In order to deal with the mounting issue of Municipal Solid Waste (MSW) in a way that is in line with sustainable development and Integrated Solid Waste Management (ISWM) a systems approach is necessary.This approach can practically be integrated into the MSW decision-making process through Life Cycle Thinking(LCT) and environmental systems analysis tools such as Life Cycle Assessment (LCA). This paper is written within the context of the RECO Baltic 21 Tech (RB21T) project which aims to improve waste management practices in 12 countries in the Baltic Sea Region. The main aim of this paper is to investigate the extent to which LCA is used as decision-support in MSW management in Sweden, Estonia and Lithuania. The use of LCA is examined on a national level as well as on a local or regional level based on relevant literature and a set of interviews conducted in each country. According to the results the use of LCA as decision-support in MSW management is very limited in Estonia and Lithuania whilst it is already a well-established tool in Sweden. Most of the LCA efforts in the Baltic States have been conducted in connection with foreign projects and investments,such as RB21T. Although an actual LCA might not always be applied in Sweden, LCT is prevalent in MSW management both on a national and local level. In order for LCA to be better integrated into MSW management this paper argues that there is a need for increased knowledge, data, more user-friendly LCA-tools andstrengthening regional partnerships for further transfer of knowledge between countries.

<p>Modern, small-scale wastewater treatment faces a twofold challenge: On the one hand requirements from legal authorities regarding removal of eutrophying substances have become more demanding. On the other hand high-quality phosphorus reserves are dwindling, which has raised calls for increased recycling. The problem is acute in the county of Stockholm where about 34 000 households are identified to not possess adequate wastewater treatment facilities. In this master’s thesis, four treatment systems, of which three had some phosphorus recycling potential, were compared using life cycle assessment methodology. The small-scale treatment systems analyzed were infiltration, filter beds with Filtralite® P and Filtra P respectively as filter material and a chemical precipitation system. The system boundaries included the extraction of raw materials, production of materials and components, the construction and operation of the systems as well as deconstruction and recycling of the treatment plants. Apart from impacts on human health and acidification potential, which both proved to be of less relevance to the final results, energy usage, consumption of abiotic resources, global warming potential and eutrophication potential were taken into account in this study.</p><p>The infiltration system attained the most favourable results in all impact categories save eutrophication potential, which was due to both the low usage of energy and resources as well as the system’s high life expectancy. The filter bed system using Filtralite® P demonstrated the best performance in reduction of eutrophying substances. However, the system’s energy demand and emissions of greenhouse gases by far exceeded the other systems’ results in these categories. Both the filter bed system using Filtra P and the chemical precipitation system fared relatively equal in the overall analysis, with moderate impacts in all categories. The nutrient recycling potential was shown to be limited by the waste products’ relatively high heavy metal content. Sludge from chemical precipitation had higher potential for replacement of fertilizer than filter bed material.</p><p>The chemical precipitation system fared best in the overall assessment. Its technical immaturity and limited data foundation put the alternative using Filtra P into second place. The infiltration system’s limited treatment performance and inexistent recycling potential put this alternative into third place. The alternative using Filtralite® P was ruled out entirely because of its high impact on fossil fuel consumption and global warming. Based on this ranking recommendations were made.</p><p>Even though the filter bed materials in this study showed excellent phosphorus removal capacity, further research into alternative filter bed materials will have to be made due to the materials’ environmental impacts in other areas. Focus should be on waste material and natural products (such as shell sand) with low environmental impacts from production. Ways of separating heavy metals from plant nutrients need to be explored if nutrient recycling is to be an aim. This study showed that good phosphorus removal characteristics can lead to an increase in other environmental impacts, which in some cases even may outweigh the positive effects of decreased eutrophication.