Anaerob rötning är en naturlig nedbrytningsprocess av organiskt material som tar tillvara på avfall samtidigt som nyttig energi kan utvinnas. På Biogasbolaget AB i Karlskoga omvandlas substrat som matavfall, gödsel och ensilage till biogas som sedan kan uppgraderas till fordonsgas. Fordonsgasen kan användas som drivmedel till bussar i närområdet. Det bildas dessutom en rötrest som används som biogödsel, men som är kostsam för företaget. Rötkamrarna i Karlskoga är överdimensionerade i förhållande till den mängden substrat som levereras, vilket innebär att de kan ta hand om mer gas än det som bildas i dagsläget. Tidigare studier har visat att tillsats av hydrokol kan öka metangasproduktionen. Därför var syftet med studien att utvärdera ifall hydrokol kan öka metangasproduktionen i satsvis anaerob rötning. Målen var att jämföra två olika hydrokol; skogsindustriellt och kommunalt, samt att komma fram till en optimal dos. Eftersom området är relativt nytt var det också av intresse att ta reda på hur klimatpåverkan förändras vid tillsats av hydrokol genom att utföra en enkel livscykelanalys.   Utvärderingen av hydrokolets potential i anaerob rötning utfördes genom satsvis rötning i två omgångar. Substrat och ymp hämtades från Karlskogas biogasanläggning. De doserna hydrokol som testades i båda försöken var 4, 8 och 10 g/l samt referensfallet 0 g/l vilket motsvarade Karlskogas förhållanden. Det gjordes även försök med endast hydrokol för att ta reda på om det var hydrokolet i sig som producerade metangas. Den satsvisa rötningen visade att det kommunala hydrokolet med en dos på 8 g/l gav mest metangas (841 Nml/g VS) jämfört med referensen 0 g/l (435 Nml/g VS) vilket var en ökning med 93%. Det skogsindustriella hydrokolet med en dos på 8 g/l visade en ökning med 16,6% (517 Nml/g VS) jämfört med referensen 0 g/l (443 Nml/g VS). Den enkla livscykelanalysen visade att det resulterade i en större minskning av utsläpp när dieselbussar kan bytas ut mot hydrokolsbaserad biogas jämfört med vanlig biogas. Vid tillsats av kommunalt hydrokol till biogasprocessen blev besparingen 14783 ton CO2.ekv./år vid utbyte av diesel och för skogsindustriellt hydrokol motsvarade besparingen 8938 ton CO2.ekv./år. Det jämfört med biogas som produceras utan hydrokol som vid utbyte av diesel sparar 7688 ton CO2.ekv./år. Massflödesanalysen visade att det teoretiskt är möjligt att använda Karlskogas rötrest för att använda som substrat till HTC-anläggningen och därmed införa ett cirkulärt system. Däremot visade metallanalysen att det finns risk för förhöjda mängder tungmetall i rötresten, vilket skulle kunna leda till att de inte klarar de krav som finns för att certifiera biogödseln.   För Biogasbolaget AB i Karlskoga innebär resultaten att de med 8 g/l kommunalt alternativt skogsindustriellt hydrokol skulle kunna öka sin metangasproduktion med 93% respektive 16,6%. Däremot kan det leda till problem med metallhalterna i rötresten som riskerar att överstiga gränsvärdena som finns för biogödsel. / Anaerobic digestion is a natural decomposition process of organic material that utilizes waste while extracting useful energy. At Biogasbolaget AB in Karlskoga, substrates such as food waste, manure, and silage are converted into biogas, which can then be upgraded to vehicle fuel. The vehicle gas can be used as fuel for buses in the local area. Additionally, a digestate is formed, which is used as biofertilizer but is costly for the company. The digesters in Karlskoga are oversized compared to the amount of substrate delivered, which means they can handle more gas than is currently being produced. Previous studies have shown that the addition of hydrochar can increase methane gas production. Therefore, the aim of the study was to evaluate whether hydrochar can increase methane gas production in batch anaerobic digestion. The goals were to compare two different types of hydrochar: from the forestry industry and municipal sources, and to determine the optimal dosage. Since the area is relatively new, it was also of interest to determine how the climate impact changes with the addition of hydrochar by conducting a simple life cycle analysis.   The evaluation of hydrochar's potential in anaerobic digestion was carried out through batch digestion in two rounds. Substrate and inoculum were obtained from Karlskoga's biogas plant. The doses of hydrochar tested in both experiments were 4, 8, and 10 g/l, as well as the reference case of 0 g/l, which corresponded to Karlskoga's conditions. Experiments were also conducted with hydrochar alone to determine if it was the hydrochar itself that produced methane gas. The batch digestion showed that the municipal hydrochar with a dosage of 8 g/l produced the most methane gas (841 Nml/g VS) compared to the reference of 0 g/l (435 Nml/g VS), which was an increase of 93%. The forestry industry hydrochar with a dosage of 8 g/l showed an increase of 16,6% (517 Nml/g VS) compared to the reference of 0 g/l (443 Nml/g VS). The simple life cycle analysis showed that it resulted in a greater reduction in emissions when diesel buses can be replaced by hydrochar-based biogas compared to regular biogas. When municipal hydrochar was added to the biogas process, the savings amounted to 14,783 tons of CO2 equivalent per year through diesel substitution. For forest industry hydrochar the equivalent resulted in savings of 8,938 tons of CO2 equivalent per year. This is in comparison to biogas produced without hydrochar, which saves 7,688 tons of CO2 equivalent per year when substituting diesel. The mass flow analysis showed that it is theoretically possible to use Karlskoga's digestate as substrate for the HTC plant, thus introducing a circular system. However, the metal analysis revealed a potential risk of elevated levels of heavy metals in the digestate, which could prevent it from meeting the requirements for certifying the biofertilizer.   