Freeze Dry Unit är miljövänlig på flera sätt

Vid hanteringen av slam är det främst energianvändningen som bidrar till klimatförändringen i form av utsläpp av växthusgaser vid energiproduktion. Vid transporter är det förbränning av fossila bränslen som bidrar till miljöpåverkan i form av klimatförändring, övergödning och försurning. Vid avsättning sker i vissa fall även transporter, men även slammet i sig bidrar till klimatförändring, övergödning och försurning.

Olika miljöpåverkan vid olika hanteringar och avsättningar

Vid hantering av slam används någon form av process som avvattnar eller torkar slammet. Avvattningen sker ofta med mekaniska metoder och torkningen med termiska. Energin kommer oftast från elektricitet vilket framställs på olika sätt beroende på vart i världen man befinner sig. Svensk elmix ger upphov till ungefär 13 gram koldioxidekvivalenter per kilowattimme medan nordisk elmix ger upphov till upp mot 50 gram. Detta ger ett bidrag till klimatförändringen (https://energiradgivningen.se/klimat/miljopaverkan-fran-el).

Transporter är en stor del i slamhanteringen. Både mellan avsättningar men också i de fall då polymerer används. Transporterna sker ofta med diesel och därmed förbränns fossila bränslen. Vid förbränning av fossila bränslen reagerar de ämnen som finns i bränslet med luften och bildar olika typer av föreningar. De ämnen som bildas som mest påverkar miljön är växthusgaser såsom koldioxid, metan och lustgas och oxider som bidrar till försurning och övergödning såsom kväveoxider och svaveldioxid. Även ammoniak bildas vilket både verkar försurande och övergödande (https://energiforskmedia.blob.core.windows.net/media/17907/miljoefaktaboken-2011-vaermeforskrapport-1183.pdf). Metan och lustgas har större inverkan på klimatet än vad koldioxid har. Metan påverkar klimatet 25 gånger mer än koldioxid medan lustgas påverkar så mycket som 298 gånger mer (https://www.naturvardsverket.se/Stod-i-miljoarbetet/Vagledningar/Luft-och-klimat/Berakna-dina-klimatutslapp/). Dessa växthusgaser är därför viktiga att beakta vid slamhantering.

Utsläppen som sker vid avsättningen är stort beroende av vilken typ av avsättning som används. Transporter sker här också men slammet i sig ger upphov till miljöpåverkan. Exempelvis sker tre huvudsteg då slammet ska spridas på åkermark. Först lagras det till dess att det ska spridas. Här sker utsläpp av främst metan och lustgas vilket bidrar negativt till klimatet. Metanet bildas vid anaeroba förhållanden inne slammet då det läggs på hög och påverkas i stor utsträckning av vatteninnehållet i slammet (http://www.jordbruksverket.se/download/18.3421fb8e1634d8e3920b1d47/1526305320780/Emissionsfaktorer%20till%20utv%C3%A4rdering.pdf). Lustgasen bildas närmre ytan av slamhögen där tillgången på syre är större. Själva spridningen av slammet ger upphov till växthusgaser och oxider då traktorn/maskinen förbränner bränslet. Olika typer av gödsel kräver olika mycket bränsle (http://www.bioenergiportalen.se/?p=5737). Kan slammet spridas med en konstgödselspridare kan bränsleanvändningen minskas till en åttondel. Då slammet lagts på åkermarken bildas främst lustgas, vilket är starkt beroende av kväveinnehållet i slammet. Spridningen av slam på åkermark påverkar också övergödningen i väldigt stor utsträckning. Både kväve och fosfor kommer att bidra till detta. En del fosfor kommer att rinna av med regnvatten ut i vattendrag. Kvävet kommer att omvandlas i nitrifikationsprocessen till nitrat vilket också bidrar till övergödningen (https://www.svensktvatten.se/contentassets/fdb93e09013543e6a84dff4e98289098/svu-rapport_2016-13.pdf). Ett torrare slam gör alltså att transporterna minskar, metanutsläpp vid lagring minskar och en annan spridningsteknik, som kräver mindre bränsle, kan användas.

