Tuhkien ja APC-jätteiden käsittelyyn on olemassa lukuisia erilaisia menetelmiä, ja niitä kehitetään jatkuvasti lisää. Käyttämällä eri lisäaineita tai yhdistelemällä osaprosesseja toi-siinsa, voidaan kehittää perustekniikoista uusia, erilaisia käsittelymenetelmiä. Yleisesti lentotuhkan ja APC-jätteiden käsittelytekniikat voidaan jakaa neljään pääryhmään; erotus-, kiinteytys- ja stabilointimenetelmiin sekä termiseen käsittelyyn.
3.2.1 Erotusmenetelmät
Erotusmenetelmillä tarkoitetaan kaikkia menetelmiä, joissa joko erotellaan eri laatuisia massavirtoja toisistaan tai erotetaan tiettyjä yksittäisiä jakeita jätevirrasta tarkoituksena parantaa kunkin jakeen laatua tai ottaa talteen tiettyjä jätejakeita. Erotusmenetelmät eivät ole tarpeellisia ainoastaan vähentämään hyvin heterogeenisten jätevirtojen ympäristövaiku-tuksia, vaan ne ovat usein myös välttämättömiä, jotta tuhkat ja APC-jätteet ovat teknisesti soveltuvia seuraaviin käsittely- tai hyötykäyttövaiheisiin. (Chandler et al 1997, 735) Niitä käytetäänkin usein osana laajempaa käsittelyprosessia tai esikäsittelymenetelmänä erotta-maan tiettyjä haitta-aineita. Pohjatuhkien käsittelyssä on käytössä paljon erilaisia mekaani-sia erotusmenetelmiä, joilla pyritään metallien erotuksen kautta tehostamaan materiaalin kierrätystä ja vähentämään tuhkan määrää (Laine-Ylijoki et al. 2005, 60). Lentotuhkalle ja APC-jätteille käytetyimmät erotusmenetelmät tavoittelevat liukoisten suolojen poistoa
kä-siteltävästä materiaalista ja ne perustuvat vesiliuosten käyttöön, jonka vuoksi niissä syntyy jatkokäsittelyä vaativia jätevesiä (Lundtorp 2001, 8).
Yleisimmin käytetty erotusmenetelmä lentotuhkalle ja APC-jätteille on pesu, jossa käsitel-tävä materiaali pestään vesiliuoksella, johon liukenevat yhdisteet erottuvat. Menetelmällä saadaan poistettua huomattava osa liukoisista yhdisteistä, mutta sen kyky sitoa metalleja on huono. (Lewin ja Young 2004, 16) Tämän vuoksi pesua usein käytetäänkin yhdessä lointi- tai kiinteytysprosessin kanssa, jolloin pesulla pyritään erottamaan suolat ja stabi-loinnilla tai kiinteytyksellä sitomaan raskasmetallit. Pesuprosessien ongelmina ovat myös niissä syntyvät jätevedet, joiden haitallisuus ja käsittelyntarve vaihtelevat huomattavasti käsiteltävän tuhkan ominaisuuksista ja käytettävästä pesuliuoksesta riippuen. Jätevesien hallintaan liittyviä seikkoja on esitetty liitteessä I.
Erotusprosessia tehostamaan voidaan jätteenpolton lentotuhkalle ja APC-jätteille käyttää happamia pesuliuoksia, joilla päästään parempiin tuloksiin kuin pelkkää vettä käyttämällä.
Esimerkiksi Sveitsissä käytetään jätteenpolton tuhkien käsittelyssä märän savukaasujen puhdistusmenetelmän hapanta vesiliuosta hyödyntävää FLUWA-menetelmää. Menetelmäl-lä saadaan poistettua huomattava osa raskasmetalleista ja samalla vähennettyä käsiteltäväs-tä tuhkasta liukenevien aineiden määrää. Muita vastaavia happamia liuoksia käytkäsiteltäväs-täviä kä-sittelytekniikoita ovat MR-, AES- ja 3R-prosessit. (ISWA 2003a, 28-30)
3.2.2 Kiinteytysmenetelmät
Kiinteytys- ja stabilointitekniikoista (solidification/stabilization, S/S) puhutaan usein yhte-nä käsitteeyhte-nä, jolla tarkoitetaan menetelmiä, joilla jätteiden ominaisuuksia voidaan muun-taa ympäristölle vähemmän haitalliseen muotoon. Prosessit käsittävät yleensä jätteen sisäl-tämien haitta-aineiden fysikaalista ja/tai kemiallista sitomista. (Chandler et al 1997, 763)
Kiinteytysmenetelmät perustuvat haitta-aineiden ja veden kosketuspinnan vähentämiseen sekoittamalla käsiteltävä jäte sideaineen kanssa. Niiden tarkoituksena on tuottaa materiaa-lia, jonka fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet vähentävät haitallisten aineiden vapau-tumista käsiteltävästä jätteestä. Kiinteytysmenetelmiä on kehitetty lukuisilla erilaisilla si-deaineilla, joista yleisimpiä ovat epäorgaaniset aineet, kuten sementti, kalkki ja jotkin teol-lisuuden sivutuotteet kuten hiilenpolton lentotuhka ja masuunikuona. Orgaanisena
sideai-neena voidaan käyttää esimerkiksi bitumia. Kiinteytysmenetelmät ovat usein tekniikaltaan yksinkertaisia ja ne ovatkin yleisesti käytössä monissa maissa. (Lundtorp 2001, 8-9; ISWA 2003a, 22)
Yleisimmin käytetty kiinteytysmenetelmä ja samalla yleisin jätteenpolton lentotuhkan ja APC-jätteiden käsittelymenetelmä on kiinteyttäminen sementtiin, jossa käsiteltävä jäte sekoitetaan sementin kanssa ja saadaan aikaan kiinteää, helposti käsiteltävää ainesta. Käsi-teltävän materiaalin sekoittaminen sementin kanssa vähentää jätteen vedenjohtavuutta ja huokoisuutta sekä lisää sen kestävyyttä. Raskasmetallien vapautuminen tuhka-sementtimatriisista on pientä, mutta pidemmällä aikavälillä matriisin rakenteen hajotessa varsinkin suolojen liukeneminen on todennäköistä. Sementin lisääminen kasvattaa huomat-tavasti jätemateriaalin tilavuutta ja näin ollen vaikuttaa myös loppusijoitukseen. Monissa maissa sementtikiinteytys on kuitenkin viranomaisten hyväksymä käsittelytekniikka jät-teenpolton APC-jätteille. (Chandler et al. 1997, 777; ISWA 2003a, 22-24)
3.2.3 Stabilointimenetelmät
Stabilointimenetelmissä muunnetaan käsiteltävän materiaalin kemiallisia ominaisuuksia vähemmän liukoiseen ja ympäristölle vähemmän haitalliseen muotoon (Wiles 1996, 336).