For Biogasbolaget AB in Karlskoga, the results mean that with 8 g/l of municipal or forest industry hydrochar, they could increase their methane gas production by 93% and 16.6%, respectively. However, this could lead to issues with metal levels in the digestate, which may exceed the threshold values set for  biofertilizer.

Introduktion Längdskidor involverar såväl underkropps som överkroppsarbete i varierad intensitet och terräng. Tävlingarna är allt ifrån 1km upp till 30km för damer respektive 50km för herrar. Detta ställer flera olika fysiologiska krav på en längdskidåkare. Som exempelvis hög maximal aerob effekt, hög aerob kapacitet, hög anaerob kapacitet, styrka, kraftutveckling i överkropp samt hög andel fettfri massa. Tidigare studier visar att det finns en skillnad i fysiologiska egenskaper mellan sprint- och distansåkare. Det finns hittills ingen strukturerad litteraturundersökning som jämför den aktuella forskningen (från och med 2012) på skillnaderna i vilka fysiologiska egenskaper som är kopplade till sprint- respektive distansprestation. Syftet var att undersöka skillnaderna mellan vilka fysiologiska egenskaper som kan kopplas till sprintprestation och vilka fysiologiska egenskaper som kan kopplas till distansprestation inom elitlängdskidåkning. Metod En strukturerad litteraturundersökning utfördes i databaserna: Pubmed, SPORTDiscus och Sport Medicine and Education Index mellan 2012 och 2022-04-18. Även en manuell sökning i relevanta artiklars referenslistor utfördes. Resultat  Studien inkluderade 13 artiklar. Resultatet visade att sprintprestation är kopplat till högt VO2max (l/min). Distansprestation är kopplat till högt VO2max (l/min och ml/kg/min). Sprintåkare har högre VO2max uttryckt i l/min medan distansåkare har högre VO2max uttryckt i ml/kg/min vid jämförelse mellan disciplinerna. Hastighet på obla4mmol är kopplat till distansprestation men inte till sprintprestation. Hög anaerob kapacitet och större fettfri massa uttryckt i absoluta mått är starkare kopplat till sprintprestation än distansprestation.   Konklusion Distansprestation är kopplat till VO2max/VO2peak (l/min och ml/kg/min), aerob kapacitet samt hög andel fettfrimassa. Sprintprestation är kopplat till hög VO2max/VO2peak (l/min), anaerob kapacitet samt hög fettfri massa. Skillnaderna var att distansprestation var starkare kopplat till det aeroba egenskaperna i jämförelse med sprintprestation medan sprintprestation var starkare kopplat till det anaeroba egenskaper i jämförelse med distansprestation. / Introduction Cross-country skiing involves both upper- and lower body work in varied intensity and terrain. The distances are from 1km to 30km for women respectively 50km for men. There are different physiological demands on a cross-country skier. For example, high maximum aerobic power, high aerobic capacity, high anaerobic capacity, strength, upper body power and a high proportion of lean mass. Earlier studies have seen differences in physiological characteristics between sprint- and distance skiers. But there is no structured literature study that compares the current research (from 2012) on differences in physiological characteristics between sprint and distance performance. The aim was to investigate differences between physiological characteristics that can be linked to sprint and distance performance in elite cross-country skiing.  Method A structured literature review was conducted in the databases: PubMed, SPORTDiscus and Sports Medicine And Education Index between 2012 and 2022-04-18. A manual search in the reference lists of relevant articles was conducted. Results 13 articles were included in the study. The results showed that sprint performance is linked to high VO2max (l/min). Distance performance is linked to high VO2max (l/min and ml/kg/min). Sprint skiers have higher VO2max expressed in l/min while distance skiers have higher VO2max expressed in ml/kg/min in comparison with each other. Speed ​​at obla4mmol is linked to distance performance but not to sprint performance. High anaerobic capacity and greater lean mass are more strongly linked to sprint performance than distance performance. Conclusion Distance performance is linked to VO2max/VO2peak (l/min and ml/kg/min), aerobic capacity and high proportion of lean mass. Sprint performance is linked to high VO2max/VO2peak (l/min), anaerobic capacity and high lean mass. The differences were that distance performance was more strongly linked to the aerobic characteristics compared to sprint performance while sprint performance was more strongly linked to anaerobic characteristics compared to distance performance.

