Teollisuuden jätteet ja niiden hyötykäyttö Kouvolan seudulla

Vuonna 2000 Suomessa syntyi jätteitä ja niihin rinnastettavia sivutuotteita yhteensä noin 127miljoonaa tonnia. Tästä määrästä lähes 17 miljoonaa tonnia oli peräisin teollisuudesta. Kouvolan seudun teollisuus tuottaa vuosittain jätettä noin 650 000 tonnia, josta suurimman osan muodostaa metsäteollisuus. Suurin osa teollisuuden jätteestä Kouvolan seudulla on kuitenkin helposti hyödynnettävää puujätettä. Hyötykäytön kannalta hankalia jätejakeita ovat etenkin paperiteollisuuden suuret jätevirrat, kuten kattilatuhkat. Kouvolan seudun teollisuusyrityksille suunnatuissa haastatteluissa selvisi, että jätteiden hyödyntäminen ja siihen suunnattavat resurssit vaihtelevat varsin paljon yrityksittäin ja toimialoittain. Parhaiten jätteitä pystytään hyödyntämään suurimmissa yrityksissä. Tyypillisiä syitä jätteiden hyödyntämättä jäämiselle ovat mm. kiinnostuksen, tiedon ja jätteelle sopivan hyötykäyttökohteen puuttuminen. Jos teollisuuden jätteiden hyötykäyttöä halutaan Kouvolan seudulla lisätä, tulee huomiota kiinnittää erityisesti alueella syntyviinsuuriin hyödyntämättä jääviin jätevirtoihin, mutta myös pk-yritysten tilanteeseen. Osassa pk-yrityksiä kaikki jäte toimitetaan edelleen kaatopaikoille. Jätealan lainsäädännössä annetaan tavoitteita jätteen hyötykäytön lisäämiseksi. Tavoitteiden saavuttamiseksi Suomessa tarvitaan runsaasti lisää jätteenkäsittelykapasiteettia. Jätevirtojen ympärille tuleekin tulevaisuudessa kehittymään uutta jätealan liiketoimintaa. Kouvolan seudulla jätealan toimintaa on muodostunut erityisesti Anjalankosken Ekoparkin alueelle. Alueelle voisi tulevaisuudessa kehittääesimerkiksi metsäteollisuuden sivutuotteiden ympärille rakentuvan osaamiskeskuksen. Liiketoimintamahdollisuuksia on myös esimerkiksi rakennusjätteen ja lasin kierrätyksessä sekä jätteen biologisessa käsittelyssä.

Jätekeskuksen jasuljetun kaatopaikan jätevesien esikäsittelyn tehostamismahdollisudet

Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia toiminnassa olevan jätekeskuksen ja suljetun kaatopaikan jätevesien esikäsittelyn tehostamismahdollisuuksia. Tutkimuksessa pyrittiin löytämään niitä teknisiä keinoja, joilla jätevesien esikäsittelyä voidaan tehostaa erityisesti ammoniumtypen osalta. Tapausesimerkkinä työssä käytettiin Jätekukko Oy:n toiminnassa olevaa Kuopion jätekeskusta ja Kuopion kaupungin suljettua Silmäsuon kaatopaikkaa. Kohteiden jätevedet johdetaan kunnalliselle jätevedenpuhdistamolle, jossa jätevesien korkea ammoniumtyppipitoisuus ja matala lämpötila ovat häirinneet puhdistusprosessia. Tutkimuksen taustana selvitettiin jätekeskusten jakaatopaikkojen jätevesien käsittelyyn vaikuttavaa lainsäädäntöä, jätevesien ominaisuuksia ja niiden käsittelytekniikoita. Jätevesien käsittelyn nykytilaa Suomessa kartoitettiin jätehuoltoyhtiöille ja kunnille suunnatulla kyselyllä. Lisäksitutkimus perustui kenttäkokeisiin, joissa tutkittiin Kuopion jätekeskuksen nykyisen tasausaltaan toimivuutta vuoden ajan. Sekä Kuopion jätekeskuksen että Silmäsuon suljetun kaatopaikan jätevesistä otettiin vesien tarkkailuohjelmaan kuuluvien näytteiden lisäksi ylimääräisiä näytteitä, joilla pyrittiin saamaan uutta tietoa jäteveden laatumuuttujien vuodenaikaisvaihtelusta. Kuopion jätekeskuksen ja Silmäsuon suljetun kaatopaikan jätevesien käsittelyä tulevaisuudessa tarkasteltiin erilaisilla tilannemalleilla. Tutkimuksessa havaittiin, että Kuopion jätekeskuksen ja Silmäsuon suljetun kaatopaikan jätevedet olivat laadultaan ja määrältään erilaisia. Jätekeskuksen nykyinen jätevesien tasausallas poistaa ammoniumtyppeä vain kesäisin. Jätekeskuksen jätevesien nykyisen tasausaltaan toiminnan tehostaminen ei ole taloudellisesti perusteltua, vaan resurssit on kohdistettava uuden tasausaltaan rakentamiseen. Kuopion jätekeskuksen jätevesienesikäsittely ilman Silmäsuon suljetun kaatopaikan jätevesiä ei ole tarkoituksenmukaista, koska jätevedet johdetaan jätevedenpuhdistamolle samaa viemärilinjaa pitkin. Tällöin Silmäsuon suljetun kaatopaikan jätevedet tulevat mitätöimään jätekeskuksella tehdyn esikäsittelyn puhdistustuloksen Mahdollisen jätevesien yhteisen esikäsittelymenetelmän tulee olla fysikaalis-kemiallinen, jätevesien ominaisuuksista johtuen. Jos jätevesiä ei esikäsitellä yhdessä, jätekeskuksen jätevesien käsittelyksi riittävät uusi tasausallas ja siihen asennettava ilmastus. Tässä tapauksessa jätekeskuksen ympäristölupamääräysten ammoniumtyppipitoisuuden raja-arvoa on arvioitava uudelleen.

