Jätteenpolttolaitosten pohjakuonat ja niiden käyttö tierakennuksessa17.2.2016 KOKOEKO-seminaari 2016Annika 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

Magneettinen metalli

Ei-magneettinen

metalli

Lasi

KeramiikkaKivi, tiili,

betoni yms.

Palamaton orgaaninen

aines

© Suomen Erityisjäte oy

Jätteenpolton pohjakuona -kehityshanke

Suuret massamäärät Heterogeeninen materiaali

?Käsittely Hyödyntäminen

© Suomen Erityisjäte oy

Jätteenpolton pohjakuona -kehityshankeSE: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

Hankkeen aikana saaduista tuloksista väitöskirja (TTY)

© Suomen Erityisjäte oy

Kuonan käsittely

• Hollantilaiseen tekniikkaan perustuva kuivaerotusmenetelmä• Ballistisen hienoaineserottimen avulla parempi ei-rautametallien saanto

• Kuonan ikäännyttäminen ei ole tarpeen ja lisäksi ei synny jätevesiä

0-2 mm 2-5 mm 5-12 mm 12-50 mm

Mineraalijakeita n. 80 %

© Suomen Erityisjäte oy

Kuonan mineraaliaineksien ominaisuuksia*

Tekniset ominaisuudet

*Sormunen & Rantsi (2015a)

Kevyempiä kuin luonnonmateriaalit, hienontuvat jonkin verran tiivistettäessä

Rakeisuuden perusteella luokitellaan routimattomaksi

mm. hyvä vedenläpäisevyys sekä alhainen lämmönjohtavuus

Suotuisia ominaisuuksia vähentämään routailmiön

vaikutuksia

Katso kuva*

Kuonan mineraaliaineksien ominaisuuksia*

Ympäristökelpoisuus

*Sormunen & Rantsi (2015a)

Suurin osa haitta-aineista alittaa nykylainsäädännön asettamat raja-arvot

Sb ja Cl- haasteellisimpia etenkin pienemmissä jakeissa

Isomman mittakaavan kokeet (lysimetri/koekenttä) tarpeen

Katso kuva*

Kuonan mineraaliaineksista sopivia tuotteita**

Maarakennushyötykäyttö

**Sormunen & Rantsi (2015b)

Rakeisuuden perusteella yksittäiset kuonajakeet eivät välttämättä sovellu rakennekerroksiin

Matemaattinen suhteuttaminen (käytetään esim. asfaltin valmistuksessa)

Yhdistelemällä eri mineraalijakeita pyritään tiettyyn raekokojakaumaan

Eri käyttötarkoituksiin soveltuvia tuotteita

Katso kuva**

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

Kentän koko n. 1 ha (kuonan määrä n. 15 400 t)

Runsaasti laadunvalvontamittauksia rakentamisen aikana kentän mekaanisista ominaisuuksista

Kuonakentän läpi suotautuvan veden laaduntarkkailu

© Lakeuden Etappi oy

© 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

Laaduntarkkailun työmenetelmiin liittyvät ongelmat sekä laatuvaatimusten määrittäminen

Lisätutkimusta tarvitaan

© Annika Sormunen

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

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

Hyödyntämisalue

Esimerkkikohteita – Vt19 kevyenliikenteenväylä

© Annika Sormunen

Kommentteja rakennuttajalta ja urakoitsijalta

”Helposti käsiteltävää”

”Taloudellinen hyöty suurempi kuin muilla tuhkilla”

”Tiivistymisen kanssa haasteita”

Hyödyntämisen haasteet ja mahdollisuudet

Hyödyntäminen

Mahdollisuudet• Edistyksellinen

käsittelytekniikka• Materiaalin laatu• Esimerkkikohteita

olemassa soveltuvat työtavat

Haasteet• Lainsäädäntö ja luvat• Materiaalin laatu• Asenne ja tahtotila• Logistiikka

© Suomen Erityisjäte

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

Kuonan hyödyntäminen muissa sovellutuksissa, mm betonituotteet, kasvualustat yms.

© Annika Sormunen

© 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.

Yhteystiedot

Annika Sormunen

Ympäristöasiantuntija

Suomen Erityisjäte Oy

annika.sormunen@erityisjate.fi

Puh. +358 44 331 8877

© Annika Sormunen