Anaerob nedbrytning vid låg temperatur är ett energieffektivt system, men få studier har fastställt kinetiken för anaerob nedbrytning av matavfall vid dessa temperaturer. I denna studie bestämdes kinetiken för en anaerob rötkammare för matavfall med mesofil inokulum vid 20°C. Effekten av acklimatiseringstiden avslöjades. Därefter användes biokol och spårämnen för att utvärdera deras inverkan vid 20°C. Det visade sig att tillsats av spårämnen ökade kinetiken upp till 114% av kontrollreaktorn. Denna studie visade att olika biokol har varierande effekt på kinetiken (här negativ och neutral effekt). De kinetiska värdena utvärderades med en första ordningens modell och användes för att uppskatta en virtuell fabrik. Med ett inflöde på 27 000 ton bioavfall/år och 80 % av den maximala metanpotentialen ansågs en psykrofil i ett steg vara orealistiskt (hydraulisk retentionstid (HRT): 9,6 månader med den experimentella kinetiken). Lovande resultat kan dock uppnås med en lämplig kombination av utetemperatur och substrattemperatur. / Low temperature anaerobic digestion is an energy efficient system, however few studies have determined the kinetics of the anaerobic digestion of food waste at those temperatures. This study determined the kinetics of a food waste anaerobic digestor with mesophilic inoculum at 20°C. The impact of acclimatation time was revealed. Then biochar and trace elements were employed to evaluate their impact at 20°C. It was shown that addition of the trace elements boosted the kinetic up to 114% of the control reactor. This study proved that different biochars have variable effect on the kinetics (here negative and neutral effect). The kinetic values were evaluated with a first order model and used to estimate a virtual factory. With 27 000 tons of biowaste /year influx and 80% expression of the maximum methane potential, a single stage psychrophilic was deemed unrealizable (Hydraulic Retention Time (HRT): 9.6 month with the experimental kinetics). However, promising results can be obtained with an adequate exterior temperature & substrate temperature couple.

