Jätteenpolton pohjakuonan vaihtoehtoinen prosessointimenetelmä

Abstract

Jätteenpoltto on Suomessa viime vuosina lisääntynyt valtavasti ja sen myötä myös arinapolttoisen pohjakuonan määrä on kasvanut. Kuonalle on jouduttu kehittämään vaihtoehtoisia ratkaisuja kaatopaikalle sijoittamisen sijasta. Yksi vaihtoehto on pohjakuonan käsittely, jossa kuonasta saadaan erotettua metalleja takaisin hyötykäyttöön sekä luonnonkiviaineksia korvaavaa mineraalijaetta.

Teoriaosuudessa käytiin läpi pohjakuonan käsittelyssä käytettäviä erilaisia kuivaerottelun tekniikoita, jätteenpolton kehittymisen vaiheita ja nykyisiä jätteenpolttotekniikoita. Lisäksi käsiteltiin myös pohjakuonaan vaikuttavaa lainsäädäntöä sekä pohjakuonan koostumusta ja ominaisuuksia.

Opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia vaihtoehtoista prosessointimenetelmää jätteenpolton pohjakuonan käsittelyyn. Tavoitteena oli osoittaa optimaalisin menetelmä tehokkaan metallien saannon ja tuotetun mineraalijakeen hyödyntämisen kannalta. Tarkoitus oli täyttää jakavan kerroksen soran ja/tai suodatinkerroksen hiekan rakeisuusvaatimukset suhteuttamalla matemaattisesti eri raekoon jakeita. Tutkimuksessa suoritettiin neljä eri testiä, joiden tuloksien eroja verrattiin toisiinsa sekä tutkitulla menetelmällä tavoitettavaa parannusta normaalikäsittelyyn verrattuna.

Työ rajattiin käsittelemään geotekniikan osalta rakeisuusvaatimuksia. Tuloksista ilmenee kaikkien testien kohdalla olevan mahdollista tuottaa rakeisuusvaatimuksiltaan suodatinkerroksen hiekan ja osassa testejä myös jakavan kerroksen soran vaatimukset täyttävää materiaalia. Samalla myös saavutetaan korkeammat metallien saannot normaaliin käsittelyyn verrattuna.

Municipal waste incineration has become popular during the last ten years in Finland. It creates a lot of bottom ash which has become a challenge for waste management companies. It has created a need to develop new alternative ways to utilize bottom ash. One potential solution is to process and recycle bottom ash to recover valuable metals and to produce reusable mineral fraction for road construction.

In this thesis different technologies to process bottom ash are presented and the development of waste incineration during the last centuries is also discussed. Modern incineration technologies are introduced, and the composition of bottom ash is described.

The aim of this thesis was to study an alternative method to process municipal solid waste incineration bottom ash. The target of the study was to find the most ideal method to process bottom ash to recover metals as much as possible and the same time produce reusable mineral fraction which could be utilized in filtration and sub-base layers. The study was carried out with four different tests. The results of those tests were compared to each other and to results of normal processing.

It was found that the material produced by the alternative processing method was suitable to use in filtration and sub-base layers. There was also a great improvement in metal recovery results.