Lentotuhka ja savukaasujen puhdistuksessa syntyvät jätteet

Lentotuhkalla tarkoitetaan hiukkasmaista ainesta, joka kulkeutuu tulipesästä savukaasujen mukana ja erotetaan niistä muiden savukaasujen puhdistusprosessien yhteydessä (Chandler et al. 1997, 441; Laine-Ylijoki et al. 2005, 23). Lentotuhka erotetaan märkämenetelmää käytettäessä tavallisesti ennen savukaasujen pesua. Kuiva- ja puolikuivamenetelmiä käytet-täessä lentotuhka sen sijaan useimmiten kulkeutuu savukaasuissa puhdistusprosessin läpi ja erotetaan yhdessä muiden puhdistusjätteiden kanssa. Näin ollen erillistä lentotuhkajaetta ei muodostu, vaan se sisältyy savukaasujen puhdistusjätteisiin. Savukaasujen puhdistuksessa syntyvistä jätteistä käytetään usein nimitystä APC-jätteet (engl. Air Pollution Control – residues), jolla yleensä tarkoitetaan jaetta joka sisältää sekä lentotuhkan että savukaasujen pesussa syntyvät kiinteät jätteet (ISWA 2003a, 9-10). APC-jätteet koostuvat pääosin hiuk-kasista ja savukaasujen puhdistuksessa reagoimatta jääneistä lisäaineista sekä reaktiotuot-teista, kuten kalsiumklorideista (IEA 2004, 17). Niiden määrä ja koostumus ovat kuitenkin hyvin riippuvaisia käytettävästä rikinpoistomenetelmästä sekä siinä käytettävistä lisäaineis-ta.

Liukoisuus ja mahdollisesti ympäristölle haitallisten aineiden vapautuminen ovat tärkeim-piä tuhkien ja APC-jätteiden ominaisuuksista loppusijoituksen kannalta. Lentotuhkasta veteen liukenevia suoloja on noin 20-25 %. Kuivan ja puolikuivan rikinpoistomenetelmän jätteistä 30-40 % koostuu suoloista, jotka ovat veteen liukenevia ja märkämenetelmän jät-teistä noin 14 % on veteen liukenevaa ainesta (Hjelmar 1996, 348). Palamisessa tapahtuvan yhdisteiden haihtumisen ja sitä seuraavan tiivistymisen seurauksena sekä lentotuhka että savukaasujen puhdistusjätteet sisältävät korkeita pitoisuuksia raskasmetalleja, suoloja ja orgaanisia aineita (Sabbas et al 2003, 63). Taulukossa 5 on esitetty lentotuhkalle ja APC-jätteille sekä pohjatuhkalle tyypillisiä haitta-aineiden pitoisuuksia. Taulukossa on huomioi-tu ainoastaan ne yhdisteet, joille on asetethuomioi-tu raja-arvoja kaatopaikkasijoihuomioi-tuksen suhteen. On huomioitava, että taulukossa 5 esitetyissä arvoissa kuivan/puolikuivan menetelmän jätteet sisältävät lentotuhkan, kun taas märkämenetelmää käytettäessä lentotuhka on erotettu en-nen puhdistusprosessia. Märkämenetelmää käytettäessä lentotuhka monissa maissa kuiten-kin lopulta sekoitetaan APC-jätteisiin.

Taulukko 5. Pohjatuhkan, lentotuhkan ja APC-jätteiden haitta-ainepitoisuuksia (Chandler et al. 1997, 378 ja 462)

PITOISUUS (mg/kg)

POHJA-TUHKA LENTOTUHKA APC-JÄTTEET

Lentotuhkan sisältämistä aineista kriittisiä ovat liukoisuuden kannalta erityisesti arseeni, lyijy, kadmium ja kromi. APC-jätteissä erityistä huomiota sen sijaan vaativat liukenevat suolat, erityisesti kloori. (Kaartinen et al. 2007, 10) Yhteenveto erilaisten lentotuhka- ja APC-jätejakeiden ominaispiirteistä on esitetty taulukossa 6.

Taulukko 6. Lentotuhkien ja APC-jätteiden ominaispiirteitä (mukaillen Kaartinen et al. 2007, 29) lentotuhka, joka erotetaan savukaasuista omana fraktiona

ominaispiirteitä - kriittiset haitta-aineet: antimoni, arseeni, kromi, kupari, lyijy, sinkki, tina ja metallinen alumiini

- klooripitoisuus n. 15 %

- liukoisuus: kloridi (75 000 - 100 000 mg/kg) ja antimoni

- sijoitus: laadunvalvonta, käsittely tai poikkeaminen kriteereistä ris-kinarviointimenettelyn pohjalta

ominaisuuksiin vai-kuttavia tekijöitä

- polttoaineen koostumus ja klooripitoisuus - meriveden käyttö

- erotuksen tehokkuus

puolikuivassa ja kuivassa savukaasujen puhdistusmenetelmässä syntyvä lentotuhkan ja APC-jätteen seos

ominaispiirteitä - kriittiset haitta-aineet: antimoni, arseeni, kupari, lyijy, sinkki, kromi, tina ja metallinen alumiini