<p>Biogas är benämningen för metangas (CH₄) som är producerad via anaerob (syrefri) rötning av biologiskt material. I Linköping finns en av Sveriges största biogasanläggningar. Anläggningen drivs av Svensk Biogas AB som ägs av Tekniska Verken i Linköping AB (publ.). I anläggningen rötas stora mängder proteinrikt substrat vilket leder till höga halter av ammoniak (NH₃) och ammonium (NH₄⁺) i rötkammaren. Ammoniak (NH₃) är toxiskt för de metanbildare som i en välmående process står för den största delen av metangasproduktionen. Höga halter av ammoniak (NH₃) och ammonium (NH₄⁺) kan inhibera dessa metanbildare vilket leder till minskad gasproduktion.</p><p>Detta examensarbete syftar främst till att genom ett kontinuerligt rötkammarexperiment utreda om zeoliter är ett lämpligt hjälpmedel för att reducera ammonium (NH₄⁺) i en anaerob process. Vid sänkta halter ammonium (NH₄⁺) är hypotesen att de mikroorganismer som är aktiva i den mest effektiva metanbildningsvägen återetableras. Arbetet syftar även till att experimentellt utreda vilka effekter zeoliter i sin helhet har på den anaeroba processen. Zeoliters effekt vid låga zeolitkoncentrationer utreds i en serie utrötningsexperiment i batch. Dessutom har en materialstudie kring zeoliternas kapacitet i olika miljöer genomförts.</p><p>Materialstudien visade att den valda zeoliten som studerades, clinoptilolite, hade en maximal katjonbytarkapacitet på ≈ 19 mg NH₄⁺/g zeolit. Vidare konstaterades att zeoliter med mindre diameter än 1 mm har avsevärt bättre kapacitet än zeoliter med större diameter. I det kontinuerliga rötkammarexperimentet konstaterades att clinoptilolite kan användas i en rötkammare för att reducera ammoniumhalten (NH₄⁺). Detta utan att några allvarliga processtörningar uppstår. Cirka 175 g zeolit/l krävdes för att reducera ammoniumhalten (NH₄⁺) från 5300 mg NH₄⁺/l till 3200 mg NH₄⁺/l. Det är inte realistisktatt använda så stora mängder zeoliter i en fullskalig anläggning. Mikrobiologiskt sett observerades ingen förändring av de metanbildarna som dominerar den effektivaste metanbildningsvägen.</p><p>Resultaten från utrötningsförsöket i batch visade att zeolittillsatser av 5 g/l respektive 10 g/l hade en klart positiv effekt på metanbildningen jämfört utan zeolittillsats. I de batcher med 1-10 g zeolit/l startade metangasproduktionen ≈ 14 dagar tidigare än batcherna med 0 g zeolit/l. 16 dagar efter att experimentet startade hade batcherna med 5-10 g zeolit/l producerat ≈ 500 ml metangas (CH₄) jämfört med serien utan zeoliter som vid samma tidpunkt producerat ≈ 75 ml metangas (CH₄). Utrötningsgraden ökade i samtliga serier med zeolittillsats jämfört med serien utan zeoliter. Tillsatsen av 5 g zeolit/l ökade den specifika metangasproduktionen med ≈ 19 % jämfört med utan zeolittillsatser. Slutsatsen är att clinoptilolite i små koncentrationer, mellan 5-10 g/l, påverkar så väl kinetiken som utrötningsgraden för den anaeroba processen på ett positivt sett. Den optimala koncentrationen av clinoptilolite i en mesofil anaerob process bör ligga mellan 5-10 g zeolit/l.</p> / <p>Methane (CH₄) is formed by anaerobic (oxygen-free) digestion of biological materials. One of Sweden's largest biogas plants is placed in Linköping. The plant is operated by Svensk Biogas AB, which is owned by Tekniska Verken i Linköping AB (publ.). In their biogas plant a large amount of protein rich material is handled. High amounts of protein leads to high levels of ammonia (NH₃) and ammonium (NH₄⁺) in the digestion chamber. High levels of ammonia (NH₃) are toxic to the most dominant methane forming microorganism. High concentrations of ammonia (NH₃) and ammonium (NH₄⁺) can inhibit these methane forming microorganisms which may lead to a reduction in gas production.</p><p>This aim with this master thesis was to reduce high ammonium levels by adding zeolites to a lab scale continuous digestion chamber. The hypothesis is that at reduced levels of ammonium (NH₄⁺) the most effective methane forming microorganism will reestablish. This thesis also aims to experimentally investigate all types of effects that zeolites may have in an anaerobic digestion process. Which effect zeolites at low concentration have in a digestion chamber will be investigated by using lab scale batch digestion chambers. In addition, a material study on the capacity of the zeolites in different environments will be investigated.