Elohopean puhdistaminen jätteenpolton savukaasuista

Abstract

Työn tarkoituksena oli tutkia jätteenpoltossa vapautuvia elohopeapäästöjä ja niiden puhdistamista savukaasuista. Elohopeapäästöt ovat erittäin vaarallisia ja saattavat aiheuttaa ihmiselle vakavia myrkytystiloja, pitkäkestoisia sairauksia tai jopa kuoleman. Raskasmetallina elohopea kumuloituu eliöihin ja siirtyy ravintoketjun huipulla olevan ihmisen elimistöön. Tämän takia elohopean leviäminen ympäristöön tulee estää mahdollisimman tehokkaasti.

Työssä esitellään EU:n komission uudistuneen jätteenpolton BREF-dokumentin mukaisia savukaasupuhdistusjärjestelmiä ja uusia päästörajoja haitallisille aineille. Kokonais-elohopean uusi vuorokauden päästöraja Euroopan jätteenpolttolaitoksissa tulee olemaan 5 – 20 μg/Nm3 ja jatkuva seuranta pääosin pakollista. BAT-päätelmät ohjaavat monia jätteenpolttolaitoksia tekemään investointeja ja kehittämään savukaasujen puhdistusjärjestelmiä.

Poltettavan jätejakeen vaihtaminen ja valvominen tai muuten tehty elohopean vähentäminen esikäsittelyn avulla on tehokas käytäntö vähentää Hg-päästöjä. Täydellinen poltettavan jätejakeen valvominen on todella vaikeaa. Tämän takia savukaasujen käsittely tulee mitoittaa hetkellisille suurille Hg-pitoisuuksille. Tärkeimpänä Hg:n puhdistamiseen vaikuttavana tekijänä voidaan pitää Hg-halogeeni-suhdetta. Tämä mahdollistaa elohopean hapettumisen ja muuttumisen vesiliukoiseksi, jolloin elohopea on helpoin puhdistaa märkäpesurissa. Toinen tärkeä tekijä on Hg-uudelleenpäästöjen estäminen eli puhdistusyksiköihin varastoidun elohopean haihtumisen, pelkistymisen tai muun uudelleen vapautumisen estäminen.

Työ tehtiin Fortum Waste Solutions Oy:n Riihimäen vaarallisen jätteen polttolaitokselle. Työn aikana pyrittiin vähentämään Hg-uudelleenpäästöjä tehostamalla kaasunkäsittelyn vesien puhdistamista saostuksen avulla. Merkittävää parannusta ei tehdyillä testeillä saavutettu, mutta mahdollisia Hg-päästöjä aiheuttavia tekijöitä onnistuttiin paikantamaan ja näin luotiin erittäin hyvä pohja jatkotutkimuksia varten.

The purpose of the thesis was to investigate mercury emissions released in waste incineration and mercury purification from flue gases. Hg-emissions are very dangerous and can cause serious poisoning, long-term illnesses or even death. As a heavy metal, Hg accumulates in organisms and is transferred to the human body at the top of the food chain. For this reason, the spread of Hg into the environment must be prevented as efficiently as possible.

The thesis presents flue gas cleaning systems and new emission limits for harmful substances in accordance with the EU Commission's updated waste incineration BREF document. The new daily emission limit for total mercury in European waste incineration plants will be 5 – 20 μg/Nm3 and continuous monitoring will be mainly mandatory. The BAT conclusions direct many waste incineration plants to make investments and develop flue gas cleaning systems.

Changing and monitoring the incinerated waste fractions or otherwise reducing mercury by means of pretreatment is an effective practice to reduce Hg-emissions. Complete monitoring of the incinerated waste fractions is really difficult. Because of this, flue gas treatment must be sized for momentary high mercury emissions. The most important factor affecting the purification of mercury can be considered the mercury-halogen ratio. This allows mercury to oxidize and become water-soluble, making mercury easier to clean in a wet scrubber. Another important factor is the prevention of Hg-re-emissions, i.e. the prevention of evaporation, reduction or other re-release of the mercury stored in the purification units.

The thesis was done at Fortum Waste Solutions Oy’s Riihimäki hazardous waste incineration plant. During the work, efforts were made to reduce Hg-re-emissions by increasing the purification of gas treatment water using precipitation. No significant improvement was found in the tests carried out, but some possible factors causing mercury emissions were successfully found and a excellent foundation was created for further research.