Kompostointilaitoksen lopputuotteen käyttömahdollisuudet. Case: Himanka

Työssä selvitetään kompostointilaitoksen lopputuotteen erilaisia käyttömahdollisuuksia. Yleisten käyttökohteiden pohjalta on luotu malli Vapo Oy Biotech:n toimittaman Himangan kompostointilaitoksen kompostin hyödyntämiselle. Laitos sijaitsee Himangan kunnassa Keski- Pohjanmaalla. Laitoksella kompostoidaan pääasiassa Himangan ja ympäröivien kuntien jätevesilietteitä turkiseläinlantaa. Jätehuolto Suomessa ja koko EU:n alueella elää voimakasta muutoskautta. Orgaanisten jätteiden vienti kaatopaikoille pyritään tulevaisuudessa lopettamaan kokonaan, mikä on lisännyt niiden käsittelyä mm. kompostoimalla. Kompostoinnin lopputuotteena saadaan ravinteikasta, humuspitoista ainesta. Kompostoinnin yhtenä tavoitteena on tuottaa hyötykäyttöön soveltuvaa tuotetta, joten käyttökohteen löytäminen kompostille on laitoksen toiminnan kannalta erittäin tärkeää. Kompostin käyttömahdollisuuksiin vaikuttavat lainsäädäntö, kompostin ominaisuudet sekä paikalliset olosuhteet. Käyttökohteet on työssä jaettu ei-energiakäyttöön ja energiakäyttöön. Ei-energiakäyttöön kuuluvat maanparannuskäyttö, lannoitekäyttö, käyttö kasvualustassa, maisemointi ja julkinen rakentaminen sekä joitakin erityissovelluksia. Energiakäytön puolella on tarkasteltu kompostin soveltuvuutta erilaisille polttotekniikoille sekä vertailtu kompostia muihin kiinteisiin polttoaineisiin. Kompostien soveltuvuutta eri kohteisiin on arvioitu kompostin analyysi- ja kasvatuskoetulosten pohjalta. Kompostin ei-energiakaytössa on saatu eri tutkimuksissa lupaavia tuloksia. Kompostin on todettu soveltuvan erittäin hyvin mm. perunanviljelyyn, viljan ja nurmikasvien viljelyyn ja erilaisiin maisemointikohteisiin sekä kotipuutarhakäyttöön. Kompostin käyttöä polttoaineena ei ole vielä kokeiltu missään. Kompostin polton suurimmat ongelmat ovat korkea tuhka-, rikki- ja typpipitoisuus sekä epätasainen laatu.