</p><p>The material study showed that the selected zeolite, clinoptilolite, had a cat ion exchange capacity around 19 mg NH₄⁺/g zeolite. It was also found that the zeolites with a diameter less than 1 mm had significantly better capacity than zeolites with larger diameter. In the continuous digestion experiment it was found that clinoptilolite can be used in a digestion chamber to reduce high levels of ammonium (NH₄⁺). This without any serious disorder on the process. Around 175 g zeolite/l was needed to reduce ammonium levels (NH₄⁺) from 5300 mg NH₄⁺/l to 3200 mg NH₄⁺/l. However, it is not realistic to use such large amounts of zeolites in a full-scale digestion chamber. No changes in the culture of methane forming microorganisms were found.</p><p>The results of the batch experiment showed that concentrations of 5 g zeolite/l and 10 g zeolite/l had a positive effect on the methanogenesis compared to batches without additives. In the batches with 1-10 g zeolite/l the forming of methane began about 14 days earlier than in the batches without any zeolites. After 16 days, batches with 5-10 g zeolite/l had produced about 500 ml of methane (CH₄), compared with series without additives, which at the same time had produced about 75 ml of methane (CH₄). The methane yield increased in all series which included zeolites compared to the batches without zeolites. Addition of 5 g zeolite/l increased the specific methane production by approximately 19 % compared to no additives. The conclusion is that clinoptilolite in small concentrations; 5-10 g/l have a positive effect on as well the kinetics as on the methane yield for the anaerobic process. The best concentration of zeolites in a mesophile anaerobic digestion chamber appears to be between 5-10 g zeolite/l.</p>

<p>I detta arbete används biogasprocessen som ett exempel på hur ett samhällsrelaterat vetenskapligt område kan lyftas in i skolans naturvetenskapliga undervisning. Vi har arbetat fram en laboration om biogas och givit förslag på hur en sådan kan användas direkt i skolan naturvetenskapliga laborativa delar. Vi föreslår ett sätt att prova om elevers nyfikenhet och upptäckarglädje för naturvetenskap och teknik ökar om undervisningens innehåll och upplägg är aktuellt och samhällsrelaterat. I arbetet har vi kommit i kontakt med tre områden: Ett naturvetenskapligt forskarsamhälle, tillämpningar i samhället av ett naturvetenskapligt innehåll samt skolans naturvetenskapliga undervisning. Relationerna mellan dessa delar är med och formar skolans innehåll och läraryrkets komplexa uppdrag. Vår diskussion visar att ett kritiskt förhållningssätt är viktigt i en diskussion om alternativa upplägg av undervisning.</p>

Biogas är benämningen för metangas (CH4) som är producerad via anaerob (syrefri) rötning av biologiskt material. I Linköping finns en av Sveriges största biogasanläggningar. Anläggningen drivs av Svensk Biogas AB som ägs av Tekniska Verken i Linköping AB (publ.). I anläggningen rötas stora mängder proteinrikt substrat vilket leder till höga halter av ammoniak (NH3) och ammonium (NH4+) i rötkammaren. Ammoniak (NH3) är toxiskt för de metanbildare som i en välmående process står för den största delen av metangasproduktionen. Höga halter av ammoniak (NH3) och ammonium (NH4+) kan inhibera dessa metanbildare vilket leder till minskad gasproduktion. Detta examensarbete syftar främst till att genom ett kontinuerligt rötkammarexperiment utreda om zeoliter är ett lämpligt hjälpmedel för att reducera ammonium (NH4+) i en anaerob process. Vid sänkta halter ammonium (NH4+) är hypotesen att de mikroorganismer som är aktiva i den mest effektiva metanbildningsvägen återetableras. Arbetet syftar även till att experimentellt utreda vilka effekter zeoliter i sin helhet har på den anaeroba processen. Zeoliters effekt vid låga zeolitkoncentrationer utreds i en serie utrötningsexperiment i batch. Dessutom har en materialstudie kring zeoliternas kapacitet i olika miljöer genomförts. Materialstudien visade att den valda zeoliten som studerades, clinoptilolite, hade en maximal katjonbytarkapacitet på ≈ 19 mg NH4+/g zeolit. Vidare konstaterades att zeoliter med mindre diameter än 1 mm har avsevärt bättre kapacitet än zeoliter med större diameter. I det kontinuerliga rötkammarexperimentet konstaterades att clinoptilolite kan användas i en rötkammare för att reducera ammoniumhalten (NH4+). Detta utan att några allvarliga