</p> / <p>Modern, småskalig avloppsreningsteknik står inför två utmaningar. Å ena sidan har kraven från lagstiftaren på rening av eutrofierande ämnen ökat. Problemet är akut i Stockholms län där det finns ca. 34 000 hushåll som inte anses uppfylla reningskraven. Å andra sidan minskar fosforförekomsterna av hög kvalitet i allt större takt, vilket har väckt krav på ökad återföring av växtnäring. I detta examensarbete undersöktes fyra olika reningstekniker, varav tre har en viss återföringspotential, med hjälp av metodik från livscykelanalys. Systemen som undersöktes var infiltration, filterbäddar dels med Filtralite® P och dels med Filtra P som filtermaterial, samt ett kemikaliefällningssystem. Systemgränserna omfattade extraktion av råmaterial, produktion av anläggningsmaterial och –komponenter, uppförande och drift av systemen samt avveckling av anläggningarna och återföring av restmaterial. Förutom påverkan på mänsklig hälsa och försurningspotential, som visade sig vara mindre relevanta för slutresultaten, omfattade analysen även en undersökning av energianvändning, förbrukning av abiotiska resurser, potential för global uppvärmning och eutrofieringspotential.</p><p>Infiltrationslösningen fick de mest fördelaktiga resultatvärden i alla kategorierna förutom eutrofieringspotential, vilket kan förklaras med systemets låga energi- och resursbehov samt dess höga livslängd. Filterbädden med Filtralite® P som filtermaterial uppvisade den största förmågan att reducera eutrofierande substanser. Systemets energibehov och utsläpp av växthusgaser översteg dock de andra systemens resultat i dessa kategorier kraftigt. Både anläggningen med Filtra P och kemikaliefällningslösningen fick liknande resultat, med måttlig påverkan i alla kategorier. Systemens återföringspotential visade sig vara begränsad av restprodukternas höga tungmetallhalt. Kemikaliefällt slam hade högre återföringspotential än filterbäddsmaterial.</p><p>Kemikaliefällning klarade sig totalt sett bäst i studien. Den relativt obeprövade tekniska utformning och det osäkra dataunderlaget ledde till att Filtra P hamnade i rangordningen efter kemikaliefällning. Infiltrationssystemets begränsade reningsförmåga och den obefintliga återföringspotentialen ledde till att alternativet hamnade näst sist. Filtralite® P-alternativet blev placerat sist i rangordningen på grund av dess stora påverkan på förbrukning av fossila bränslen och global uppvärmning. Baserat på rangordningen utfärdades rekommendationer.</p><p>Trots att filtermaterialen som undersöktes i denna studie har en utmärkt fosforreningsförmåga, kommer det att krävas fler studier med avseende på alternativa filtermaterial, eftersom materialens användning av icke-förnybara energikällor är mycket stor vid tillverkningen. Fokus borde ligga på återvunna eller naturliga material (som t.ex. snäcksand) med låg miljöpåverkan vid tillverkning. Om återföring av växtnäring ska bli ett mål inom småskalig avloppsvattenrening, måste effektiva sätt att separera tungmetaller från växtnäringsämnen utforskas. Denna studie visade att goda fosforavskiljningsegenskaper kan medföra att andra typer av miljöpåverkan ökar, vilket i vissa fall kan leda till att de negativa konsekvenserna överväger nyttan av minskad eutrofiering.</p> / <p>Moderne, dezentrale Abwassertechnik steht zwei großen Herausforderungen gegenüber. Zum einen sind die Ansprüche von Seiten des Gesetzgebers gestiegen, die effektivere Abwasserreinigungstechniken erfordern. Zum andern werden Phosphorvorkommen von hoher Qualität zunehmend knapper, was Rufe nach verstärkter Rückführung von Phosphor hat laut werden lassen. Im Verwaltungsbezirk Stockholm, in dem es ungefähr 34 000 Haushalte mit unzureichender Abwasserreinigung gibt, ist das Problem von besonderer Bedeutung. In dieser Diplomarbeit wurden vier Abwasserreinigungssysteme, wovon drei ein gewisses Potential für Phosphorrückführung haben, mit Hilfe einer Ökobilanzierung untersucht. Folgende Systeme wurden untersucht: Eine Infiltrationsanlage, zwei Filterbettsanlagen, eine mit Filtralite® P und eine mit Filtra P als Filtermaterial sowie ein System mit Chemikaliefällung. Die Systemgrenzen umfassten die Gewinnung und Verarbeitung von Rohstoffen, das Errichten der jeweiligen Anlage, deren Betrieb sowie Rückgewinnung und Entsorgung von Restmaterialien. Neben Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und Versauerungspotential, die sich im Nachhinein als weniger relevant erwiesen, wurden Energiebedarf, Verbrauch abiotischer Resourcen, Potential für globale Erwärmung und Eutrophierungspotential untersucht.