Kuntien vastuulla olevan jätehuollon palvelurakenteen kehittäminen Etelä-Karjalan Jätehuolto Oy:n strategian mukaisesti

Työn tavoitteena on määritellä Etelä-Karjalan Jätehuolto Oy:n toiminta-alueella asumisessa syntyvän jätehuollon palvelutaso muuttunutta jätelainsäädäntöä sekä yhtiön hoidettavaksi siirrettäviä palvelutehtäviä vastaavaksi. Tavoitteena on myös valmistella kunnalliset jätehuoltomääräykset, joilla muutokset pannaan täytäntöön jätehuollon kuljetuksen, keräyksen ja käsittelyn sekä hyötykäyttöön toimittamisen osalta. Tavoitteena on laatia esitys palveluun perustuvasta taksamallista koko toiminta-alueelle. Työn alkuosassa tutustutaan jätelainsäädännön kehittymiseen EU:ssa ja Suomessa sekä valmistelussa oleviin muutoksiin, joilla on vaikutusta jätehuollon suunnittelun ja toteuttamisen kannalta. Tutkitaan miten jätehuoltopalvelut omistajakunnissa on toteutettu ja mitä muutoksia jätelain 10 § ja 13 §:n muutos edellyttää nykyiseen järjestelmään. Työn tuloksena valmistuu maakuntaan asumisen jätehuollon vähimmäispalvelutasoesitys sekä ehdotukset sen kehittämisestä ja kustannusten keräämisestä aiheuttamisperiaatteen mukaisesti alueen yhtenäisillä jätetaksoilla. Jätehuoltomääräysehdotukseen sisällytetään jätehuoltoa koskevat tekniset ja laadulliset vaatimukset sekä keinot, joilla kunnan vastuulla olevia jätteitä saadaan ohjattua hyötykäyttöön.

Gerenciamento de resíduos laboratoriais: recuperação de elementos e preparo para descarte final

This work shows some laboratory waste management developed in order to recover some elements or to prepare the waste for a correct final disposal. The 25 elements chosen cover basically all chemical behaviors found for the metals in the Periodic Table. The treatments adopted were based on the classical behavior in aqueous solution (wet chemistry) but an important condition for a full success was the previous knowledge of the qualitative composition of the wastes treated. Some general trends were found: the final liquid waste was always saline and normally presented a higher volume than the original waste; most original wastes were acid in nature; steps such as solid-liquid separation, washing, evaporating and calcining were currently performed. This work was also a very good experience in chemistry in solution for students and showed them the need of treating wastes for a better environment.

Choosing hybrid organizations for local services delivery : An empirical analysis of partial privatization

The empirical literature about factors explaining local government delivery choices has traditionally focused the attention on the public or private production dilemma. However, hybrid organizational forms such as mixed public-private firms are increasingly used in several European countries. This paper makes use of survey data from Spanish municipalities to examine motivations of local governments for engaging in hybrid organizational forms. Data refer to two very relevant local services: water distribution and solid waste collection. The empirical analysis indicates that the use of mixed firms emerge as a type of pragmatically based ‘third way’ between pure public and pure private production. Indeed, local governments make use of mixed firms when cost considerations (scale economies, transaction costs and soon), financial constraints and private interests exert contradictory pressures. On the contrary, political and ideological factors do not play any significant role on the local government decision of engaging or not in joint ventures with private partners.

Local privatization, intermunicipal cooperation, transaction costs and political interests: Evidence from Spain

Several empirical studies have analyzed the factors that influence local privatization. Variables related to fiscal stress, cost reduction, political processes and ideological attitudes are the most common explanatory variables used in these studies. In this paper, we add to this literature by examining the influence of transaction costs and political factors on local governments’ choices through new variables. In addition to this, we consider the role of additional aspects, such as intermunicipal cooperation as a potential alternative to privatization in order to exploit scale economies or scope economies. We consider two relevant services: solid waste collection and water distribution. Results from our estimates show that privatization (that is, contracting out to a private firm) is less common for water distribution than for solid waste collection. Higher transaction costs in water distribution are consistent with this finding. Furthermore, we find that municipalities with a conservative ruling party privatize more often regardless of the ideological orientation of the constituency. This shows that those political interests able to influence local elections are more important in determining the form of delivery than is the basic ideological stance of the constituency. Finally, we find that intermunicipal cooperation is an alternative to local privatization.

A tecnologia da reciclagem de polímeros

Solid municipal waste contains a large volume of polymers and its final disposal is a serious environmental problem. Consequently, the recycling of the principal polymers present in the solid waste is an alternative. In this review we describe the mechanical and chemical recycling of polymers and the energy recovery from plastic wastes. Polymer recycling involves not only the development of processing technologies, but also the solution of many chemical and analytical problems. The technological, economical and social aspects of polymer recycling are also considered.

