Högåsens vattenverk som förser Nyköping och Oxelösunds tätorter med vatten använder sig av konstgjord grundvattenbildning. Verket har under en längre tid haft besvär med att producera önskad kvantitet dricksvatten. Kapaciteten begränsas av att ur marken pumpat vatten vid höga uttag innehåller järn- och manganhalter som överstiger lagstadgade gränsvärden. I förhoppning om att öka kapaciteten vid vattenverket borrades 2011 en ny grundvattenbrunn, benämnd V7. Kemiska analyser på vattnet från V7 i samband med provpumpning av brunnen visade dock på förhöjda halter järn, mangan samt COD Mn – kemisk syreförbrukning.För att utreda möjligheterna att använda V7 för dricksvattenproduktion samt komma till rätta med Högåsens mangan- och järnproblem utfördes på vatten från V7 ett pilotförsök, där syresättning och filtrering användes för att reducera halterna av järn och mangan i vattnet. Resultaten visar på att järnhalten reduceras effektivt, medan manganhalten ej förändras genom pilotanläggningen. Den kemiska syreförbrukningen i råvattnet från V7 är hög, vilket ger bilden av ett syrefattigt grundvattenmagasin som under lång tid belastats med syreförbrukande organiskt material. För att kunna använda grundvattenbrunn V7 för dricksvattenproduktion föreslås tillsats av ett starkare oxidationsmedel än syre, följt av en avskiljning av utfällda oxider. Alternativt föreslås en fällning och flockning samt sedimentation/flotation följt av filtrering av råvattnet från både ytvattentäkten och grundvattenbrunn.

Den industriella revolutionen kom med behovet av att bygga byggnader och broar, till en början förstod man inte vikten av armering och förstärkning av konstruktion. Men med tiden behövde man komma på någon strategi att göra konstruktionen starkare och mer hållbar, och det var då man började använda sig av förstärkning. I dagens moderna samhälle är det vanligare att bygga med betong, betong är det viktigaste byggmaterialet i världen. Det har flera egenskaper som garanterar en lång livslängd för konstruktionen; dess hållbarhet och styvhet är av störst intresse för att designa betongkonstruktioner. Andra egenskaper såsom täthet och bearbetbarhet är också viktiga. För att utnyttja betongegenskaperna korrekt måste nästan alla strukturer förstärkas på ett eller annat sätt. Därför har man under en lång period gjort stora forskningar på hur man kan göra betong starkt i draghållfasthet och inte bara i tryck. Moderna komplicerade konstruktionsformer kräver nya förstärkningsmetoder, komplexiteten i den nya strukturen både när det gäller höjd och bredd har nödvändiggjort behovet av nya metoder för betongarmering. En metod är användningen av järn-baserade minneslegeringar (Fe-SMA), genom forskning har det visat sig vara en effektiv metod för armering av stål. SMAs har unika egenskaper och det mest speciella är att det återgår till sin ursprungliga form även när det har deformerats. Som ett resultat av detta möjliggör det förstärkning av betong av vilken form och storlek som helst, de goda limegenskaperna hos betong och järn gör installationen komplett. Detta examensarbete resulterade att SMA har väldigt unika egenskaper som kommer att göra stora skillnader i byggbranschen. Detta gäller främst hos broar och är en väldigt aktuell metod som har förmågan att anpassa sig till den omgivande miljön. Utöver det kan den även justera sig själv för att säkerställa optimal och säker drift under normala och svåra belastnings villkor och det minimala kravet för underhåll.