Polymer

Polymer används i avvattningsprocessen i form av polyelektrolyter. Den vanligaste polyelektrolyten som används i avvattningsprocessen i Sverige är polyakrylamid, PAM, med en katjonisk monomer. Denna används som förtjockningsmedel i slammet för att avhjälpa slamavvattningen. Detta görs då PAM ges en elektrisk laddning, genom den katjoniska monomeren, vilket flockar och binder slampartiklarna. PAM binds då i slammet och finns kvar även efter avvattningen. Polymererna i sig har inte påvisats ge någon skadlig effekt på miljön då slam med PAM spridits på exempelvis en åkermark. Det har dock påvisats att PAM-partiklar ackumuleras på åkern då dessa bryts ned väldigt långsamt eller inte alls. Detta skulle i framtiden kunna ge effekter som inte idag kunnat påvisats (http://vav.griffel.net/filer/VA-Forsk_2003-40.pdf).
Polymererna kräver också energi och kemikalier för att tillverkas. Skulle användningen av PAM minskas skulle all miljöpåverkan som sker under tillverkningsfasen av dessa helt tas bort vilket inte är en helt obetydlig del.
Freeze Dry Unit behöver ingen PAM då avvattningen inte sker mekaniskt i en press eller centrifug. I stället används en naturlig frysprocess som separerar vatten och slampartiklar och på så vis erhålla ett avvattnat slam för vidare torkning till en torr slamprodukt. Detta gör att PAM inte sprids på jordbruksmarker i de fall då det används som gödsel. Detta ligger i linje med Naturvårdsverkets arbete med att minska mikroplaster i miljön (http://www.naturvardsverket.se/Miljoarbete-i-samhallet/Miljoarbete-i-Sverige/Uppdelat-efter-omrade/Plast/Mikroplast/).

Transporter

Avvattnat slam håller en torrhetsgrad på cirka 20 till 30 procent. Detta betyder att den största delen av vikten och volymen fortfarande består av vatten. Studier har visat att slammets volym minskar med cirka 80 procent då slammet går från en torrhetsgrad på cirka 20 till 95 procent. Detta innebär att transporterna kan minskas då mer torrt slam får plats på en transport.

Att Freeze Dry Unit även är polymerfri medför även minskade transporter, då transporter av polymer uteblir helt.

Minskade transporter får också en indirekt effekt på miljöpåverkan då buller från transporterna minskar men också då slitaget på vägar och lastbilar minskar vilket gör att vägar måste läggas om mer sällan och lastbilar behöver inte bytas ut lika ofta.

Näringsämnen och tungmetaller

Odlingen i världen har ökat kraftigt sedan konstgödsel började användas (https://books.google.se/books/about/Principles_of_Environmental_Chemistry.html?id=LFTxgCjZ0pgC&redir_esc=y). En växande befolkning på jorden kräver ytterligare ökning av odlingen (http://www.jordbruksverket.se/amnesomraden/handelmarknad/allmantomhandelsochjordbrukspolitik/ulandsfragor/globalamatproduktionenbehoveroka.4.5da42c07159ce43e6207796d.html). För att klara detta behövs bland annat effektiva sätt att tillföra näring till jordbruksmarkerna. Fosfor är ett av de viktigaste näringsämnena vad gäller odling. Den brytningsvärda mängden av fosfor har minskat i världen vilket lett till arbete för att hitta metoder för att effektivt kunna återvinna fosfor (https://books.google.se/books/about/Principles_of_Environmental_Chemistry.html?id=LFTxgCjZ0pgC&redir_esc=y ). I avloppen finns mycket näringsämnen. Stora mängder av dessa näringsämnen binds i slammet efter vattenreningen. Avloppsslam är därför en viktig källa för att kunna tillföra den fosfor som världens jordbruk behöver (https://www.naturvardsverket.se/Om-Naturvardsverket/Publikationer/ISBN/8800/978-91-620-8808-8/).