Recuperação de metais de catalisadores de hidrorrefino usados via fusão com KHSO4

This work describes a process for metal recovery from spent NiMo and CoMo/Al2O3 commercial hydrorefining catalysts. The samples were treated by fusion with potassium hydrogen sulfate (5 h, 600 ºC) with a KHSO4/catalyst mass ratio of 10:1. After fusion the solid was solubilized in water (100 ºC), leaving silicon compounds as residue. Losses of nickel and cobalt may reach 16 wt% of the amount present in the sample, depending on the silicon content. Soluble metals were isolated by selective precipitation techniques (nickel, cobalt, aluminum) or by solvent extraction with methyl-isobutyl ketone (molybdenum) in a hydrochloric acid medium. All metals were recovered in very good yields except for nickel and cobalt in the presence of considerable amounts of silicon. Soluble wastes consist of potassium/sodium sulfates/chlorides. Solid wastes correspond to about 4 wt% of the catalyst and can be discarded in industrial dumps.

Parâmetros operacionais no processamento de zeólitas desativadas por fusão com KHSO4

This work presents a study on the determination of the optimal experimental conditions for processing spent commercial zeolites in order to recover lanthanide elements and eventually other elements. The process is based on the fusion of the sample with potassium hydrogenosulfate (KHSO4). Three experimental parameters were studied: temperature, reaction time and catalyst/flux mass ratio. After fusion the solid was dissolved in water and the amount of insoluble matter was used to determine the efficiency of the process. The optimized experimental parameters depend on the composition of the sample processed. Under such conditions the insoluble residue corresponds to SiO2. Lanthanide elements and aluminum present in solution were isolated by conventional precipitation techniques; the yields were at least 75 wt%. The final generated wastes correspond to neutral colorless solutions containing alkali chlorides/sulfates and solids that can be disposed of in industrial dumps.

Sustainable Waste-to-Energy Production: Performance Evaluation of Distributed Generation fuelled by Landfill Gas

The environmental impact of landfill is a growing concern in waste management practices. Thus, assessing the effectiveness of the solutions implemented to alter the issue is of importance. The objectives of the study were to provide an insight of landfill advantages, and to consolidate landfill gas importance among others alternative fuels. Finally, a case study examining the performances of energy production from a land disposal at Ylivieska was carried out to ascertain the viability of waste to energy project. Both qualitative and quantitative methods were applied. The study was conducted in two parts; the first was the review of literatures focused on landfill gas developments. Specific considerations were the conception of mechanism governing the variability of gas production and the investigation of mathematical models often used in landfill gas modeling. Furthermore, the analysis of two main distributed generation technologies used to generate energy from landfill was carried out. The review of literature revealed a high influence of waste segregation and high level of moisture content for waste stabilization process. It was found that the enhancement in accuracy for forecasting gas rate generation can be done with both mathematical modeling and field test measurements. The result of the case study mainly indicated the close dependence of the power output with the landfill gas quality and the fuel inlet pressure.

Rota hidrometalúrgica de recuperação de molibdênio, cobalto, níquel e alumínio de catalisadores gastos de hidrotratamento em meio ácido

This work describes a hydrometallurgical route for processing spent commercial catalysts (CoMo and NiMo/Al2O3). Samples were preoxidized (500 ºC, 5 h) in order to eliminate coke and other volatile species present. The calcined solid was dissolved in concentrated H2SO4 and water (1:1 vol/vol) at 90 ºC; the insoluble matter was separated from the solution. Molybdenum was recovered by solvent extraction using tertiary amines at pH around 1.8. Cobalt (or nickel) was separated by addition of aqueous ammonium oxalate at the above pH. Phosphorus was removed by passing the liquid through a strong anion exchange column. Aluminum was recovered by neutralizing the solution with NaOH. The route presented in this work generates less final aqueous wastes because it is not necessary to use alkaline medium during the metal recovery steps.