The European Union faces challenges related to climate change, security of energy supply, and competitiveness of European industries. Energy efficiency indicators are required for monitoring and controlling the effectiveness of policies such as the recently endorsed Energy Efficiency Directive. This thesis aims at assessing whether traditionally used energy efficiency indicators capture the development of energy efficiency in the iron and steel sector. The study is based on results from two statistical methods: a top-down, i.e. Malmquist productivity index, and a bottom-up, i.e. partial least squares regression. The specific energy consumption (the indicator representing the sector within the Odyssee energy efficiency index) was scrutinised together with associated indicators based on economic production using the aforementioned statistical methods. The results demonstrated the specific energy consumption does not capture the characteristics of the value chain of steel products. Therefore, it is not sufficient for capturing the energy efficiency of iron and steel industries. Previous studies suggest using indicators based on economic production (e.g. value added) since they represent the value chain to larger degree. However, the value creation process of companies belonging to larger international groups cannot be estimated reliably. Furthermore, the trends of both types of indicators tend to be highly influenced by structural changes, veiling the actual efficiency development. Energy use statistics published by international organisations were also compared for the Swedish case. The results demonstrated that international organisations use different methodologies for allocating energy use statistics between consumption and transformation sectors. The method has significant implications on the trends observed, if based on openly available statistics. This thesis complements previous research by reviewing implications of traditional energy efficiency indicators based on company data, national statistics or openly available statistics and contributes with insights essential for future efforts towards improving energy efficiency indicators for the steel industry. / Den europeiska unionen står inför utmaningar relaterade till minskad klimatpåverkan, säkerställd energitillgång samt konkurrenskraften hos europeisk industri. Energieffektiviseringsindikatorer krävs för att övervaka och kontrollera effektiviteten hos energipolicy såsom det nyligen antagna energieffektiviseringsdirektivet. Den här avhandlingen syftar till att bedöma om traditionellt använda energieffektiviserings-indikatorer fångar järn- och stålsektorns utveckling inom energi-effektivitet. Studien är baserad på resultat från två statistiska metoder: en top-down-metod, Malmquists produktivitetsindex, och en bottom-up-metod, partiella minsta kvadratmetoden. Den specifika energikonsumtionen – indikatorn som representerar sektorn i Odyssees energieffektiviseringsindex – granskades tillsammans med andra energieffektivitetsindikatorer med hjälp av de ovan nämnda statistiska metoderna. Resultaten visade att specifik energikonsumtion inte fångar karaktären av stålprodukternas värdekedjor. Indikatorn är därför inte tillräcklig för att fånga energieffektivitet inom järn- och stål-industrier. Tidigare studier föreslår att använda indikatorer baserade på ekonomisk produktion (exempelvis förädlingsvärdet) då de representerar värdekedjan till högre grad. Förädlingsvärdet kan dock inte uppskattas tillförlitligt för företag som tillhör större internationella grupper. Trend-erna hos båda typerna av indikatorer tenderar dessutom att påverkas av strukturella förändringar, vilka döljer den riktiga effektivitetsutvecklingen. En jämförelse gjordes även av energianvändningsstatistik publicerad av olika internationella organisationer för det svenska fallet. Resultaten demonstrerade att internationella organisationer använder olika metoder för att allokera energianvändning mellan konsumtions- och omvandlings-sektorer i statistiken. Metoden påverkar observerade trender signifikant om de baseras på öppet tillgänglig statistik. Avhandlingen kompletterar tidigare forskning genom att belysa innebörden av traditionella energieffektiviseringsindikatorer baserade på företagsdata, nationell statistik eller öppet tillgänglig statistik samt bidrar med insikter som kommer att vara väsentliga för framtida satsningar i att förbättra energieffektiviseringsindikatorer för stålindustrin.

