Forslag til kriteriestoffer for kulbundaske

Forslag til kriteriestoffer for slagger fra affaldsforbrænding

Andre undersøgelser af eluatet

For alle tre restprodukter bør der ved ethvert udvaskningsforsøg på enhver eluatfraktion bestemmes pH, ledningsevne og total opløst tørstof samt, hvis det er relevant og muligt, redoxpotentiale.

Undersøgelser af faststoffasen

I de kvalitetskrav, som stilles til restprodukter til nyttiggørelse, bør også indgå kriterier baseret undersøgelse af faststoffasen, selv om disse ikke umiddelbart kan sættes i relation til grundvandsproblematikken og det modelkoncept, som danner grundlag for dette projekt. Der bør foretages undersøgelse af materialets pH (formaling, til < 0,125 mm og omrøring i 30 min. i demineraliseret vand ved L/S = 100 l/kg) og dets alkalinitet. For forbrændingsslagger bør endvidere TOC og eventuelt også glødetabet (2 timer ved 550°C) bestemmes.

Repræsentative prøver

I forbindelse med udtagning og forbehandling af restproduktprøver til testning for stofudvaskning (og til faststofanalyser) skal det sikres, at de prøver, som efter endt forbehandling testes, er repræsentative for den restproduktmængde, som søges godkendt på grundlag af testen. Samtidig skal det sikres, at restprodukterne testes på et tidspunkt, hvor deres egenskaber i videst muligt omfang svarer til de egenskaber, de vil have på og efter anvendelsestidspunktet. Det sidste er specielt relevant for slagger fra affaldsforbrænding, som hydratiseres og karbonatiseres i løbet af lagringsperioden, og som derfor ændres fra lige efter de er produceret at reagere stærkt alkalisk til efter én til flere måneders lagring at reagere omtrent neutralt ved kontakt med vand. Affaldsforbrændingsslagger bør derfor først testes, når de har været harpet, sorteret og lagret så længe (formentlig flere måneder), at de principielt er klar til brug. At slaggen er harpet og sorteret giver store fordele ved forbehandlingen, idet man slipper for nedknusning og/eller frasortering af større klumper af slagge og jernskrot.

Selve udtagningsproceduren afhænger af restproduktets art og prøvetagningsstedet (fra bunke, transportbånd, lastvogn, silo, o.s.v.), mens antallet og størrelsen af delprøverne afhænger af restproduktets maximale kornstørrelse og variationen i de parametre, som skal undersøges, samt den ønskede præcision og nøjagtighed. Der skal henvises til Nordtestrapporten: Sampling and characterization of residual products (Johansson & Fällman, 1993) og Nordtest-metoden: Solid waste, particulate materials: Sampling, NT ENVIR 004 (Nordtest, 1996).

Forbehandling af prøver

Forbehandlingen vil omfatte en eventuel tørring (temperaturen bør ikke overstige 50 °C, og prøver, der skal analyseres for Hg bør ikke tørres), blanding af delprøver, neddeling af blandprøven til den mængde, som skal tages i arbejde ved testningen og/eller analyseringen og en eventuel nedknusning af materialet til den maximumskornstørrelse, som den efter følgende testning eller analysering foreskriver. Ved batchudvaskningstests vil kravet til maximal kornstørrelse ofte være 4 mm, mens det for udførelse af faststofanalysering, pH-bestemmelse og udførelse af tilgængelighedstest, f.eks. efter NT ENVIR 003 (Nordtest, 1995), typisk vil være 0, 125 mm. I det sidste tilfælde vil man som regel først nedknuse en mængde på nogle få kg til en kornstørrelse på max. 2-4 mm og neddele denne mængde til 50 - 100 g, som derefter formales til den ønskede finhed.

