Energiapuun kastelu jätetäytön suotovedellä tuhkasta ja kompostista valmistetussa kasvualustassa

Tässä työssä tutkitaan suotoveden käsittelyä käyttämällä sitä kierrätysmateriaaleista valmistetussa tuhkamullassa loppusijoitusalueen päällä kasvatettavan energiapuukasvuston kasteluun. Kyseisen toimintamallin tarkoituksena on haihduttaa suotovettä energiapuiden avulla sekä sitouttaa ravinteita ja haitta-aineita sekä kasvustoon että kasvualustaan. Tavoitteena on selvittää toimintamallin hyödyntämiskelpoisuus ja tehokkuus suotovesien käsittelymenetelmänä sekä kastelun vaikutukset energiapuun kasvuun. Työssä suoritettiin kesän ja syksyn 2014 aikana energiapuun kastelukoe Mustankorkea Oy:n jätteenkäsittelykeskuksen alueella Jyväskylässä. Kokeessa loppusijoitusalueen päälle istutettuja eri kasvuvaiheissa olevia energiapajukasvustoja sekä hybridihaapakasvustoa kasteltiin jätetäytön suotovedellä. Kokeessa käytettiin kasvualustoina tuhkamultaa, joka oli valmistettu tuhkasta, kompostista ja ylijäämämaa- aineksesta, sekä kompostia. Kasteluveden, valumavesien, kasvualustojen ja pajukasvuston ominaisuuksia seurattiin kokeen aikana analyysien avulla. Lisäksi alueen vesitaseen selvittämiseksi suoritettiin lysimetrikokeet, joissa lysimetreihin istutettuja pajuja kasteltiin suotovedellä sekä hanavedellä. Tulosten perusteella suotovesikastelu lisäsi sekä pajun että haavan kasvua. Kastelu lisäsi pajun ravinnepitoisuuksia. Se myös heikensi hieman pajun poltto-ominaisuuksia. Kasvualustan ominaisuuksiin kastelulla ei havaittu olevan vaikutuksia. Kastelumäärä, jota voidaan käyttää ilman valumia, on kokeen perusteella n. 100–600 mm/kasvukausi käytetyllä kastelujärjestelmällä. Kastelujärjestelmää kehittämällä on kuitenkin luultavasti mahdollista lisätä haihduntaa ja siten kastelumäärää merkittävästi.

This thesis focuses on the possibility to treat landfill percolation water by using it for irrigation of energy trees grown on closed landfill sites using a substrate made from recycled materials. The purpose of this operating model is to evaporate percolation water with the energy trees and to bind the nutrients and the harmful substances of the percolation water in the energy trees and in the substrate. The object of this thesis is to examine the functionality and effectiveness of the operating model as a treatment method for percolation water and the effects of the irrigation for the growth of the energy trees. An irrigation experiment was conducted during the summer and fall of 2014 in the Mustankorkea waste treatment facility in Jyväskylä Finland. In the experiment energy willows in different growing stages and aspens grown on closed landfill sites were irrigated with landfill percolation water. Two different kinds of substrates were used. One was made from ash, compost and soil and the other was pure compost. The irrigation water, the runoff waters, the substrates and the willow trees were analyzed in different stages of the experiments. A separate container experiment was conducted to examine the water balance of the system. In the container experiment energy willows grown in containers were irrigated with percolation water and with clean water. Based on the results irrigation with percolation water enhanced the growth of the trees. The irrigation raised the nutrient contents of the willow trees. It also lowered the fuel quality of the willow. In the substrates the effects of the irrigation could not be detected during the experiment. Based on the results the irrigation level, which can be used without the formation of runoff water, is 100–600 mm/growing season with the used irrigation method. By improving the irrigation method it is probably possible to enhance evaporation significantly and therefore use higher irrigation levels.