Stockholm Vatten AB (SVAB) behöver utöka kapaciteten på avloppsreningsverket i Henriksdal. Därför kommer en membranbioreaktor (MBR) att implementeras i dagens befintliga aktivslamanläggning. Den nya anläggningen dimensioneras för att kunna hantera det förväntade flödet år 2040. Det framtida verket kommer dessutom behöva rena avloppsvatten som i dagsläget behandlas i verket i Bromma. Ytterligare förväntas utsläppskraven för fosfor (P), kväve (N) och organiskt material (BOD7) att skärpas.   För närvarande bedriver SVAB i samarbete med IVL (Svenska miljöinstitutet) en pilotanläggning i Sjöstadsverket för att undersöka hur tekniken effektivt kan implementeras i Henriksdal. En stor utmaning för att optimera driften är reningsprocessen av fosfor. Som alternativ till efterfällning av fosfor önskar Henriksdal att simultanfälla fosfor med tvåvärt järn (Fe2+) i MBR:en.   I följande arbete utreds hur kemisk fällning av fosfor med Fe2+ fungerar i kombination med aktivslam och mer specifikt, med MBR. Syftet med arbetet är att bidra med kunskap till fortsatta studier i Sjöstadsverket inför implementeringen av MBR i Henriksdal. Arbetet utreder delar inom den kunskap och forskning som finns gällande området idag och identifierar kunskapsluckor inom studiet. Fokus har bland annat legat på att beskriva; mekanismer och reaktionskinetik; utreda vilka parametrar som styr utfällningen; hur slammet och den biologiska aktiviteten påverkas; samt hur dosering av järn inverkar på MBR.   Få studier har gjorts inom området och i många fall varierar resultaten studierna emellan. Detta beror sannolikt på två faktorer: 1) Vattenmatrisen i avloppsvattnet är komplex. 2) Avloppsvattnets innehåll kan variera mycket.   Exakta reaktioner och mekanismer för hur fosfor avskiljs med järn(II)dosering är ännu inte fullständigt klarlagt. En stor del av Fe2+ som tillsätts kommer att oxideras till trevärt järn (Fe3+). Oxidationshastigheten av Fe2+ styrs främst av pH och syretillgänglighet i vatten och hastigheten varierar kraftigt med avseende på dessa parametrar. Fe2+ kan även oxideras biologiskt under anoxiska förhållanden av denitrifierare. Fosfor avskiljas i sin tur antingen direkt genom utfällning med Fe2+ eller Fe3+, eller genom adsorption till järnhydroxider.   Järn(II)dosering inverkar på slammets morfologi, sedimenteringsindex, storlek och stabilitet. Dosering med Fe2+ ger kompakta flockar med släta och täta ytor samt få utstickande filament. Fe2+ kan inverka på den biologiska aktiviteten i slammet, men där finns bevis gällande både en synergistisk inverkan och en reducerande effekt.   Generellt rekommenderas att molförhållanden över 2, Fe2+:P används för att uppnå tillräcklig avskiljning av fosfor i aktivslam. Liknande molförhållande tycks rekommenderas i MBR. Utöver doseringshalt kan även doseringspunkt inverka på både avskiljningsgraden av fosfor och nedsmutsningen av membranen.   I studien sammanställdes även en massbalans av flödet och järn i MBR-linjen i Sjöstadsverket. Ytterligare gjordes analyser på vattnet för att undersöka förhållandet   Vid massbalansen uppmärksammades att avskiljningen av fosfor är låg i förluftning (FL) och försedimentering (FS). Avskiljningsgraden låg under vad som förväntades (uppmätt 18 %, förväntad 50 %). Den låga avskiljningsgraden beror sannolikt på att FL och Fs är förhållandevis små. I MBR erhölls ett 40 % större uttag av järn jämfört med inkommande halt järn till MBR. Det bör kunna förklaras av att järnhalten i slammet under denna period var ovanligt hög.   Förhållandet mellan fria Fe2+- och Fe3+-joner analyserades i tvåpunkter, efter FL (mätpunkt 1) och efter FS (mätpunkt 2). I mätpunkt 1 hade 80 % av järnjonerna fällt ut och ca 60 % oxiderat till trevärt järn. Uppehållstiden i FL är ca 13 min.   pH mättes i hela MBR-reningslinjen. I FL och FS låg pH kring ungefär 7,5 och i MBR-reaktorerna låg pH omkring 6,5. Det förenklade hastighetsuttrycket för oxidation av järn vid syrerika förhållanden d[Fe (II)]/dt = -k􁇱[Fe(II)] användes för att beräkna den teoretiska halveringstiden (t1/2) av Fe2+. t1/2 i FL beräknades till 13 min, i FS till 22 min och i MBR-reaktorerna till omkring 2 h. Den teoretiska t1/2 stämmer relativt bra överens med vad som uppmättes vid analys av Fe2+: Fe3+. Den slutsats som kan dras är att sannolikt så kommer mer av järnet att fälla ut i sin trevärda form då järnet doseras i FL och FS, än då järnet doseras i de luftade biologiska reaktorerna.   