processtörningar uppstår. Cirka 175 g zeolit/l krävdes för att reducera ammoniumhalten (NH4+) från 5300 mg NH4+/l till 3200 mg NH4+/l. Det är inte realistisktatt använda så stora mängder zeoliter i en fullskalig anläggning. Mikrobiologiskt sett observerades ingen förändring av de metanbildarna som dominerar den effektivaste metanbildningsvägen. Resultaten från utrötningsförsöket i batch visade att zeolittillsatser av 5 g/l respektive 10 g/l hade en klart positiv effekt på metanbildningen jämfört utan zeolittillsats. I de batcher med 1-10 g zeolit/l startade metangasproduktionen ≈ 14 dagar tidigare än batcherna med 0 g zeolit/l. 16 dagar efter att experimentet startade hade batcherna med 5-10 g zeolit/l producerat ≈ 500 ml metangas (CH4) jämfört med serien utan zeoliter som vid samma tidpunkt producerat ≈ 75 ml metangas (CH4). Utrötningsgraden ökade i samtliga serier med zeolittillsats jämfört med serien utan zeoliter. Tillsatsen av 5 g zeolit/l ökade den specifika metangasproduktionen med ≈ 19 % jämfört med utan zeolittillsatser. Slutsatsen är att clinoptilolite i små koncentrationer, mellan 5-10 g/l, påverkar så väl kinetiken som utrötningsgraden för den anaeroba processen på ett positivt sett. Den optimala koncentrationen av clinoptilolite i en mesofil anaerob process bör ligga mellan 5-10 g zeolit/l. / Methane (CH4) is formed by anaerobic (oxygen-free) digestion of biological materials. One of Sweden's largest biogas plants is placed in Linköping. The plant is operated by Svensk Biogas AB, which is owned by Tekniska Verken i Linköping AB (publ.). In their biogas plant a large amount of protein rich material is handled. High amounts of protein leads to high levels of ammonia (NH3) and ammonium (NH4+) in the digestion chamber. High levels of ammonia (NH3) are toxic to the most dominant methane forming microorganism. High concentrations of ammonia (NH3) and ammonium (NH4+) can inhibit these methane forming microorganisms which may lead to a reduction in gas production. This aim with this master thesis was to reduce high ammonium levels by adding zeolites to a lab scale continuous digestion chamber. The hypothesis is that at reduced levels of ammonium (NH4+) the most effective methane forming microorganism will reestablish. This thesis also aims to experimentally investigate all types of effects that zeolites may have in an anaerobic digestion process. Which effect zeolites at low concentration have in a digestion chamber will be investigated by using lab scale batch digestion chambers. In addition, a material study on the capacity of the zeolites in different environments will be investigated. The material study showed that the selected zeolite, clinoptilolite, had a cat ion exchange capacity around 19 mg NH4+/g zeolite. It was also found that the zeolites with a diameter less than 1 mm had significantly better capacity than zeolites with larger diameter. In the continuous digestion experiment it was found that clinoptilolite can be used in a digestion chamber to reduce high levels of ammonium (NH4+). This without any serious disorder on the process. Around 175 g zeolite/l was needed to reduce ammonium levels (NH4+) from 5300 mg NH4+/l to 3200 mg NH4+/l. However, it is not realistic to use such large amounts of zeolites in a full-scale digestion chamber. No changes in the culture of methane forming microorganisms were found. The results of the batch experiment showed that concentrations of 5 g zeolite/l and 10 g zeolite/l had a positive effect on the methanogenesis compared to batches without additives. In the batches with 1-10 g zeolite/l the forming of methane began about 14 days earlier than in the batches without any zeolites. After 16 days, batches with 5-10 g zeolite/l had produced about 500 ml of methane (CH4), compared with series without additives, which at the same time had produced about 75 ml of methane (CH4). The methane yield increased in all series which included zeolites compared to the batches without zeolites. Addition of 5 g zeolite/l increased the specific methane production by approximately 19 % compared to no additives. The conclusion is that clinoptilolite in small concentrations; 5-10 g/l have a positive effect on as well the kinetics as on the methane yield for the anaerobic process. The best concentration of zeolites in a mesophile anaerobic digestion chamber appears to be between 5-10 g zeolite/l.