Fastlæggelse af L/S

Det vil især være størrelsen af den beregnede (L/S)_k, som vil være afgørende for, hvilke udvaskningstests, der kan anvendes til bestemmelse af UM_k, i den opstillede model generelt og/eller for de i afsnit 2.4 viste scenarier. Udvaskningsresultater svarende til små værdier af (US)_k, dvs værdier mindre end ca. 2 l/kg, vil næsten kun kunne tilvejebringes ved hjælp af kolonneforsøg, mens den såkaldte compliance batchudvaskningstest (CEN, 1996) producerer udvaskningsdata ved US = 2 og/eller 10 l/kg. Der er indlysende fordele ved at kunne anvende en forholdsvis simpel testmetode, som samtidig kan forventes med tiden at opnå status som europæisk standard. Men anvendelsen af denne test forudsætter, at der findes nogle tilfredsstillende og pålidelige relationer mellem resultater fundet ved denne test og de UM_k-værdier, som skal indgå i sammenligningen med MSA for de forskellige relevante scenarier. Arbejdet med at etablere disse sammenhænge er endnu ikke færdiggjort. Det kan forventes, at en Nordtest-metode, som beskriver udførelsen af en batchudvaskningstest i såvel ét trin (US = 2 l/kg og to trin, (US = 2 l/kg og US = 2-10 l/kg), bliver tilgængelig i løbet af foråret 1998 som NT ENVIR 005 (Nordtest, 1998).

Nordtest-metode

NT ENVIR 005, Procedure 2 er kort beskrevet en seriel batchudvaskning af uorganisk minerallignende granulært materiale. 95% (w/w) af den testede materialemængde skal have en kornstørrelse, som er mindre end 4 mm, og ingen partikler må være større end 10 mm. Udvaskningsmediet er demineraliseret vand, og kontakttiden i første udvaskningstrin (US = 2 l/kg) er 6 timer, mens den i andet trin (US = 2-10 l/kg) er 18 timer. Agitationsmetoden er rotation (ca. 10 rpm) omkring tværaksen på de lukkede plastflasker, som testen normalt udføres i. Begge eluater analyseres/konserveres med henblik på senere analysering efter filtrering gennem et 0.45 µm filter. Dog analyseres der straks for pH, ledningsevne og eventuelt redoxpotentiale. Der bør for alle eluater analyseres for total opløst tørstof. Når resultaterne for de forskellige forureningskomponenter angives som akkumulerede udvaskede mængder (mg/kg testet materiale på tørstofbasis) svarende til US = 2 l/kg og US = 10 l/kg, vil de kunne anvendes direkte til sammenligning med relevante værdier af M_SA.

NT ENVIR 005, Procedure 1 beskriver enkelt batchudvaskning ved US = 2 1/kg. Den udføres som første trin i ovenstående procedure, dog med den forskel, at kontakttiden er 24 timer.

I Hjelmar et al. (1996) er der redegjort for det eksisterende datagrundlag til beskrivelse af udvaskningsforholdene for kulflyveaske, kulbundaske og slagger fra affaldsforbrændingsanlæg.

Kulflyveaske

For flere kulflyveasker findes der gode udvaskningsdata som for en del af de i afsnit 3.1 foreslåede kriteriestoffer dækker et stort L/S-interval fra helt små værdier omkring US < 0,02 l/kg til værdier større end 100 l/kg. I Bilag 3 ses for kulflyveasken HFI et meget detailleret datasæt for udvaskningen af klorid, As, Cr og K som funktion af L/S i intervallet US 0,015 1/kg til 117,5 l/kg. Dette datasæt dækker både komponenter, som kan forventes at være kritiske i forhold til overholdelsen af kriterierne for påvirkning af grundvandet (f.eks. Cr), og komponenter, som forventes at være uproblematiske (Cl^-) . Der skønnes ikke at være noget akut behov for supplering af datagrundlaget for stofudvaskning fra kulflyveaske. Der kan i øvrigt henvises til Hjelmar (l990), Hjelmar & Thomassen (1992), Hjelmar et al. (1986 og 1991) og van der Sloot et al. (1982 og 1992).

Kulbundaske

For kulbundaske er datamaterialet spinkelt. Det stammer kun fra én undersøgelse, som blev gennemført i starten af 1980'erne (Reuss et al., 1983), og det omfatter kun nogle udvaskningsdata for L/S = 0-5 l/kg og L/S = 5-20 l/kg (fundet ved serielle batchudvaskningsforsøg udført ved US = 5 l/kg). Datasættet omfatter 14 parametre, herunder pH, og relevante salte og sporelementer, men mange af tallene ligger under detektionsgrænserne for de anvendte analysemetoder. Der er et behov for etablering af et bedre datagrundlag for kulbundaske, og der er derfor som en start på dette gennemført et kolonneudvaskningsforsøg med kulbundaske fra Avedøreværket. Resultaterne af forsøget er vist i Bilag 13.