Sammanfattningsvis, finns få studier som utreder processen för utfällning av fosfor med Fe(II) i aktivslam eller MBR. Kunskapen inom området är begränsad och det finns ännu många kunskapsluckor som behöver täckas. På grund av avloppsvattnets komplexitet räcker inte teoretisk kunskap för en effektiv implementering av MBR. / To expand the capacity of the Stockholm Vatten AB (SVAB) municipal waste water treatment plant (WWTP) “Henriksdal” a membrane bioreactor will be implemented in the existing activated sludge process. The new WWTP is dimensioned to handle the expected flow of year 2040. The future WWTP will also need to treat waste water is currently treated in Bromma. Furthermore, the effluent treatment requirements for phosphorus (P), nitrogen (N) and organic substituents is expected to become stricter.   In cooperation between SVAB and IVL (The Swedish Environmental Institute) the new treatment process is being tested in a pilot plant in Sjöstadsverket. One of the challenges in the new project is to achieve sufficient removal of phosphorus. Today Henriksdal WWTP removes phosphorus through post-precipitation with ferrous iron (Fe2+). When the MBR is implemented SVAB wants to use simultaneous precipitation in the MBR.   In this report the chemical precipitation of Fe2+ in combination with activated sludge and MBR is examined. The aim of this thesis is to aid SVAB by contributing with knowledge in the mentioned area. The report examines the knowledge and research available about the area today and identifies if there are any gaps of knowledge. Focus of the study is among other things: the reaction mechanisms and kinetics; what parameters favor efficient precipitation; how does ferrous iron integrate with the sludge; how to efficiently combine ferrous iron precipitation in MBR.   There are only a few studies in the field and the results often contradict each other. It is likely due to two factors: 1) the matrix of waste water is complex. 2) the matrix varies considerably between different areas and different WWTP’s.   The exact mechanisms and kinetics of phosphorus removal with chemical precipitation of ferrous iron are not fully understood. A lot of the Fe2+ will oxidize to ferric iron (Fe3+). The oxidation rate is mainly dependent on the pH and oxygen concentration in the water. Fe2+ can also be oxidized through biological oxidation in anoxic environments. The phosphorus is removed by direct precipitation with Fe2+ and Fe3+, or through adsorption to iron hydroxides.   Fe2+ can influence the characteristics of the sludge by changing the morphology, the size and the stability of the flocs and the settleability of the sludge. Dosing Fe2+ gives more compact flocs, with smooth surfaces and few filaments. Fe2+ can also influence the biological activity in the sludge. Some studies states the iron contributes to synergistic effects, some claim it reduces the activity.   For efficient phosphorus removal in activated sludge ratios of Fe:P > 2 mole /mole is mostly used. The recommendations seem to be the same for MBR. The dosing point also seem to be of importance to achieve sufficient removal, and furthermore to prevent fouling of the membranes.   Material balances for phosphorous and for iron, as well as analyses to examine the oxidation rate and pH of the waste water in the MBR-pilot plant were also performed. The material balance showed that the removal of phosphorous in the pre-aeration (PA) and the pre-sedimentation (PS) was low. The expected removal was 50 % while the achieved removal 18 %. This is probably due to the relatively small size of the PA and PS compared to the rest of the pilot-plant. In the MBR the outgoing flow of iron was 40 % larger than the incoming flow. During the examined weeks the iron concentration in the sludge was higher than usually. Probably iron had been accumulated in the sludge the weeks before.   The ratio between Fe2+-ions and Fe3+-ions was analyzed in two points, in the flow following the PA respectively the flow following the PS. In the PA 80 % of the ions had precipitated and 60 % of the free irons had been oxidized to Fe3+.   pH was measured in each reactor of the pilot plant. In the PA and the PS the pH was about 7.5, while in the MBR-reactors the pH was around 6.5. The theoretical half-life (t1/2) of Fe2+ was calculated from a simplified rate reaction expression for oxidation of Fe2+ in aerated waters. t1/2 in the PA was around 13 minutes, in the PS around 22 minutes and the bio reactors around 2h. The theoretical t1/2 of Fe2+ is relatively close to the measured values of the ratio between Fe2+-ions and Fe3+-ions. From the results of the studies it is likely that more of the iron will precipitate as ferric iron in the PA and PS than if the ferrous iron is dosed in the aerated bioreactors.   In conclusion: there are only very few studies that examines the precipitation process of ferrous iron in activated sludge or MBR. The theoretical knowledge is not wide enough to use as an only tool when MBR is implanted in new WWTP’s. Due to the complexity of the waste water empirical studies need to be performed under the actual conditions that prevail at Henriksdal WWTP.