- klooripitoisuus yli 15 %

- liukoisuus: kloridin merkittävä (78 000 – 170 000 mg/kg), lyijyn kor-kea (26-300 mg/kg), lisäksi kadmium ja seleeni

- sijoitus: laadunvalvonta ja käsittely ominaisuuksiin

vai-kuttavia tekijöitä

- polttoaineen koostumus ja klooripitoisuus - kemikaalien ja meriveden käyttö

APC-jäte märkämenetelmästä (ei sisällä lentotuhkaa)

ominaispiirteitä - kriittiset haitta-aineet: antimoni, lyijy ja sinkki - klooripitoisuus yli 25 %

- sijoitus: ei mahdollista ilman käsittelyä ominaisuuksiin

vai-kuttavia tekijöitä

- kemikaalien ja meriveden käyttö

3 LENTOTUHKAN JA APC-JÄTTEIDEN KÄSITTELY JA LOPPU-SIJOITUS

Tuhkille ja APC-jätteille on kehitetty lukuisia erilaisia käsittelymenetelmiä, jotka tuottavat hyvin erilaisia lopputuotteita. Toisten menetelmien tarkoituksena on muuntaa käsiteltävät materiaalit mahdolliseen hyötykäyttöön soveltuviksi, toisilla menetelmillä pyritään sen sijaan ainoastaan saavuttamaan kaatopaikkasijoittamiselle asetetut raja-arvot.

3.1 Käsittelyn tavoitteet ja nykykäytäntö

Jätteenpolton lentotuhkan ja APC-jätteiden sisältämien haitallisten aineiden pitoisuudet ovat usein niin korkeita, että niiden hyötykäyttö on vähäistä. Pohjatuhkan käyttöä erityises-ti maarakentamisessa on sen sijaan viime vuosina tutkittu paljon. Lentotuhkan ja APC-jätteiden hyötykäytön tutkiminen on ollut vähäisempää sekä niiden pohjatuhkaa pienem-män määrän että suurien haitta-ainepitoisuuksien vuoksi.

Lähes kaikki jätteenpoltossa syntyvä lentotuhka ja APC-jätteet sijoitetaan tällä hetkellä kaatopaikoille tai muihin loppusijoituslaitoksiin. Esimerkiksi Tanskassa, jossa pohjatuh-kasta hyötykäytetään suurin osa, lentotuhka ja APC-jätteet kuljetetaan sijoitettaviksi Sak-san kaivoksiin täyttömateriaalina tai Norjaan loppukäsittelylaitokselle. Myös muissa Eu-roopan maissa, kuten Ruotsissa, Hollannissa ja Isossa-Britanniassa, päävaihtoehtona on sijoittaa lentotuhka ja APC-jätteet käsiteltyinä kaatopaikoille tai kuljettaa ulkomaille. (Lai-ne-Ylijoki et al. 2005, 39)

Suomessa tällä hetkellä ainoassa toimivassa jätteenpolttolaitoksessa muodostuvat tuhkat sijoitetaan ympäristöluvan mukaan sementtiin kiinteytettynä kaatopaikka-alueelle. Ympä-ristövaikutusten arviointiraporteissa ja ympäristölupapäätöksissä ei rakenteilla oleville jät-teenpolttolaitoksille ole määritelty tarkkoja ehtoja ja tapoja tuhkien käsittelylle ja loppusi-joitukselle. Suunnitelmissa mainittuja käsittelyvaihtoehtoja ovat kiinteytys ja stabilointi, jotka voivat sisältää myös muita esikäsittelytapoja. Pohjatuhkan hyötykäyttömahdollisuus on huomioitu, mutta myös sen sijoittamiseen kaatopaikalle on varauduttu. Lentotuhkalle ja APC-jätteille ei sen sijaan oleteta löytyvän hyötykäyttökohteita ja ne suunnitelmien

mu-kaan sijoitetaan käsiteltyinä kaatopaikalle. (Ympäristölupapäätökset LOS-2004-Y-1048-111, LOS-2004-Y-1106-121 ja LOS-2005-Y-321-11; Electrowatt-Ekono Oy 2005, 32)

Korkeiden haitta-ainepitoisuuksien vuoksi lentotuhka ja APC-jätteet tulee lähes aina käsi-tellä myös ennen loppusijoitusta, jotta ne eivät aiheuttaisi haittaa maaperälle tai vesistölle sekä alittaisivat kaatopaikoille sijoittamiseen vaadittavat haitallisille aineille asetetut raja-arvot. Käsittelyllä pyritään ensisijaisesti vähentämään liukoisuutta, mutta samalla pyritään vähentämään myös muiden kuin veteen liukenevien haitta-aineiden, kuten metallien, va-pautumista. (Lewin ja Young 2004, 16) Ympäristövaikutusten kannalta käsittelymenetel-mien tärkeitä ominaisuuksia ovat haitta-aineiden vapautumisen estämisen lisäksi käsittely-prosessiin tarvittavien energian ja raaka-aineiden määrä sekä käsittelyssä mahdollisesti syntyvät uudet jätevirrat (ISWA 2003a, 13).