</p><p>Die niedrigsten Resultate in allen Kategorien außer Eutrophierungspotential wurden vom Infiltrationssystem erreicht. Filtralite® P erwies sich als am leistungsstärksten, was die Reduktion von eutrophierenden Substanzen angeht. Der Energiebedarf und die Emissionen von Treibhausgasen dieser Alternative überstieg die Ergebnisse der anderen Alternativen in diesen Kategorien doch bei weitem. Filtra P und Chemikaliefällung erzielten moderate Auswirkungen in allen Kategorien. Das Potential für die Rückführung von Pflanzennährstoffen wird, wie die Ergebnisse zeigen, vom relativ hohen Schwermetallhalt in den Restprodukten begrenzt.</p><p>Chemikaliefällung ist in dieser Studie die beste Alternative. Filtra P zeigte sich als technisch noch zu wenig ausgereift und die Datenunterlage als zu unvollständig, weswegen diese Alternative an zweiter Stelle steht. Die begrenzte Reinigungsfähigkeit des Infiltrationssystemes und das nicht vorhandene Potential für Rückführung von Phosphor führten dazu, dass diese Lösung an dritter Stelle steht. Das System mit Filtralite® P als Filtermaterial wurde wegen seines großen Verbrauchs von fossilen Brennstoffen für wenig brauchbar befunden und steht damit an letzter Stelle.</p><p>Trotz ihrer hervorragenden phosphorreduzierenden Eigenschaften, wird weitere Forschung im Bereich alternativer Filtermaterialien notwendig werden. Hierbei sollten natürliche Materialien (wie Muschelsand) oder Restprodukte im Mittelpunkt des Interesses stehen, um die Umweltauswirkungen gering zu halten. Wenn die Rückführung von Phosphor ein Ziel der Abwasserreinigung sein soll, müssen Lösungen, Schwermetalle von Pflanzennährstoffen zu trennen, gefunden werden. Diese Studie hat gezeigt, dass gute phosphorreduzierende Eigenschaften zu verstärkten Umweltauswirkungen in anderen Bereichen führen können, welche in manchen Fällen sogar die Vorteile einer verringerten Eutrophierung übersteigen können.</p>

Modern, small-scale wastewater treatment faces a twofold challenge: On the one hand requirements from legal authorities regarding removal of eutrophying substances have become more demanding. On the other hand high-quality phosphorus reserves are dwindling, which has raised calls for increased recycling. The problem is acute in the county of Stockholm where about 34 000 households are identified to not possess adequate wastewater treatment facilities. In this master’s thesis, four treatment systems, of which three had some phosphorus recycling potential, were compared using life cycle assessment methodology. The small-scale treatment systems analyzed were infiltration, filter beds with Filtralite® P and Filtra P respectively as filter material and a chemical precipitation system. The system boundaries included the extraction of raw materials, production of materials and components, the construction and operation of the systems as well as deconstruction and recycling of the treatment plants. Apart from impacts on human health and acidification potential, which both proved to be of less relevance to the final results, energy usage, consumption of abiotic resources, global warming potential and eutrophication potential were taken into account in this study. The infiltration system attained the most favourable results in all impact categories save eutrophication potential, which was due to both the low usage of energy and resources as well as the system’s high life expectancy. The filter bed system using Filtralite® P demonstrated the best performance in reduction of eutrophying substances. However, the system’s energy demand and emissions of greenhouse gases by far exceeded the other systems’ results in these categories. Both the filter bed system using Filtra P and the chemical precipitation system fared relatively equal in the overall analysis, with moderate impacts in all categories. The nutrient recycling potential was shown to be limited by the waste products’ relatively high heavy metal content. Sludge from chemical precipitation had higher potential for replacement of fertilizer than filter bed material. The chemical precipitation system fared best in the overall assessment. Its technical immaturity and limited data foundation put the alternative using Filtra P into second place. The infiltration system’s limited treatment performance and inexistent recycling potential put this alternative into third place. The alternative using Filtralite® P was ruled out entirely because of its high impact on fossil fuel consumption and global warming. Based on this ranking recommendations were made. Even though the filter bed materials in this study showed excellent