Dricksvatten är en grundsten till ett välmående samhälle. Kvaliteten på dricksvatten påverkas av vilken typ av råvattenkällor som används samt hur dricksvattenberedning utförs i ett vattenverk. Om kvaliteten försämras kan det tyda på att dricksvattenberedning inte är optimal eller att kvaliteten i råvattenkällor har förändrats. Sandvikens kommun har haft återkommande problem med bruna och svarta missfärgningar på dricksvatten. Bruna och svarta missfärgningar kan orsakas av järn och mangan som oxideras i distributionsnätet. Vid oxidation av mangan bildas mangandioxid som kan påskynda korrosion. Livsmedelsverket har satt ett gränsvärde för järn och mangan i dricksvatten för att motverka bildande av fällningar i distributionsnätet. Syftet med examensarbetet är att undersöka om missfärgningarna kan bero på höga järn- och manganhalter i dricksvattnet som produceras vid Rökebo vattenverk i Sandvikens kommun. Examensarbetet utfördes med vattenprovtagning samt praktiska studier som involverade analyser av mangan, järn och mangandioxid i dricksvatten från användare samt statistiska analyser. Den statistiska analysen av mangan visade att manganhalter var som högst närmast Rökebo vattenverk. Inga andra statistiska samband har fastställts. Analysen av mangan visade att 20 av 31 vattenprover låg över gränsvärdet för dricksvatten. Gränsvärdet för mangan överskreds redan vid Rökebo vattenverk. För järn låg 2 av 24 vattenprover över gränsvärdet. Analysen av mangandioxid visade förekomst av manganoxiderande mikroorganismer i Sandvikens distributionsnät. Manganet som skickas ut från Rökebo vattenverk kan gynna mikroorganismer och kan öka bildning av mangandioxid som verkar korrosivt på gjutjärnsrör, därmed kan Rökebo vattenverks sammansättning på dricksvattnet påverka eller påskynda korrosion på distributionsnätet. Teoretiskt sätt kan vattenmissfärgningar som har upplevts i Sandvikenskommun bero på de höga manganhalterna. Det går dock inte att utesluta att missfärgningar kan bero på andra faktorer då resultatet inte gav något statistiskt samband mellan missfärgning och järn- och manganhalt. Ytterligare studier krävs för att fastställa alla orsaker bakom missfärgat dricksvatten i Sandvikens kommun. Problematiken med höga manganhalter bör lösas oavsett om det är den främsta orsaken bakom vattenmissfärgning eller inte. Manganhalterna är höga i nuläget och både järn samt mangan kommer troligtvis att öka i råvatten på grund av klimatförändringar. Om vattenverket fortsättningsvis blandar yt- och grundvatten kan problematiken lösas genom att installera en statisk mixer samt införa ett avskiljningssteg för järn och mangan. Vid val av en biologisk avskiljningsmetod kan mikroorganismer från distributionsnätet användas. / Drinking water is a cornerstone to a prosperous society. The quality of drinking water is affected by the type of raw-water sources and how drinking water treatment is carried out in a drinking water treatment plant. If the quality of the drinking water deteriorates, it may indicate that the drinking water treatment is not optimal or that the quality of raw-water sources has changed.The municipality of Sandviken in Sweden has had recurring problems with brown and black discolorations of the drinking water. Brown and black discolorations can be caused by oxidation of iron and manganese in the drinking water distribution system. The oxidation of manganese leads to the formation of manganese dioxide that can accelerate the corrosion processes of cast iron pipes. The Swedish Food Agency has set a limit value for the concentration of iron and manganese in drinking water to prevent the formation