Jätteenpolton tuhkien käsittelytekniikoiden ympäristövaikutukset

Abstract

Jätteenpoltossa syntyvät tuhkat sisältävät paljon haitta-aineita, joiden vuoksi niitä ei yleensä voida suoraan sijoittaa kaatopaikoille. Käsittelyllä pyritään parantamaan tuhkien ominaisuuksia ja vähentämään haitta-aineiden liukoisuutta. Samalla kuitenkin käsittely kuluttaa raaka-aineita ja energiaa sekä aiheuttaa päästöjä. Tuhkien käsittelyn kokonaishyötyjä ja -haittoja ympäristön kannalta arvioitaessa tulisikin ottaa huomioon sekä käsiteltävän tuhkan parantuneet ominaisuudet että käsittelystä aiheutuneet ympäristökuormitukset. Tämän diplomityön tavoitteena oliselvittää jätteenpolton tuhkien käsittelystä aiheutuvia ympäristövaikutuksia tarkastelemalla esimerkinomaisesti neljää erilaista käsittelytekniikkaa (pesua, sementtikiinteytystä, Ferrox-prosessia ja vitrifiointia) sekä kahta muuta loppusijoitusvaihtoehtoa (mahdollisuutta sijoittaa tuhkat kaatopaikalle ilman käsittelyä ja kuljettamista Norjassa sijaitsevalle käsittely- ja loppusijoituslaitokselle). Tarkastelussa keskityttiin jätteenpolton ongelmallisimpiin tuhkajakeisiin, lentotuhkaan ja savukaasujen puhdistusjätteisiin eli APC-jätteisiin. Tavoitteena oli selvittää käsittelyvaihtoehdoista syntyvät ympäristökuormitukset ns. koko niiden elinkaaren ajalta, eli huomioiden käsittelyyn tarvittavien lisäaineiden valmistuksesta, itse käsittelyprosessista sekä loppusijoituksesta aiheutuvat kuormitukset. Tarkastelun perusteella eri käsittelyvaihtoehdot aiheuttavat hyvin erilaisia ja erisuuruisia ympäristökuormituksia. Lisäksi käsitellyn materiaalin ominaisuudet vaihtelevat huomattavasti käsittelytavasta riippuen. Tarkastelluista käsittelyvaihtoehdoista suurimmat ympäristökuormitukset ilmapäästöjen osalta aiheutuivat tyypillisesti joko käsittelyyn tarvittavien raaka-aineiden valmistuksesta tai itse käsittelyprosessin energiankulutuksesta. Loppusijoituksesta sen sijaan aiheutui ympäristöhaittoja kaatopaikkarakenteiden muodostamisesta sekä maaperään vapautuvista haitta-aineista, joiden määrä riippuu tuhkan käsittelyn tehokkuudesta.

Residues from municipal solid waste incineration (MSWI) containenvironmentally harmful substances and they usually cannot be landfilled without treatment. By treating the residues their characteristics and leaching properties will be improved. However at the same time the treatment process consumes resources and energy and causes emissions. When evaluating overall benefits and disbenefits of residue treatment, both the quality of treated residue and the emissions of the treatment process, should be taken into account. The goal of this master's thesis was to study the impacts on environment of MSWI residue treatment. This is done bycomparing four treatment methods (washing, cement stabilization, Ferrox-process and vitrification) and two other disposal options (landfilling without treatment and shipping residues to disposal site in Norway). This study focuses on the most critical MSWI residues; fly ash and air pollutioncontrol residues. The aim was to study the impacts on environment of selected options from their whole life cycle, also observing emissions from treatment additive manufacturing, the actual treatment process and disposal. A conclusion of the study is that different treatment techniques causeemissions of different types and volumes. Also the quality of treated residues varies by the method of treatment. Of the studied treatment methods the largest air emissions follow from the manufacturing of treatment additives or energy consumption of the treatment process. Disposal usually causes impacts on environment by building of the landfill structures andby leaching of harmful substances, which's amount is related to the effectiveness of the treatment process.