phosphorus removal capacity, further research into alternative filter bed materials will have to be made due to the materials’ environmental impacts in other areas. Focus should be on waste material and natural products (such as shell sand) with low environmental impacts from production. Ways of separating heavy metals from plant nutrients need to be explored if nutrient recycling is to be an aim. This study showed that good phosphorus removal characteristics can lead to an increase in other environmental impacts, which in some cases even may outweigh the positive effects of decreased eutrophication. / Modern, småskalig avloppsreningsteknik står inför två utmaningar. Å ena sidan har kraven från lagstiftaren på rening av eutrofierande ämnen ökat. Problemet är akut i Stockholms län där det finns ca. 34 000 hushåll som inte anses uppfylla reningskraven. Å andra sidan minskar fosforförekomsterna av hög kvalitet i allt större takt, vilket har väckt krav på ökad återföring av växtnäring. I detta examensarbete undersöktes fyra olika reningstekniker, varav tre har en viss återföringspotential, med hjälp av metodik från livscykelanalys. Systemen som undersöktes var infiltration, filterbäddar dels med Filtralite® P och dels med Filtra P som filtermaterial, samt ett kemikaliefällningssystem. Systemgränserna omfattade extraktion av råmaterial, produktion av anläggningsmaterial och –komponenter, uppförande och drift av systemen samt avveckling av anläggningarna och återföring av restmaterial. Förutom påverkan på mänsklig hälsa och försurningspotential, som visade sig vara mindre relevanta för slutresultaten, omfattade analysen även en undersökning av energianvändning, förbrukning av abiotiska resurser, potential för global uppvärmning och eutrofieringspotential. Infiltrationslösningen fick de mest fördelaktiga resultatvärden i alla kategorierna förutom eutrofieringspotential, vilket kan förklaras med systemets låga energi- och resursbehov samt dess höga livslängd. Filterbädden med Filtralite® P som filtermaterial uppvisade den största förmågan att reducera eutrofierande substanser. Systemets energibehov och utsläpp av växthusgaser översteg dock de andra systemens resultat i dessa kategorier kraftigt. Både anläggningen med Filtra P och kemikaliefällningslösningen fick liknande resultat, med måttlig påverkan i alla kategorier. Systemens återföringspotential visade sig vara begränsad av restprodukternas höga tungmetallhalt. Kemikaliefällt slam hade högre återföringspotential än filterbäddsmaterial. Kemikaliefällning klarade sig totalt sett bäst i studien. Den relativt obeprövade tekniska utformning och det osäkra dataunderlaget ledde till att Filtra P hamnade i rangordningen efter kemikaliefällning. Infiltrationssystemets begränsade reningsförmåga och den obefintliga återföringspotentialen ledde till att alternativet hamnade näst sist. Filtralite® P-alternativet blev placerat sist i rangordningen på grund av dess stora påverkan på förbrukning av fossila bränslen och global uppvärmning. Baserat på rangordningen utfärdades rekommendationer. Trots att filtermaterialen som undersöktes i denna studie har en utmärkt fosforreningsförmåga, kommer det att krävas fler studier med avseende på alternativa filtermaterial, eftersom materialens användning av icke-förnybara energikällor är mycket stor vid tillverkningen. Fokus borde ligga på återvunna eller naturliga material (som t.ex. snäcksand) med låg miljöpåverkan vid tillverkning. Om återföring av växtnäring ska bli ett mål inom småskalig avloppsvattenrening, måste effektiva sätt att separera tungmetaller från växtnäringsämnen utforskas. Denna studie visade att goda fosforavskiljningsegenskaper kan medföra att andra typer av miljöpåverkan ökar, vilket i vissa fall kan leda till att de negativa konsekvenserna överväger nyttan av minskad eutrofiering. / Moderne, dezentrale Abwassertechnik steht zwei großen Herausforderungen gegenüber. Zum einen sind die Ansprüche von Seiten des Gesetzgebers gestiegen, die effektivere Abwasserreinigungstechniken erfordern. Zum andern werden Phosphorvorkommen von hoher Qualität zunehmend knapper, was Rufe nach verstärkter Rückführung von Phosphor hat laut werden lassen. Im Verwaltungsbezirk Stockholm, in dem es ungefähr 34 000 Haushalte mit unzureichender Abwasserreinigung gibt, ist das Problem von besonderer Bedeutung. In dieser Diplomarbeit wurden vier Abwasserreinigungssysteme, wovon drei ein gewisses Potential für Phosphorrückführung haben, mit Hilfe einer Ökobilanzierung untersucht. Folgende Systeme wurden untersucht: Eine Infiltrationsanlage, zwei Filterbettsanlagen, eine mit Filtralite® P und eine mit Filtra P als Filtermaterial sowie ein System mit Chemikaliefällung. Die