of precipitates in the drinking water distribution system. The aim of the study is to investigate whether the discolorations are due to high levels of iron and manganese in the drinking water. Water samples were collected to practically and statistically analyse the concentrations of iron, manganese and the formation of manganese dioxide. The statistical analysis showed that the levels of manganese were at their highest closest to the drinking water treatment plant. No other statistical correlations have been established. The analysis of manganese showed that 20 out of 31 water samples were above the limit value. The limit value for manganese was already exceeded at the drinking water treatment plant. The analysis of iron showed that 2 out of 24 water samples were above the limit value. Results also showed the presence of manganese-oxidizing microorganisms in the drinking water distribution system. Manganese is emitted from the drinking water plant and favors microorganisms as well as increases the formation of manganese dioxide, which may cause corrosion on cast iron pipes. Thus, the composition of the drinking water can affect or accelerate corrosion in the drinking water distribution system.Theoretically, the discolorations that have been experienced by the users may be due to a high concentration of manganese. However, it cannot be excluded that discolorations may be caused by other factors as the result did not provide a statistical relationship between discoloration and the concentration of iron and manganese. Further studies are required to determine all the causes behind discoloured drinking water. The problem of the concentrations of manganese should be solved, whether or not it is the main cause of the water discoloration. The concentrations of iron and manganese are likely to increase in the raw water due to climate change. If the drinking water plant continues to mix surface and groundwater, the problem can be solved by installing a static mixer and introducing a separation step for iron and manganese. When choosing a biological separation method, microorganisms from the drinking water distribution system can be used.

Sigtuna’s trade and production has been the subject of an increasing amount of archaeological investigations during the last 30 years. However, most of the research has been conductedregarding the buildings, coin mints and precious metal objects. This thesis will instead research one of the basics of the production, namely the iron. By reviewing the iron objectsand currency bars from house X in the city block Humlegården 3. Through high precision studies with conservation and scanning electron microscope I will be able to come one step closer to identifying what sort of items were produced on the site and discerning what status and function the smithy had. I will also investigate the possibility to track the origin of the iron. / Sigtunas handel och produktion har varit föremål för ett ökande antal arkeologiska undersökningar de senaste 30 åren. De flesta av dessa undersökningar har handlat ombyggnader, mynthus och föremålsstudier. Den här uppsatsen kommer istället att undersöka ett av hantverken som krävs för att kunna utföra många andra hantverk, nämligen järnhantverk. Genom att undersöka järnfynden och ämnesjärnen från hus X i kvarteret Humlegården 3, via detaljerade studier som inkluderar konservering och Svepelektronmikroskop, kommer jag att komma ett steg närmare vilka föremål som producerats på platsen samt utröna vad för status och funktion smedjan hade. Jag kommer även undersöka om det är möjligt att säga någonting om järnets ursprung.