Stabiloinnissa materiaalin fysikaalinen luonne ja sen käsittelyominaisuudet eivät välttämät-tä muutu (Laine-Ylijoki et al. 2005, 57), vaan siinä vaikutetaan ainoastaan jätteiden sisäl-tämien haitta-aineiden kemialliseen muotoon. Tämä tapahtuu sekoittamalla käsiteltävät jätteet niiden kanssa reagoivien lisäaineiden kanssa, joina voidaan käyttää esimerkiksi fos-faatteja, sulfideja tai aktiivihiiltä (Lundtorp 2001, 9). Stabilointimenetelmiä onkin kehitetty eri lisäaineita käyttäen lukuisia erilaisia. Jätteenpolton lentotuhkalle ja APC-jätteille sovel-tuvia markkinoilla olevia stabilointimenetelmiä ovat Ferrox-prosessi, VKI-menetelmä sekä WES-Phix-menetelmä (ISWA 2003a, 30-35).
Ferrox- ja VKI-tekniikoissa on kemialliseen stabilointiin yhdistetty pesu, jonka tarkoituk-sena on erottaa veteen liukenevia suoloja. Tämän jälkeen käsiteltävä tuhka stabiloidaan Ferrox-prosessissa ferrosulfaattia ja VKI-prosessissa hiilidioksidia tai fosforihappoa käyt-täen, millä pyritään sitomaan raskasmetalleja. Menetelmillä voidaan käsitellyn tuotteen liukoisuutta pienentää huomattavasti ja samalla jätteen tilavuus pienenee noin 10-15 %:lla.
Menetelmien haittapuolena ovat kuitenkin käsittelyssä syntyvät, runsaasti suoloja sisältävät
jätevedet, ja molempia menetelmiä on tähän mennessä käytetty ainoastaan pilot-mittakaavassa. (ISWA 2003a, 31-34)
WES-Phix on yksinkertainen menetelmä, jossa käsiteltävä materiaali sekoitetaan stabiloin-tiaineena käytettävän fosfaatin kanssa. Menetelmä ei poista käsiteltävästä jätteestä sen si-sältämiä suoloja, mutta vähentää niiden liukoisuutta merkittävästi. Toisaalta käsittely lisää metallien, kuten lyijyn ja kadmiumin, liukoisuutta. Näin ollen WES-Phix-menetelmällä käsitellyn tuotteen ominaisuudet ovat ympäristön kannalta Ferrox- tai VKI-menetelmiä huonommat. Menetelmää käytetään kuitenkin erityisesti Yhdysvalloissa, Japanissa ja Tai-wanissa, joissa sillä käsitellyt tuhkat täyttävät kaatopaikkasijoittamisen ehdot. (ISWA 2003a, 31-34)
3.2.4 Termiset käsittelymenetelmät
Termiset tuhkien käsittelytekniikat voidaan ryhmitellä kolmeen tyyppiin: vitrifikaatioon, fuusioon ja sintraukseen (Lundtorp 2001, 9). Kaikissa näissä menetelmissä pyritään vähen-tämään haitta-aineiden liukoisuutta ja pienenvähen-tämään jätteiden tilavuutta käsittelemällä tuh-kat hyvin korkeissa lämpötiloissa, jolloin ne sulavat. Vitrifioinnin ero muihin termisiin menetelmiin on ns. lasinmuodostaja-aineen lisäys käsiteltävän tuhkan joukkoon, jolla voi-daan edelleen vähentää liukoisuutta käsitellystä materiaalista. (Laine-Ylijoki et al. 2005, 57-58)
Termisten käsittelymenetelmien lopputuotteet ovat hyvin stabiileja ja sekä raskasmetallien että suolojen vapautuminen niistä on hyvin pientä. Käsittelyllä myös tuhkien tilavuus pie-nenee noin 30-50 %:lla. Menetelmien haittana ovat kuitenkin niiden vaatima suuri energi-ankulutus sekä niissä muodostuvat haitallisia yhdisteitä sisältävät savukaasut. Energianku-lutus käsittelyssä on tyypillisesti noin 700-1200 kWh käsiteltävää tuhkatonnia kohti. Jät-teenpolton lentotuhkien ja APC-jätteiden käsittelyyn menetelmiä käytetään paljon Japanis-sa, jossa on toiminnassa useita kymmeniä eri termisiä käsittelytekniikoita käyttäviä laitok-sia. (ISWA 2003a, 25-28)