Rent vatten är en förutsättning för allt liv på jorden men utsläpp av föroreningar från mänskliga aktiviteter snedvrider ekosystemen med allvarliga konsekvenser som följd. Bristfällig rening och utsläpp av obehandlat avloppsvatten till naturen orsakar syrebrist och övergödning i vattenmiljöer. I svenska städer renas avloppsvatten i kommunala reningsverk genom mekanisk, biologisk och kemisk rening. Utanför städerna där kommunal anslutning inte är möjlig finns små anläggningar, så kallade enskilda avlopp, som renar avloppsvatten från en enskild fastighet eller ett mindre antal hushåll. Avloppsvatten från bensinstationer renas ofta i enskilda avloppsanläggningar där små reningsverk blir en allt vanligare reningsmetod. Reningsverken dimensioneras utifrån en branschgemensam definition av hushållsavlopp, vilken kan avvika starkt från det avloppsvatten som produceras i fastigheten till följd av avsaknad av bad-, disk- och tvättvatten. Framförallt är höga halter av organiskt material och kväve orsaker till skillnaderna. Naturvårdsverkets krav för utsläpp från enskilda avlopp förväntas vara uppfyllda även för avloppsvattnet från bensinstationer, trots att förutsättningarna i avloppet skiljer sig avsevärt från de som ligger till grund för kraven. I utredningen ingår tre små reningsverk som renar avloppsvatten med höga halter organiskt material från bensinstationer. De två reningsverken med biofilmsprincip har problem att klara kraven för rening av kväve. Dessutom undersöks inverkan av en reservoar och hypotesen är att den genomsnittliga reningsgraden ökar då reservoaren utjämnar de starkt varierande flödena. I reningsverket med aktivt slam uppstår problem med att det aktiva slammet dör och avger fräna lukter. Prover togs och analyserades vid samtliga reningsverk. Utredningen syftar till att finna orsakerna bakom de nedsatta reningsgraderna och föreslå åtgärder. De frågor som ställs är hur kvävereningen fungerar i biofilmsanläggningarna och hur den kan förbättras samt vad orsakerna är till varför det aktiva slammet dör och hur det kan undvikas. Resultaten pekade på fosforbrist i reaktorerna på biofilmsanläggningarna, vilket hämmade mikroorganismernas aktivitet vid reduktion av organiskt material som försvårade möjligheterna till kvävereduktion. Storleken på tankarna var sannolikt för små eller för få i förhållande till den höga organiska belastningen. Reservoaren i biofilmsanläggningen hade enligt utredningen en utjämnande effekt på reningsgraden av kväve och fosfor, men hade ingen påverkan på reduktionen av organiskt material. I aktivslamanläggningen orsakade den höga halten organiskt material syrebrist, vilket tillsammans med sulfat från fällningskemikalien ledde till bildandet av illaluktande vätesulfid samt det giftiga och svarta järnsulfid. För att öka reningsgraden av kväve i biofilmsanläggningarna föreslås att fosforreduktionen placeras efter den biologiska reningen och tillsats av en annan typ av flockningsmedel i slamavskiljaren rekommenderas för att underlätta reduktionen av organiskt material. För att undvika sulfidbildning i aktivslamanläggningen krävs en ökad syresättning. En kloridbaserad fällningskemikalie förordas framför en sulfatbaserad, eftersom tillgång till sulfat möjliggör bildandet av sulfider. / Clean water is essential for all life but emissions of pollutants from human activities are disturbing the balance in ecosystems leading to severe consequences. Poor treatment of domestic wastewater can cause anoxic waters and eutrophication in aquatic environments. In Swedish cities, domestic wastewater is treated in municipal wastewater treatment plants through mechanical, biological and chemical treatments. Where connection to the municipal wastewater treatment plants is not available, the wastewater from a single or a few households are treated in decentralized treatment plants. Wastewater, mainly from toilets, on gas stations is a typical example of individual sewage and decentralized treatment plants are becoming more common. The decentralized treatment plants are dimensioned based on an industry-wide definition of domestic sewage, which can differ greatly from the sewage produced in gas stations because of the lack of diluting bathing and washing water. The high concentration of organic matter and nitrogen is mainly the explanation to the differences. Regulation for emissions from domestic wastewater that has been made by the Swedish Environmental Protection Agency applies to this special wastewater even though the preconditions in the wastewater are significantly different from the ones that form the basis for the requirements. This study includes three decentralized treatment plants treating domestic wastewater with a high organic load having problems to meet the requirements of the authorities. Two of the treatment plants are based on the principle of fixed biofilm and is investigated because of their inadequate reduction of nitrogen. The difference between the two plants is a reservoir and a hypothesis is that it has a positive effect of the total reduction rate by smoothing of the incoming flow. The third treatment plant is a batch reactor with activated sludge that now and then has problems with pungent odors and dead activated sludge colored black. Samples were taken and analyzed at all treatment plants. The questions posed are how the reduction of nitrogen is working in the biofilm plants and how it can be improved, as well as the question about the reasons behind the dead sludge in the batch reactor with activated sludge and how it is prevented. The effect of the reservoir on the reduction rate is also investigated. The results revealed a lack of phosphorus in the bioreactors with fixed biofilm, which inhibited the microbial activity and thus the reduction of organic matter and nitrogen. The size of the reactors was at the same time probably too small relative to the organic load. The investigation showed that the reservoir in the biofilm plant had a positive effect on the reduction rate for total nitrogen and phosphorus. The high concentration of organic matter caused poor oxygen exchange in the batch reactor with activated sludge, leading to the formation of toxic hydrogen sulfide and iron sulfide. The sulfides explained the bad odors and why the activated sludge died. The proposed action for the biofilm plant is to place the reduction of phosphorus after the biological treatment, for example filtration. In the batch reactor with activated sludge is increased oxygen exchange suggested, in combination with a new precipitation chemical that is not based on iron sulfate, but chloride, because access to sulfate enables the formation of sulfides.