Jordens innandöme är uppdelat i flera olika delar, vilket beror på gravitationen och kemisk differentiering. Skillnaden i tryck, temperatur och kemi mellan jordens skorpa, mantel och kärna är en förklaring till varför mineral ändrar karaktär längre ner i jorden. Djupare ner i jorden ökar trycket, men också temperaturen. Ökat tryck gör att atomerna packas tätare, medan ökad temperatur å andra sidan gör att mineralen expanderar. Detta är en av anledningarna till varför det är så svårt att bestämma stabilitetsområden för mineral, det vill säga vid vilka tryck och temperaturer de är stabila. En annan anledning till att det är svårt att ta reda på hur det ser ut inne i jorden är att man inte kan ta prov så väldigt djupt ner. Istället får man förlita sig på experimentella metoder som diamantcellen. Denna uppsats bygger på litteraturstudier av ett antal artiklar som behandlar högtrycksmineral. Syftet är att beskriva vilka mineral som finns i jordens inre, och hur dessa mineral förändras med ökat tryck. De mineral som tas upp är kvarts, olivin, granat, grafit och järn, och deras kristallstrukturer, högtryckspolymorfer och fasomvandlingar förklaras. Med ökat tryck går mineral oftast från komplicerade och relativt öppna strukturer till enklare och symmetriska tätpackade strukturer. Med detta följer en betydande minskning av volymen och därmed också en ökning av densiteten. Med ökat djup blir också ofta den kemiska sammansättningen enklare. / Sara Eklöf

Människan har påverkat klimatet på ett negativt sätt genom olika sorters aktiveter vilket lett till att en global uppvärmning är på gång. Temperaturen på jorden kommer därmed att förändras vilket i sin tur kommer leda till en förändring i vattnets kretslopp. Råvattenkvaliteten förväntas försämras och leda till stora anpassningskostnader. Klimatförändringarna kommer att innebära ökade mängder av organiskt material i både ytvatten och grundvatten vilket i sin tur kommer leda till ökade halter av järn och mangan. Luftning och abiotisk/biotisk oxidation används idag för att avskilja järn och mangan från råvattnet. Biologisk oxidation anses idag vara den snabbaste och mest energi- och kostnadseffektiva metoden för avskiljning av både järn och mangan. Biologisk oxidation kan tillämpas även om järnet är komplexbundet till organiskt material eller om vattnet inte har ett optimalt pH. Två typer av pilotfilter för biologisk oxidation testades och utvärderades i detta arbete, ett med kalcedonmassa och ett med HUFO-diskar. Pilotfiltret med kalcedonmassa fungerade bra och avlägsnade ungefär 85% av järnet och cirka 30% av manganet i råvattnet. Pilotfiltret kunde redan första driftveckan filtrera järn och mognadstiden för den biologiska oxidationen av mangan var ungefär 50 dagar. Pilotfiltret med HUFO-diskar lyckades inte avlägsna utfällt järn som inte adsorberat på HUFO-diskarna vilket med stor sannolikhet berodde på att den metod vi valt för pilotförsöket (störttappning) inte fungerat optimalt för denna typ av filter. Analysresultaten blev till följd av detta svårtolkade då de visade en förhöjd halt av järn på utgående vatten. Även mognadstiden för den biologiska oxidationen av mangan blev svårbestämd för pilotfiltret med HUFO-diskar p.g.a. ovan nämnda orsaker. Det finns därmed en stor förbättringspotential vad gäller genomförandet av HUFO-försöket. En annan metod än störttappning som t.ex. backspolning skulle troligtvis göra det möjligt att avskilja även de järn- och manganpartiklar som inte lyckats få fäste på HUFO-diskarna. Sammanfattningsvis så visar resultaten från pilotfilterförsöken att det är möjligt att avskilja järn och mangan på ett bra sätt med hjälp av kalcedonmassa, utan tillsatser av kemikalier eller behov av kraftig luftning. / Humans have affected the climate negative through various types of activities which have led to global warming. This will lead to a change in temperature which in turn will change the hydrological cycle. The quality of raw water is expected to deteriorate and lead to large adjustment costs.  Climate change will also lead to increased amounts of organic matter in both surface water and groundwater, which in turn will lead to increased levels of iron and manganese. Aeration and abiotic/biotic oxidation are used today to separate iron and manganese from the raw water. The biological oxidation is considered to be the fastest method for the separation of both iron and manganese. Not only is it the fastest but also more energy- and cost efficient. Biological oxidation is also applicable if the iron is complex bound to organic material or if the water does not have optimal pH.  