En metod som kan användas för att återvinna fosfor och inte få med några oönskade ämnen som finns i slammet är att utvinna fosforn ur askan efter förbränning av slammet. För att en effektiv utvinning ska ske behöver fosforn i askan vara relativt koncentrerad. Detta medför att utvinningsprocessen missgynnas om slammet förbränts med andra material, vid så kallad samförbränning. För att effektiv utvinning ska erhållas bör därför slammet förbrännas ensamt vid så kallad monoförbränning (https://www.ivl.se/download/18.343dc99d14e8bb0f58b76ab/1454339645269/B2184.pdf). För att detta ska ske måste slammet vara tillräckligt torrt. Vid en torrhetsgrad på 60 % och uppåt kan slammet monoförbrännas, under detta krävs tillgång till ett stödbränsle som exempelvis biobränsle (http://vav.griffel.net/filer/VA-Forsk_B_2003-102.pdf).

Avloppsslam innehåller också många andra viktiga ämnen och egenskaper. Kväve är ett annat av de primära näringsämnen som behövs vid odling (https://books.google.se/books/about/Principles_of_Environmental_Chemistry.html?id=LFTxgCjZ0pgC&redir_esc=y). Kvävet finns inte lika bundet i avloppsslammet utan mycket av det kväve som kommer till avloppsreningsverket renas bort i vattenreningen eller följer med rejektvattnet från avvattningen av slammet tillbaka in i vattenreningsprocessen. Det finns ändå ganska höga mängder kväve kvar i slammet (https://www.naturvardsverket.se/Om-Naturvardsverket/Publikationer/ISBN/8800/978-91-620-8808-8/). Detta går dock inte att ta tillvara på efter förbränning av slammet utan måste tillföras genom att sprida oförbränt slam på åkermark (https://www.ivl.se/download/18.343dc99d14e8bb0f58b76ab/1454339645269/B2184.pdf).

En viktig egenskap slammet har är att det innehåller mullbildande ämnen. Dessa behövs för att skapa bra jordegenskaper på åkern. Mullbildande ämnen gör att jorden håller vatten bättre vilket minskar avrinningen av fosfor ut i annan mark eller till vattendrag. Användningen av konstgödsel tillför inte detta vilket gör att jorden tunnas ut och klarar inte att hålla kvar vatten och de näringsämnen som tillförs. Detta gör att mer och mer gödning behöver tillföras varje år, vilket påskyndar övergödningen i ännu större utsträckning (https://books.google.se/books/about/Principles_of_Environmental_Chemistry.html?id=LFTxgCjZ0pgC&redir_esc=y).

Tungmetaller finns också i avloppsslammet. Dessa är ofta bundna till slampartiklarna och finns därför ofta kvar efter avvattningen och torkningen av slammet. Metaller bryts inte ned i naturen utan finns kvar efter lång tid. När de väl spridits i naturen läcker de ut till omgivande mark och sjöar. Fiskar och andra organismer i sjöar påverkas av detta. Metallerna vandrar uppåt i näringskedjan och finns i större koncentration hos exempelvis rovfiskar. Vid jordbruk i jordar med högt metallinnehåll kan detta sedan återfinnas i livsmedel som odlats där] (http://www.naturvardsverket.se/Sa-mar-miljon/Manniska/Miljogifter/Metaller/).  Förbränning av slammet underlättar för rening då tungmetaller kan renas ur askan med hjälp av olika metoder. Fosforn kan extraheras och återvinnas som gödning utan att tungmetaller sprids i miljön (https://www.ivl.se/download/18.343dc99d14e8bb0f58b76ab/1454339645269/B2184.pdf).