Es wurden die mikrobiellen Abbauprozesse an einem Standort mit gaswerkstypischer Schadstoffkontamination, v. a. BTEX und PAK, untersucht. Ziel war es, die relevanten mikrobiologischen Abbauprozesse mit gängigen Analysemethoden zu identifizieren und das Natural Attenuation-Potential zu bewerten. Neben einer Betrachtung der Schadstoffe im Feld wurde ein ausführliches hydrogeochemisches und mikrobiologisches Analyseprogramm durchgeführt. Der Schadstoffabbau wurde in Labor-Mikrokosmen unter für den Standort charakteristischen, überwiegend anaeroben Bedingungen untersucht. Methodik und Umfang der Untersuchungsmethoden wurden im Hinblick auf eine Anwendung an weiteren Standorten bewertet. Die Schadstoffausbreitung in der Fahne, die Keimzahluntersuchungen und eine deutliche Redoxzonierung mit einer Sukzession von Methanogenese, Sulfatreduktion und Fe(III)-Reduktion spiegelten mikrobielle Abbauprozesse wider. Dabei beeinflussten und überlagerten die Prozesse im Schadensherd die Prozesse in der Fahne stark. Die Felddaten gaben Hinweise auf abiotische Sekundärreaktionen zwischen den Redoxpaaren Fe(III)/Fe(II), Sulfat/Sulfid und O2/H2O. Die Berechnung der Assimilativen Kapazität (AC) zeigte ein gutes Angebot an CO2 und Sulfat, während die übrigen TEA Sauerstoff, Nitrat und auch Fe(III) am Standort stark limitiert waren. Dem stand eine von den Redoxbedingungen abhängige, unterschiedlich gute Abbaubarkeit der Modellschadstoffe Benzen, Toluen, Ethylbenzen, Naphthalin, Acenaphthen, Phenanthren und Pyren im Laborversuch gegenüber. Methanogenese wurde in keinem der Versuchsansätze beobachtet. Unter sulfatreduzierenden Bedingungen fand ein Abbau weniger Modellschadstoffe (Toluen, z.T. auch Ethylbenzen und Naphthalin) statt. Mit den TEA Nitrat und insb. Fe(III) erweiterte sich das Abbauspektrum gegenüber sulfatreduzierenden Bedingungen. Mit Sauerstoff fand ein Abbau aller im Grundwasser enthaltenen BTEX und PAK statt. Vor dem Hintergrund der AC und den Ergebnissen der Mikrokosmen bedarf es für einen vollständigen Schadstoffabbau im Feld einer Kombination verschiedener TEA-Prozesse, insb. eines Zusammenwirkens von Fe(III)- und Sulfatreduktion und eines Einflusses von Sauerstoff an den Fahnenrändern. Die unterschiedlichen Abbaumuster bzw. Abbaugeschwindigkeiten in Abhängigkeit der TEA machen das Einbeziehen der Redoxzonierung in eine Modellierung des Standortes erforderlich. Neben den TEA hatte die Verfügbarkeit der Makroelemente Phosphor und Stickstoff sowie von Mikroelementen einen Einfluss auf den Abbau. In den Respirometeruntersuchungen mit hohen Substratkonzentrationen war Phosphat in allen und Ammonium in einem Teil der Grundwässer, in Abhängigkeit von der Entnahmestelle im Feld, limitierend. Bei niedrigen Substratkonzentrationen in den Mikrokosmen trat kein Mangel an N und P auf. In allen Fällen hatte aber eine Zugabe von Mikroelementen einen förderlichen Effekt auf den Abbau. Die Methodik der Standortuntersuchungen folgte dem Prinzip der multiple lines of evidence. Die hydrochemischen Parameter O2, NO3-, Fe2+, Mn2+, SO42-, S2-, CH4, NH4+, PO43 waren geeignet, einen mikrobiellen Abbau und potentielle Limitationen durch Nährstoffe zu zeigen. Ein Vergleich der Ergebnisse der tiefenhorizontierten Beprobung mit einem stärker räumlich integrierenden Ansatz zeigte, dass ohne eine entsprechende räumliche Auflösung die AC überschätzt würde. Die Summenparameter, insb. die Toxizität, lieferten wertvolle Zusatzinformationen über die Gesamtkontamination. Der Abbau der (Modell-)Schadstoffe in den Mikrokosmen ermöglichte eine Einschätzung der generellen Abbaubarkeit der Schadstoffe am Standort, der Einflussparameter auf den Schadstoffabbau sowie möglicher Stimulationsmaßnahmen.

I detta arbete används biogasprocessen som ett exempel på hur ett samhällsrelaterat vetenskapligt område kan lyftas in i skolans naturvetenskapliga undervisning. Vi har arbetat fram en laboration om biogas och givit förslag på hur en sådan kan användas direkt i skolan naturvetenskapliga laborativa delar. Vi föreslår ett sätt att prova om elevers nyfikenhet och upptäckarglädje för naturvetenskap och teknik ökar om undervisningens innehåll och upplägg är aktuellt och samhällsrelaterat. I arbetet har vi kommit i kontakt med tre områden: Ett naturvetenskapligt forskarsamhälle, tillämpningar i samhället av ett naturvetenskapligt innehåll samt skolans naturvetenskapliga undervisning. Relationerna mellan dessa delar är med och formar skolans innehåll och läraryrkets komplexa uppdrag. Vår diskussion visar att ett kritiskt förhållningssätt är viktigt i en diskussion om alternativa upplägg av undervisning.