Deficiencies in biotreatment due to uncontrolled growth of filamentous microorganisms is a problem for wastewater plants worldwide. The project was assigned with the task of reducing the growth of filamentous bacteria at the paper mill SCA Munksund. 12 bacteria and 1 fungi species were presented to the project as problematic due to their filamentous properties. Operating parameters affecting filamentous growth was examined and presented. The information gathered showed that a decrease in filamentous growth for 5 especially problematic bacteria could possibly be achieved by raising the DO, increasing the concentration of nutrients and decreasing the sludge age. Other parameters affecting the growth of filamentous bacteria, such as pH, temperature and F/M were found to be too diverse among the examined species. Alternative solutions not focused on finding optimal operating parameters was also investigated. Promising results were treatment using a feast-famine approach, installation of an anaerobic selector and ozonation of return sludge. A statistical analysis was also performed on operating data. Methods used were Principal component analysis, Clustering and Logistic regression. These were used as a proof of concept rather than providing meaningful data for an operating window.

Sverige har som mål att vara koldioxidneutralt år 2045 och inte öka jordensmedeltemperatur med mer än 2°C. För att uppnå detta mål måste mängdenfossilbaserade produkter minskas eller fasas ut helt ur den svenska marknaden. Idagsläget är majoriteten av all plast producerad av fossila råvaror. Förbränning avfossil plast leder till betydande utsläpp av växthusgaser till atmosfären.Nedskräpningen av fossilbaserad plast på land och i hav, utgör samtidigt ett av detsvåraste miljöproblemet. Ett alternativ är att ersätta fossilbaserad plast medPolyhydroxyalkanoater (PHA) som är producerad av förnybara råvaror och heltbiologiskt nedbrytbar i naturen. Bakterierna producerar PHA när de får flyktigafettsyror (VFA). I det här projektet användes bakterier i ett bioslam från ett massa-och pappersbruks reningsverk. Bioslammet är rikt på bakterier som har förmågan attackumulera PHA och när VFA tillsätts lagrar bakterierna dessa ämnen i sina cellersom kol- och energikälla. Den största utmaningen vid PHA-produktion är den lågalönsamheten till följd av höga produktionskostnader för VFA. Det finns en möjlighetatt sänka kostnaderna genom att skapa en industriell symbios där olika industrierutnyttjar varandras restprodukter och spillvärme. Lixea är ett företag i Kristinehamnsom använder restprodukter från skogsindustrin för att skapa nya hållbara produkter.Under deras process bildas ett rejektvatten som innehåller VFA. Ett annat företagkan eventuellt kombinera bioslammet från ett massabruk och VFA från Lixea för attproducera PHA. Den producerade PHA kan sedan användas till en plastfilm till BlueOcean Closures skruvkorkar och planteringsskyddet Tubesprout. Om alla företagkan samarbeta har en industriell symbios mellan fem företag skapats.I detta examensarbete undersöks några av de grundläggande nödvändiga processernai en industriell symbios. Går det att producera PHA inom symbiosen och har PHArätt nedbrytningshastighet för att passa produkterna i symbiosen? Målet medexamensarbetet är att utforska användningen av PHA som material för Tubesproutoch en plastfilm för Blue Ocean Closure, med särskilda krav på nedbrytningstid iolika miljöer. Utveckla en påskyndad nedbrytningsmetod av biologiskt nedbrytbartmaterial. I ackumuleringsförsöken av PHA används bioslam från Stora EnsoSkoghalls bruk och VFA från Lixea För att analysera om biomassan ackumuleradePHA används metoderna FT-IR och acetonextraktion. PHA genomgick ettnedbrytningstest tillsammans med fyra andra material PE, PLA, Blue Ocean Closureskruvkork och Tubesprout för att undersöka hur snabbt de bryts ner. Materialentestas i fem olika miljöer kompost, två tallskogsmarker där en är berikad medhydrokol, sjön och en ny utvecklad aktivslam. Den nya metoden aktivslam ärmikroorganismer tagna från ett kommunalt reningsverk. Nedbrytningshastighetbestämdes genom att mäta viktminskningen av materialet, mikroskopbilder ochbilder ovanför materialet.Resultatet visar att VFA från Lixea kan ackumulera PHA