Metsäteollisuuden lentotuhkien laadun vaikutus hyötykäyttösovellutuksiin

Työn tavoitteena oli kartoittaa metsäteollisuuden tuotantolaitoksissa syntyvän lentotuhkan laadun vaikutusta hyötykäyttökohteisiin. Hyötykäyttökohteista tarkasteltiin tuhkien soveltumista maarakentamiseen, päällystettyyn- ja peitettyyn rakenteeseen, pelto- ja puutarhakäyttöön, maisemointiin ja viherrakentamiseen sekä metsäkäyttöön. Tuhka-analyysien tietojen perusteella tuhkalle määritettiin mahdollinen hyötykäyttökohde verrattaessa niitä lainsäädännönasettamiin raja-arvoihin jokaisessa hyötykäyttökohteessa. Lisäksi tarkasteltiinmahdollisia esteitä tuhkan käytölle tietyissä hyötykäyttökohteissa sekä pyrittiin saamaan tuhkalle järkevämpi loppusijoituspaikka kuin kaatopaikka. Kirjallisuusosaan on koottu metsäteollisuudessa käytössä olevat polttomenetelmät sekä poltettavat raaka-aineet. Eri polttojakeiden tuhkien koostumuksista on tehty yhteenveto kirjallisuudesta löytyvien tietojen perusteella. Lisäksi kirjallisuusosassa on esitetty lentotuhkan fraktiointimenetelmiä sekä eri hyötykäyttökohteet ja niiden vaatimukset lentotuhkalta. Kokeellisessa osassa on vertailtu olemassa olevien tuhkanäytteiden haitta-aineiden pitoisuuksia eri hyötykäyttökohteiden vaadittuihin raja-arvoihin. Tähän työhön valittiin viisi eri metsäteollisuuden tuotantolaitosta Suomesta ja niille jokaiselle pyrittiin löytämään parhaiten soveltuva loppukäyttö. Metsäteollisuuden tuotantolaitoksilla poltetaan useita eri polttojakeita. Lisäksi polttoainekoostumus ja -määrä vaihtelevat vuositasolla. Tämä vaikuttaa tuhkan laatuun ja vaikeuttaa tuhkan hyödyntämistä eri hyötykäyttökohteissa. Jokaiselle tuhkan eri hyötykäyttökohteelle on säädetty omat raja-arvonsa, joka rajoittaa tuhkan hyötykäyttöä. Tällä hetkellä tuhkaa hyödynnetään eniten metsälannoitteena, jolloin puuaineksen mukana poistuneet ravinteet saadaan palautettua takaisin luontoon. Myös tuhkan hyödyntäminen maarakentamisessa on järkevää, koska silloin korvataan maa-ainesta tuhkalla ja vältytään kaatopaikkasijoittamiselta. Yleisesti pelto- ja puutarhakäyttöä ajatellen raja-arvot ovat liian tiukat metsäteollisuuden lentotuhkalle.

The aim of this thesis is to discover and clarify the influence that the quality of forest industry produced fly ash has whenutilized or applied. The most suitable uses and applications for forest industry fly ash studied, were ground construction, using fly ash in fields and gardensas a fertilizer and for forest fertilization. The fly ash samples were comparedfollowing regulations under Finnish law and the best utilization for each powerplant sample was chosen. Also has studied, if there are any problems in the regulations that govern the particular uses of fly ash and establish, if there are better utilizations than landfill. In the theoretical part ofthis thesis are studies of the different combustion processes used in the forest industry using different fuel mixtures. Also examined are fraction methods forfly ash and the demands that different usage objectives have on fly ash. There is also a summary about the theory of composition of fly ash which is researchedfrom various written works. In the experimental part of this thesis, fly ash samples from forest industry power plants are collected and estimated using current recommendations and regulations. Five forest industry power plants in Finland were selected for study, in this thesis, to discover the most suitable utilization for the fly ash that they produced. There are several fuel mixtures used for firing in the forest industry power plants, the amount and the composition of the fuel varies annually, this effects fly ash quality making it more difficult to apply the fly ash to different types of usage. At the present time the largest amount of fly ash is used as forest fertilizer so that most of the nutrients present in the fly ash are returned to the forest. It is also very reasonable to use fly ash in ground construction as the ash can compensate for gravel and avoids taking fly ash for use in landfill. There are different regulations for every use of fly ash and this does limit the utilization of fly ash, generally the regulations covering the forest industry fly ash use as a fertilizer in agriculture and gardens are too restrictive.