstørrelse. Minst 200 egg ble telt på hver delprøve og differensiert som infektive og ikke infektive. Egg med larveutvikling ble definert som infektive. Egg med bare påbegynt utvikling ble definert som ikke infektive. Dato: Side 21 : 29 Rapport nr: Versjon: 1