Jätteenpolttolaitosten pohjakuonat ja niiden käyttö tierakennuksessa 17.2.2016 KOKOEKO-seminaari 2016 Annika Sormunen
Sisältö Jätteenpolton pohjakuona Kehityshanke Pohjakuonan käsittely Pohjakuonan mineraaliaineksen ominaisuudet Pohjakuonan mineraaliaineksen hyötykäytön esimerkkikohteita Jatkosuunnitelmat Annika Sormunen
Jätteenpolton pohjakuona Westenergy oy: http://www.westenergy.fi/?l=fi&p=3&text=toimintaperiaate
Jätteenpolton pohjakuona Eurooppa (2011): Poltettava jäte 50 milj. t. Pohjakuona 20 milj. t. Suomi (2016-2017): Polttokapasiteetti 1,1 milj. t. Pohjakuona 0,3 milj. t. Pääosin peräisin arinapolttolaitoksilta Maa Poltettavan jätteen määrä (Milj.t./vuosi) Pohjakuonan määrä (Milj.t./vuosi) Hollanti (2010) 6.2 1.3 Tanska (2008) 3.6 0.6 Ranska (2008) 11.6 2.1 Ruotsi (2011) 4.9 0.9 Saksa (2010) 20 5.0 Belgia (2010) 2.5 0.5 Irlanti (2011) 0.04 0.005 Italia (2010) 3.9 1.0 Norja (2011) 1.4 0.3 Portugali (2011) 1.1 0.2 Espanja (2011) 2.1 0.4 Puola (2010) 0.04 0.01 CEWEP Country reports 2008 2011 (http://www.cewep.eu/information/data/subdir/index.html)
Jätteenpolton pohjakuona Keramiikka Kivi, tiili, betoni yms. Lasi Palamaton orgaaninen aines Suomen Erityisjäte oy Magneettinen metalli Eimagneettinen metalli
Jätteenpolton pohjakuona - kehityshanke Suuret massamäärät Heterogeeninen materiaali? Käsittely Hyödyntäminen Suomen Erityisjäte oy
Jätteenpolton pohjakuona - kehityshanke SE:n johtama tutkimus- ja kehityshanke: Jätteenpolttolaitoksen pohjakuonan hyödyntäminen ja tuotteistaminen Rahoitus Tekes:n Green Growth -ohjelman kautta Hankeaika 1.6.2013 31.12.2016 Ohjausryhmä: Lakeuden Etappi oy, Inashco B.V., VTT, Tmi Matti Ettala, Envitop ja Skanska Infra oy Suomen Erityisjäte oy Hankkeen aikana saaduista tuloksista väitöskirja (TTY)
Kuonan käsittely Suomen Erityisjäte oy Hollantilaiseen tekniikkaan perustuva kuivaerotusmenetelmä Ballistisen hienoaineserottimen avulla parempi ei-rautametallien saanto Kuonan ikäännyttäminen ei ole tarpeen ja lisäksi ei synny jätevesiä Mineraalijakeita n. 80 % 0-2 mm 2-5 mm 5-12 mm 12-50 mm
Kuonan mineraaliaineksien ominaisuuksia* Tekniset ominaisuudet Kevyempiä kuin luonnonmateriaalit, hienontuvat jonkin verran tiivistettäessä Katso kuva* Rakeisuuden perusteella luokitellaan routimattomaksi mm. hyvä vedenläpäisevyys sekä alhainen lämmönjohtavuus Suotuisia ominaisuuksia vähentämään routailmiön vaikutuksia *Sormunen & Rantsi (2015a)
Kuonan mineraaliaineksien ominaisuuksia* Ympäristökelpoisuus Katso kuva* Suurin osa haitta-aineista alittaa nykylainsäädännön asettamat raja-arvot Sb ja Cl - haasteellisimpia etenkin pienemmissä jakeissa Isomman mittakaavan kokeet (lysimetri/koekenttä) tarpeen *Sormunen & Rantsi (2015a)
Kuonan mineraaliaineksista sopivia tuotteita** Maarakennushyötykäyttö Rakeisuuden perusteella yksittäiset kuonajakeet eivät välttämättä sovellu rakennekerroksiin Katso kuva** Matemaattinen suhteuttaminen (käytetään esim. asfaltin valmistuksessa) Yhdistelemällä eri mineraalijakeita pyritään tiettyyn raekokojakaumaan Eri käyttötarkoituksiin soveltuvia tuotteita **Sormunen & Rantsi (2015b)
