Metsäteollisuuden kaatopaikkatoiminnan kehittäminen

Abstract

Metsäteollisuuden kaatopaikoille läjitetään vuosittain jätteitä yli 400 000 kuiva-ainetonnia. Pääosa jätteestä on peräisin kemiallisen massan valmistuksesta sekä energiantuotannosta.

Kaatopaikoille läjitetyn jätteen laatu on muuttunut huomattavasti vuosikymmenien kuluessa. Aikaisemmin kaatopaikoille on läjitetty runsain määrin bioperäistä jätettä, joka anaerobisesti hajotessaan aiheuttaa nykyisin huomattavia biokaasupäästöjä. Inerttien, biohajoamattomien ainesten osuus metsäteollisuuden kaatopaikoille läjitettävän jätteen määrästä on tällä hetkellä noin 75 % ja niiden osuus tullee kasvamaan edelleen. Metsäteollisuuden kaatopaikkakuormitusta pyritään tulevaisuudessa vähentämään prosesseja tehostamalla sivutuotteiden hyötykäyttömahdollisuuksia lisäämällä.

Vuonna 1997 voimaan tulleen valtioneuvoston päätöksen mukaan kaatopaikoilla muodostuva biokaasu tulee kerätä ja käsitellä. Tämä koskee kaikkia kaatopaikkoja. Lainsäädäntö antaa kuitenkin mahdollisuuden toteuttaa nämä vaatimukset hieman eri tavoin kaatopaikkojen yksilölliset erot huomioiden.

Tässä diplomityössä on kartoitettu voimassaolevaa kaatopaikkalainsäädäntöä ja siinä lähivuosina mahdollisesti tapahtuvia muutoksia. Työssä on esitelty metsäteollisuuden kaatopaikoilla syntyvien päästöjen syntymekanismit ja vertailtu päästöjen hallinnassa käytettäviä vaihtoehtoisia tekniikoita. Tässä työssä on erityisesti keskitytty kaatopaikoilla syntyviin kaasumaisiin päästöihin sekä vertailtu kaasumaisten päästöjen aktiivista ja passiivista käsittelyä. Biokaasun passiivisen käsittelyjärjestelmän aiheuttamat investointi- ja käyttökustannukset ovat vain murto-osa aktiivisen järjestelmän vastaavista kustannuksista.

Diplomityön kokeellisessa osuudessa mitattiin erään passiivisen biokaasunkäsittelyjärjestelmän toimivuutta. Saatujen mittaustulosten mukaan biokaasun sisältämä metaani hapettui lähes täysin metrin paksuisessa kuorikerroksessa. Kaasunjakoa parantamalla voidaan kuoripatjan metaaninhapetustehokkuutta vielä hieman nostaa. Mittaustulosten mukaan biokaasun passiivinen käsittely toimii kyseisessä rakenteessa ja on siten varteenotettava vaihtoehto aktiivisille biokaasunkeräily- ja käsittelyjärjestelmille.

The Finnish forest industry dumps over 400 000 tons of dry matter waste to their private landfills every year. The waste is mainly produced by the chemical pulp process and energy production The quality of the waste carried to the landfills has changed a lot during the last decades. Earlier, the waste contained a lot of biodegradable material, which produces biogas in anaerobic conditions in the landfills. Nowadays the waste contains about 75 % non-biodegradable material and the rate will be likely increase in the future. The Finnish forest industry is aiming to reduce the landfill stress from the current level by developing the processes and intensifying the utilization of the by-products. According to the law from 1997, the biogas forming in the landfills has to be collected and treated. The demand in of the law is same for all landfills but there are some alternatives to the treatments depending on the differences between the properties of the different landfills. The literary part of this Master’s Thesis contains a survey about current Finnish landfill legislation along with some possible future changes to it. The mechanisms of biogas and leachate forming in landfills are also shown and different control methods for biogas emissions and effluents are compared against each other. This Master’s Thesis concentrates especially on the biogas emissions and control and compares the active and passive biogas treatment methods. According to the results the passive biogas treatment is much more cheaper than any of the active treatment methods. In the empirical part of this Master’s Thesis, one passive biogas treatment system and its efficiency was studied. According to the results, the methane in the biogas becomes oxidized almost totally in a one-meter thickness bark-sludge layer. Optimising the biogas distribution to the bark layer could increase a bit the current methane oxidation capacity of the bark layer.