men att bakterierna dogefter ca 12 timmar. Den högsta halten PHA som ackumulerades i biomassanmotsvarade 10,3 procent av biomassans torrsubstans. PHA har likartadnedbrytningshastighet som Tubesprout vilket innebär möjligheten att ersätta PHA        som material till en Tubesprout. PHA till en plastfilm skulle fungera ur ettnedbrytnings perspektiv där kravet var att den bröts ner med nästan samma hastighet.I nedbrytningstesten hade aktivslam bäst nedbrytningshastighet hos alla material.Aktivslam är en enkel metod som kan användas som ett snabbtest vid undersökningav biologiskt nedbrytbart material. / Sweden aims to be carbon dioxide neutral by 2045 and not increase the earth'saverage temperature by more than 2°C. In order to achieve this goal, fossil-basedproducts must be reduced or completely phased out of the Swedish market.Currently, the majority of all plastic produced is based on fossil raw materials. Theburning of fossil plastics leads to significant emissions of greenhouse gases into theatmosphere. The littering of fossil-based plastic on land and in the sea is at the sametime one of the most difficult environmental problems. An alternative is to replacefossil-based plastics with polyhydroxyalkanoates (PHA), which are renewable andfully biodegradable bioplastics. Bacteria produce PHA when they receive volatilefatty acids (VFA). In this project, bacteria were used in biosludge from a pulp andpaper mill treatment plant. The biosludge is rich in bacteria that can accumulate PHAand when VFA is added, the bacteria store these substances in their cells as a sourceof carbon and energy. The biggest challenge in PHA production is the lowprofitability due to the high production costs of VFA. There is an opportunity tolower costs by creating an industrial symbiosis where different industries utilize eachother's residual products and waste heat. Lixea is a company in Kristinehamn thatuses residual products from the forest industry to create new sustainable products.During their process, a reject water containing VFA is formed. Another companycould potentially combine the biosludge from a pulp mill and VFA from Lixea toproduce PHA. The PHA produced can then be used for a plastic film for Blue OceanClosures screw caps and the Tubesprout plant protection. Which in the end, anindustrial symbiosis between five companies has been created.n this thesis, some of the basic necessary processes in an industrial symbiosis areinvestigated. Is it possible to produce PHA within the symbiosis and does the PHAhave the right degradation rate to suit the products in the symbiosis? The goal of thethesis is to explore the use of PHA as a material for Tubesprout and a plastic film forBlue Ocean Closure, with special requirements for degradation time in differentenvironments. Develop an accelerated degradation method of biodegradablematerial. In the accumulation trials of PHA, biosludge from Stora Enso Skoghall'smill and VFA from Lixea are used. To analyze whether the biomass accumulatedPHA, the methods FT-IR and acetone extraction are used. PHA underwent adegradation test along with four other materials PE, PLA, Blue Ocean Closure screwcap and Tubesprout to investigate how quickly they degrade. The materials are testedin five different environments; compost, two pine forest lands where one is enrichedwith hydrocoal, the lake and a newly developed activated sludge. The new method,activated sludge, is microorganisms taken from a municipal treatment plant.Degradation rate was determined by measuring, the weight loss of the material,microscope images and images above material.The result shows that VFA from Lixea can accumulate PHA but that the bacteriadied during both experiments. The highest level of PHA accumulated in the biomasswas Lixea 2 which corresponded to 10.3 percent. PHA has a similar degradation rateas Tubesprout, which means the possibility of replacing PHA as material for a        Tubesprout. PHA to a plastic film would work from a degradation perspective wherethe requirement was that it degraded at nearly the same rate. In the degradation tests,activated sludge had the best degradation rate of all materials. Activated sludge is asimple method that can be used as a rapid test when examining biodegradablematerial.