Esimerkkikohteita Lakeuden Etapin kuonakenttä Rakennusvuosi 2014, koetoimintaluvalla Rakennuttaja: Lakeuden Etappi Oy Urakoitsija: Maansiirto Veljekset Rinta Oy Kuonan mineraaliainesseoksia käytettiin sitomattomissa suodatin, jakavassa ja kantavassa kerroksessa Lakeuden Etappi oy Kentän koko n. 1 ha (kuonan määrä n. 15 400 t) Runsaasti laadunvalvontamittauksia rakentamisen aikana kentän mekaanisista ominaisuuksista Kuonakentän läpi suotautuvan veden laaduntarkkailu Suomen Erityisjäte oy
Esimerkkikohteita Lakeuden Etapin kuonakenttä Mekaaniset ominaisuudet Hienontumisen vuoksi ylimääräinen kantava kerros murskeesta Kantavuus- ja tiiveysmittaustulosten perusteella materiaali soveltuu luonnonmateriaalien tavoin käytettäväksi suodatin ja jakavassa kerroksessa Annika Sormunen Laaduntarkkailun työmenetelmiin liittyvät ongelmat sekä laatuvaatimusten määrittäminen Lisätutkimusta tarvitaan
Esimerkkikohteita Lakeuden Etapin kuonakenttä Ympäristökelpoisuus Lähes kaikkien haitta-aineiden pitoisuudet ovat laskeneet tarkkailujakson aikana (pl. V) ph:n vaikutus ilmeinen joidenkin metallien liukoisuuden kehittymisessä (esim. Sb) Lisäksi mm. lämpötilalla ja virtaamalla vaikutusta saatuihin tuloksiin Tulosten analysointi vielä kesken
Esimerkkikohteita Vt19 kevyenliikenteenväylä Rakennusvuosi 2015, kunnan ympäristöluvalla Rakennuttaja: Liikennevirasto Urakoitsija: Skanska Infra oy Hyödyntämisalue Kuonan mineraaliainesseoksia kevyenliikenteenväylän (J2) jakavaan kerrokseen (700 mm) Hyödynnettävän jätteen määrä n. 4 000 t Laadunvalvontamittauksia rakentamisen aikana rakenteen mekaanisista ominaisuuksista Asennettu erilliset tarkkailukaivot rakenteen läpisuotautuvan veden laadun tarkkailemiseksi
Esimerkkikohteita Vt19 kevyenliikenteenväylä Kommentteja rakennuttajalta ja urakoitsijalta Helposti käsiteltävää Taloudellinen hyöty suurempi kuin muilla tuhkilla Tiivistymisen kanssa haasteita Annika Sormunen
Hyödyntämisen haasteet ja mahdollisuudet Hyödyntäminen Mahdollisuudet Edistyksellinen käsittelytekniikka Materiaalin laatu Esimerkkikohteita olemassa soveltuvat työtavat Suomen Erityisjäte Haasteet Lainsäädäntö ja luvat Materiaalin laatu Asenne ja tahtotila Logistiikka
Jatkosuunnitelmat Käsittelytekniikan kehittäminen Vesientarkkailutulosten tarkempi analysointi (Etapin kuonakenttä, Vt19 kevyenliikenteenväylä) Kuonan mineraaliaineksien lisääminen MARA-asetukseen tutkimustuloksien avulla lisätietoa päätöksentekoa varten Kuonan mineraaliaineksista rakennekerroksiin suunniteltujen tuotteiden mekaanisten ominaisuuksien selvittäminen laboratorio-olosuhteissa (TTY) Muita maarakennushankkeita suunnitteilla, esim. Laihian Vt3 ja Vt18 ja muutama yksityisen toimijan kohde Annika Sormunen Kuonan hyödyntäminen muissa sovellutuksissa, mm betonituotteet, kasvualustat yms. Teo Kanniainen/HAMK
Viitteet: Sormunen A & Rantsi R (2015a) To fractionate municipal solid waste incineration bottom ash: key for utilization?. Waste Management & Research, pp. 1 10. Sormunen A & Rantsi R (2015b). Combining mineral fractions of recovered MSWI bottom ash: improvement for utilization in civil engineering. Book of extended abstracts of WASCON 2015 Resource Efficiency in Construction conference, Santander, Spain, 10-12 June. Annika Sormunen Yhteystiedot Annika Sormunen Ympäristöasiantuntija Suomen Erityisjäte Oy annika.sormunen@erityisjate.fi Puh. +358 44 331 8877