Slagger fra affaldsforbrænding

Datamaterialet vedrørende stofudvaskning fra affaldsforbrændingsslagger er sådan set ganske omfangsrigt. Problemet er imidlertid, at næsten alle hidtidige undersøgelser er udført på frisk slagge, som er opsamlet umiddelbart efter at den er produceret (se diskussionen i afsnit 3 .2.1). Der findes såvidt vides kun ét sæt data omfattende én slaggeprøve (udvasket ved L/S = 0, l l/kg) og tre slaggeprøver (udvasket ved US = 0-2 l/kg og L/S = 2- 10 l/kg), for affaldsforbrændingsslagger, som har været harpet, sorteret og lagret før prøvetagningen (Hjelmar et al., 1996). Som supplering af denne undersøgelse er der i forbindelse med dette projekt indsamlet en prøve af ca. 6 måneder gammel harpet og lagret slagge fra Amagerforbrænding. Den indsamlede prøve er blevet underkastet to parallelle udvaskningsforsøg, hvor materialet i det ene forsøg er blevet anvendt uden nogen forbehandling, mens slaggerne i det andet forsøg er blevet nedknust til en kornstørrelse på maximalt 4 mm. Dette er gjort for at undersøge om man ved nedknusningen, som er foreskrevet i mange testmetoder, kommer til at åbne friske brudflader med ikke-karbonatiserede hydroxider, således at pH i eluatet stiger til niveauer, der ligner pH i eluatet fra testning af frisk slagge, og som formentlig er urealistisk i forhold til materialets opførsel efter en eventuel udlægning til nyttiggørelsesformål. Samtidig undersøges der, om en eventuel uønsket pH-effekt i givet fald kan undgås ved at undlade at nedknuse slaggen. Resultaterne af kolonneforsøgene med affaldsforbrændingsslagge er vist i Bilag 13, hvoraf det fremgår, at pH i eluatet fra den nedknuste slagge er højere end pH i eluatet fra den ikke-nedknuste slagge. Bortset fra at indholdet af nogle af saltene er højere i eluatet fra den nedknuste slagge end i eluatet fra den ikke-nedknuste slagge, er det vanskeligt at vurdere, om forskellene i pH har haft væsentlig indflydelse på stofudvaskningen i øvrigt. Der er kun analyseret én eluatfraktion fra hvert forsøg (L/S = 0-0,5 l/kg), og i dette område var forskellene i pH ikke så store. Yderligere udvaskningsdata for affaldsforbrændingsslagger kan blandt andet findes i IAWG (1997) og Hjelmar & Thomassen (1992).

I dette afsnit skal der gives en kort oversigt over de informationer og /eller tests, som bør indgå i et program for karakteriseringstestning af restprodukter. Begrebet karakteriseringstestning er udviklet af den tekniske standardiseringskomité CENITC 292: »Karakterisering af affald«, og omfatter tilvejebringelsen af et dybtgående kendskab til sammensætning og opførsel af en bestemt type restprodukt/affald, herunder kendskab til materialets udvaskningsegenskaber og de mekanismer, som under forskellige forhold styrer og påvirker udvaskningsforløbet. For en given restprodukttype er eksistensen af informationer på karakteriseringsniveau en formel og reel forudsætning for anvendelsen af de simplere compliance tests (overensstemmelsestests) på niveauet under karakteriseringstestning. De i afsnit 3.2.2 beskrevne et- og to-trins batchudvaskningstests hører til på compliance-niveauet. Niveaudelt testning er beskrevet nærmere i Bilag 1 i Hjelmar et al. (1996).

En fuldstændig karakterisering af et restprodukt kunne bl.a. omfatte følgende:

Fysiske og geotekniske egenskaber

Udover de oplistede tests vil en karakteriseringsundersøgelse også omfatte fastlæggelse af en række fysiske og geotekniske egenskaber ved restprodukterne, herunder bl.a. kornstørrelsesfordeling, hårdhed og styrke, samt hvis det er relevant, hydraulisk ledningsevne under mættede og/eller umættede forhold (evt. retentionskurve).

Hvis det kan godtgøres, at et restprodukt tilhører en bestemt type af produkter med ensartede egenskaber, vil det i nogle tilfælde være muligt at basere en del af kendskabet til restproduktets egenskaber på karakteriseringsniveau på litteraturoplysninger, såfremt sådanne findes.