Käppala wastewater treatment plant (WWTP) has, during a few years, observed an increase in organic loading rate (OLR) in the mesophilic anaerobic digester R100, due to an increased load to the WWTP. The digestion of primary sludge at Käppala WWTP is today high loaded, with a high organic loading rate (OLR) and low hydraulic retention time (HRT). This study aims to evaluate the effect of the maximum OLR and the minimum HRT for the anaerobic digestion of sewage sludge and to investigate further actions that can be taken into consideration in case of process problems in the digestion. The study consists of (a) a practical laboratory experiment of 6 pilot-scale reactors to investigate how the process stability is affected when the OLR increases and the HRT decreases. (b) A mass balance calculation based on the energy potential in the feeding sludge and the digested sludge. (c) A study of the filterability of the digested sludge. (d) The construction of a forecasting model in Excel, to predict when digester R100 will reach its maximum OLR and minimum HRT. The result of the study shows that the maximum OLR for Käppala conditions is 4.9 g VS dm-3 d-1, meaning that R100 will reach its maximum organic load around the year 2031. An OLR of 4.5-4.9 and an HRT of 12 days is optimal for R100, according to the present study. Keeping the anaerobic digestion process in balance is vital when it comes to the outcome of energy in the anaerobic digestion process. Pushing the process to produce more gas can become counterproductive since a high OLR can lead to process imbalance, which in turn leads to low biogas production. Imbalance in the digestion process can occur fast; therefore, the margin for overload in the anaerobic digestion process must be significant. The methane concentration in the converted biogas and the pH level in the reactor are the best stability parameters for the conditions at Käppala. Ammonia is the less efficient stability parameter since it did not predict or detect any instability during the experimental process. Furthermore, the OLR and HRT have a significant impact on the needed quantity for dewatering polymer. The higher digestion of organic material in the sludge, the bigger the need for the polymer to take care of the rest material.

Hur kan livscykelanalyser bistå riskvärderingen vid val av åtgärdsmetod? I det här examensarbetet undersöktes hur resultaten från livscykelanalyser kan användas i beslutstödsverktyget SAMLA för förorenade områden för att bistå val av åtgärdsmetod vid Finspångs centraltvätt. Examensarbetet har genomförts i samarbete med Structor Miljö Öst AB. Livscykelanalyser har utförts för två olika typer av åtgärdsmetoder in situ, stimulerad anaerob reduktiv deklorering samt elektrisk konduktiv uppvärmning. Tidigare studier har visat att olika livscykelanalysmetoder ger olika resultat. Även den här studien bekräftar det. Därför bör inte resultat från olika metoder jämföras. Livscykelanalyser kompletterar SAMLA för förorenade områden väl. De procentuella förhållandena beräknades mellan åtgärdsmetodernas miljö- och klimatpåverkan. I värderingssteget i SAMLA bedöms åtgärdsalternativens påverkan i jämförelse med nollalternativet. En bedömning gjordes av respektive åtgärdsalternativ och korrigering av förhållandet mellan metoderna utfördes genom att samma procentuella förhållande som beräknats fram för miljöbelastningen respektive klimatpåverkan beräknades för värderingspoängen. Med stöd av livscykelanalyser samt riskvärdering bör efterbehandlingsmetoden stimulerad anaerob reduktiv deklorering väljas för Finspångs centraltvätt. / How can life cycle analyzes assist the risk assessment when choosing a remediation method? In this thesis, it was investigated how the results from life cycle analyzes can be used in the decision support tool SAMLA for contaminated sites to assist in the choice of remediation method at Finspång's Centraltvätt. The thesis has been carried out in collaboration with Structor Miljö Öst AB. Life cycle analyzes have been performed for two different types of in situ remediation methods, Enhanced Reductive Dechlorination and Electrical Conductive Heating. Previous studies have shown that different life cycle analysis methods lead to different results. This study also confirms this. Therefore, results from different methods should not be compared. Life cycle analyzes complement SAMLA for contaminated sites. The percentage ratios were calculated between the remediation methods' environmental and climate impact. In the valuation step in SAMLA, the impact of the remediation alternatives is assessed in comparison with the no action alternative. An assessment was made of the respectively remediation alternatives and a correction of the relationship between the methods was performed by calculating the same percentage ratio that was calculated for the valuation points of the environmental and climate impact. With the support of the life cycle analysis and the risk assessment the remediation method Enhanced Reductive Dechlorination should be chosen for Finspång's Centraltvätt.