Systemgrenzen umfassten die Gewinnung und Verarbeitung von Rohstoffen, das Errichten der jeweiligen Anlage, deren Betrieb sowie Rückgewinnung und Entsorgung von Restmaterialien. Neben Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und Versauerungspotential, die sich im Nachhinein als weniger relevant erwiesen, wurden Energiebedarf, Verbrauch abiotischer Resourcen, Potential für globale Erwärmung und Eutrophierungspotential untersucht. Die niedrigsten Resultate in allen Kategorien außer Eutrophierungspotential wurden vom Infiltrationssystem erreicht. Filtralite® P erwies sich als am leistungsstärksten, was die Reduktion von eutrophierenden Substanzen angeht. Der Energiebedarf und die Emissionen von Treibhausgasen dieser Alternative überstieg die Ergebnisse der anderen Alternativen in diesen Kategorien doch bei weitem. Filtra P und Chemikaliefällung erzielten moderate Auswirkungen in allen Kategorien. Das Potential für die Rückführung von Pflanzennährstoffen wird, wie die Ergebnisse zeigen, vom relativ hohen Schwermetallhalt in den Restprodukten begrenzt. Chemikaliefällung ist in dieser Studie die beste Alternative. Filtra P zeigte sich als technisch noch zu wenig ausgereift und die Datenunterlage als zu unvollständig, weswegen diese Alternative an zweiter Stelle steht. Die begrenzte Reinigungsfähigkeit des Infiltrationssystemes und das nicht vorhandene Potential für Rückführung von Phosphor führten dazu, dass diese Lösung an dritter Stelle steht. Das System mit Filtralite® P als Filtermaterial wurde wegen seines großen Verbrauchs von fossilen Brennstoffen für wenig brauchbar befunden und steht damit an letzter Stelle. Trotz ihrer hervorragenden phosphorreduzierenden Eigenschaften, wird weitere Forschung im Bereich alternativer Filtermaterialien notwendig werden. Hierbei sollten natürliche Materialien (wie Muschelsand) oder Restprodukte im Mittelpunkt des Interesses stehen, um die Umweltauswirkungen gering zu halten. Wenn die Rückführung von Phosphor ein Ziel der Abwasserreinigung sein soll, müssen Lösungen, Schwermetalle von Pflanzennährstoffen zu trennen, gefunden werden. Diese Studie hat gezeigt, dass gute phosphorreduzierende Eigenschaften zu verstärkten Umweltauswirkungen in anderen Bereichen führen können, welche in manchen Fällen sogar die Vorteile einer verringerten Eutrophierung übersteigen können.

Waste management has gone through a history of shiftingproblems, demands, and strategies over the years. In contrastto the long prevailing view that the problem could be solved byhiding or moving it, waste is now viewed as a problem rangingfrom local to global concern, and as being an integral part ofseveral sectors in society. Decisive for this view has beensociety’s increasing complexity and thus the increasingcomplexity of waste, together with a general development ofenvironmental consciousness, moving from local focus on pointemission sources, to regional and global issues of more complexnature. This thesis is about the development and application orware;a model for computer aided environmental systems analysis ofmunicipal waste management. Its origin is the hypothesis thatwidened perspectives are needed in waste managementdecision-making to avoid severe sub-optimisation ofenvironmental performance. With a strong foundation in lifecycle assessment (LCA), orware aims to cover the environmentalimpacts over the entire life cycle of waste management. It alsoperforms substance flow analysis (SFA) calculations at a ratherdetailed level of the system. Applying orware has confirmed the importance of applyingsystems perspective and of taking into account site specificdifferences in analysis and planning of waste manage-ment,rather than relying on overly simplified solutions. Somefindings can be general-ised and used as guidelines to reduceenvironmental impact of waste management. Recovery of materialand energy resources from waste generally leads to netreductions in energy use and environmental impact, because ofthe savings this brings about in other sectors. Waste treatmentwith low rate of energy and materials recovery should thereforebe avoided. The exact choice of technology however depends onwhat products can be recovered andhow they are used. Despite the complexity of the model and a certain degree ofuser unfriendliness, involved stakeholders have expressed thevalue of participating in orware case studies. It providesimproved decision-basis, but also wider understanding of thecomplexity of waste management and of environmental issues ingeneral. The thesis also contains a first suggestion of a frameworkto handle uncertainty in orware, based on a review of types ofuncertainty in LCA and tools to handle it. / QC 20100413