Yhdyskuntajätteenpolton pohjakuonan käyttö sulfaatilla pilaantuneen veden puhdistamisessa : aktiivikalkin ja alumiinihydroksidisakan hyödyntäminen ettringiittisaostuksessa

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää saadaanko jätteiden loppusijoitusalueen suotoveden sulfaattipitoisuus pienemmäksi, kun se suodatetaan jätteenpolton pohjakuonan mineraaliosuuden lävitse. Tutkimussuunnitelma luotiin yhteistyössä Suomen Erityisjäte Oy:n kanssa ja kokeet suoritettiin käyttäen heidän kolonnilaitteistoaan. Pyrkimyksenä oli saostaa sulfaatti ettringiittinä kuonan pinnalle käyttäen yrityksen jätteinä vastaanotettuja aktiivikalkkia ja alumiinihydroksidisakkaa.

Sulfaattipitoisuus saatiin laskemaan 1100 mg/l pitoisuudesta 820 mg/l pitoisuuteen käsittelemällä käytetty kuona natriumhydroksidiin liuotetulla alumiinihydroksidisakalla ja puhdistettava vesi kalkilla. Sulfaattipitoisuus olisi mahdollisesti saatu vieläkin matalammaksi, mutta alumiinin määrä liuoksessa oli arvioitu liian matalaksi. Tästä muodostui todennäköisesti rajoittava tekijä ettringiitin muodostumiselle.

Kokonaisuutena tutkimus oli onnistunut. Sulfaattipitoisuus laski alkuperäisestä tasosta sekä jätemateriaaleja saatiin hyödynnettyä prosessissa reagensseina, jotka ovat ettringiittisaostuksessa merkittävä taloudellinen kulu ja haaste.

Yritys voi jatkossa kasvattaa alumiinin määrää liuoksessa, optimoida reagenssien määrää suhteessa sulfaattipitoisuuteen sekä kehittää laitteistoaan suuremmaksi ja taloudellisesti kannattavaksi. Näiden toimenpiteiden avulla prosessin tehokkuus ja taloudellisuus voivat parantua, mikä edistää yrityksen liiketoiminnan kehitystä ja ympäristöystävällisten ratkaisujen käyttöä.

The aim of this thesis was to investigate whether the sulphate concentration in leachate from a waste disposal site can be reduced by filtering the water through the mineral fraction of municipal solid waste incineration (MSWI) bottom ash. The research plan was developed in collaboration with Suomen Erityisjäte Oy, and the experiments were conducted using their test columns. The goal was to precipitate sulfate as ettringite on the ash surface using waste materials received by the company, specifically active lime and aluminum hydroxide sludge.

The sulfate concentration was reduced from 1100 mg/l to 820 mg/l by treating the ash with aluminum hydroxide dissolved in sodium hydroxide and adding lime to the water to be purified. The sulfate concentration might have been further reduced, but the amount of aluminum in the solution was estimated to be too low. This was likely the limiting reagent for the formation of ettringite.

Overall, the research was successful. The sulfate concentration decreased from its original level, and waste materials were utilized in the process as reagents, which are a significant economic challenge in the ettringite precipitation.

In the future, the company could increase the amount of aluminum in the solution, optimize the ratio of reagents to sulfate concentration, and scale up the equipment to make the process more economically viable. These measures could improve both the efficiency and cost-effectiveness of the process, contributing to the development of the company's business and the use of environmentally friendly solutions.