Pinnoiteteollisuudessa syntyvien maalijätteiden hyötykäyttö ja uudet liiketoimintamahdollisuudet

Tämän diplomityön tavoite on kartoittaa maalien ja lakkojen valmistuksessa syntyvien sivuvirtojen hyötykäyttöä ja hyötykäyttöpotentiaalia nykyisellään. Työn tarkoitus on toimia esiselvityksenä pinnoiteteollisuuden sivuvirtojen hyötykäyttöön liittyvien liiketoimintamahdollisuuksien syvemmälle analyysille. Teollisuuden sivuvirtoihin liittyvää tietoa kerätään tilastoista ja olemassa olevista raporteista sekä haastattelemalla teollisuus- ja palveluyritysten edustajia sekä alan asiantuntijoita. Sivuvirtojen teknisten hyötykäyttömahdollisuuksien ja liiketoiminnallisten mahdollisuuksien tarkastelua varten järjestetään työpajoja asiantuntijoille Apila Group Oy Ab:n asiantuntijaverkostossa. Neljässä haastatellussa tuotantolaitoksissa syntyi vuonna 2008 yhteensä 6 662 tonnia kiinteää jätettä ja lietteitä. 68 % näistä sivuvirroista hyötykäytettiin energiana tai polttoaineen valmistuksessa. Materiaalina sivuvirtoja hyötykäytettiin 16 % sivuvirroista, pääasiassa pahvia, paperia, metalleja sekä tynnyreitä ja kontteja. Myös merkittävä osa liuottimista otettiin talteen uudelleenhyödyntämistä varten. Tässä diplomityössä hyötykäyttömahdollisuuksien tarkempaa tarkastelua varten valittiin tavanomaisiksi jätteiksi luokiteltuja maalisivuvirtoja, joita haastatelluissa tuotantolaitoksissa syntyi noin 1 500 tonnia. Maalisivuvirtojen tärkeimmät materiaaliominaisuudet liittyvät niiden sisältämiin täyte- ja sideaineisiin, jotka muodostavat merkittävän osan maalien koostumuksesta. Selvityksen mukaan nämä ominaisuudet voidaan ottaa hyötykäyttöön erilaisissa yhdistelmämateriaaleissa, esimerkiksi ekstruusiopuristetuissa tai ahtopuristetuissa muovikuitukomposiiteissa. Komposiittien raaka-aineena käytetään jo erilaisia sivuvirtoja ja lisäksi erilaisten komposiittien markkinoiden ennustetaan kasvavan. Tämä voi tarjota mahdollisuuksia uusille palvelu-, t&k- tai tuotteistusliiketoiminnoille. Kuivilla maalijätteillä on myös hyvä lämpöarvo, jolloin energiahyötykäytön ja palamisjäännöksen materiaalihyötykäytön yhdistäminen mm. keramiikka- tai sementtiteollisuudessa voi tarjota mahdollisuuksia uusille liiketoiminnoille.

Waste Stream Investigation from Perspective of Changing Waste Legislation at Green Sand Foundries

The update of the Finnish legislation concerning waste was unavoidable, to comply with the European Union (EU) requirements defined in the EU-Directive on Waste. The new waste law updates were enacted into the Finnish legislation on the 11.03.2011 and targeted for applicability by the 11.03.2012. This thesis investigates the implications of the new amendments to the waste legislation from the perspective of green sand foundries. The investigations are conducted by comparing two of Componenta’s green sand foundries and evaluating their waste streams. Additionally, the impacts of legislation amendments are critiqued on their environmental and economic aspects. The study’s comparison of waste fractions at the two foundries reveals that sand is dominant in absolute tonnage and costs. The increments of waste taxes forces foundries to focus on waste management, recycling and disposing. The new legislation’s promotion of material efficiency, also guides foundries towards the prevention of waste. A potential preventive measure is to regenerate waste sand resulting to cost savings on both raw-materials and waste management. However, the lack of absolute targets for waste prevention or recycling rates discourages the interests towards creating or adopting new technologies and methods for the waste handling.

Evaluation of methods for estimating energy performance of biogas production

This study focused on identifying various system boundaries and evaluating methods of estimating energy performance of biogas production. First, the output-input ratio method used for evaluating energy performance from the system boundaries was reviewed. Secondly, ways to assess the efficiency of biogas use and parasitic energy demand were investigated. Thirdly, an approach for comparing biogas production to other energy production methods was evaluated. Data from an existing biogas plant, located in Finland, was used for the evaluation of the methods. The results indicate that calculating and comparing the output-input ratios (Rpr1, Rpr2, Rut, Rpl and Rsy) can be used in evaluating the performance of biogas production system. In addition, the parasitic energy demand calculations (w) and the efficiency of utilizing produced biogas (η) provide detailed information on energy performance of the biogas plant. Furthermore, Rf and energy output in relation to total solid mass of feedstock (FO/TS) are useful in comparing biogas production with other energy recovery technologies. As a conclusion it is essential for the comparability of biogas plants that their energy performance would be calculated in a more consistent manner in the future.