Two types of pilot filter for biotic oxidation were tested and evaluated in this work, one with chalcedony sand and the other one with HUFO-discs. The pilot filter with chalcedony sand worked well and removed 85% of the iron and about 30% of the manganese in the raw water. The pilot filter could already during the first week of operation filtrate iron, and the ripening time for the biotic oxidation of manganese was approximately 50 days. The pilot filter with HUFO-discs did not manage to remove precipitated iron, which probably depended on the pouring method chosen for the trials, which did not turn out to be optimal for this type of filter. This is also why the results were difficult to interpret since the content of iron in the water was actually higher after the filtration compared to the raw water. Even the ripening time was difficult to determine for the biotic oxidation of manganese because of the non-effective pouring method for removing precipitated elements. This is also why there is a great potential for improvement considering the pilot filter with HUFO-discs. Another method such as backwashing would probably make it possible to wash out the precipitated iron- and manganese particles that had not adsorbed onto the HUFO-discs. In summary, the results from the pilot filter experiments show that it is possible to separate iron and manganese from water with the help of chalcedony sand without addition of chemicals or the need for a more vigorous aeration.

Järn är ett livsviktigt spårämne som vid både brist och överskott kan leda till sjukdom. Järnmetabolismen är komplex och det finns flera biomarkörer som används för att utvärdera järnstatus, till exempel transferrinbundet järn. På grund av detta är det avgörande att den analytiska säkerheten för järnanalys bibehålls. Syftet med studien var att verifiera ett nytt reagens, Iron2 för att ersätta det nuvarande reagenset, Iron för kvantitativ järnanalys på Abbott® Alinity ci-series. Den beräknade precisionen förväntades vara jämförbar med tillverkarens specifikationer, samt visa en stark korrelation med nuvarande reagens. Inom- och mellanserieprecisionen bedömdes genom upprepad analys av kontrollmaterial. Metodjämförelsen genomfördes genom att jämföra resultaten från 35 patientprover analyserade med båda reagensen. Precisionen vid inomserieprecisionsskattningen hade en beräknad variationskoefficient (CV) på 0,28 % för lågnivåkontrollen och 0,25 % för högnivåkontrollen. För den mellanliggande precisionen var resulterande CV 1,21 % respektive 0,55 %. Korrelationsanalysen visade ett linjärt samband, men en tendens för Iron2 att mäta högre värden vid högre analytkoncentrationer. Sammanfattningsvis fann studien att precisionen för Iron2 var bättre eller jämförbar med tillverkarens specifikationer och nuvarande reagens. Det fanns en stark linjär korrelation mellan reagensen utan någon signifikant skillnad mellan resultaten. Iron2 bedömdes som lämplig för implementering. / Iron is a vital trace element that can lead to issues both in deficiency and excess. The metabolism of iron is complex and there are multiple biomarkers used to evaluate the iron status, for example, quantification of transferrin-bound iron. Because of this, it is imperative that the analytical certainty of iron analysis is maintained. The study aimed to verify a new reagent, Iron2 to replace the current reagent, Iron for quantitative iron analysis on Abbott® Alinity ci-series. The calculated precision was expected to be comparable to the manufacturer’s specifications and show a strong correlation with the comparison method. Within-series and intermediate precision were assessed by repeated analysis of control material. The method comparison was carried out by comparing the results of 35 patient samples analysed with both reagents. The within-run precision had a calculated coefficient of variation (CV) of 0,28% for the low-level control and 0,25% for the high-level control. For the intermediate precision, the resulting CVs were 1,21% and 0,55% respectively. The correlation analysis showed a linear relationship, but a tendency for Iron2 to measure higher values at higher analyte concentrations. In conclusion, the study found that the precision of Iron2 was better or comparable to the manufacturer's specifications and comparison method. There was a strong linear correlation between the reagents with no significant difference between the results. The reagent was deemed satisfactory for implementation.

Groundwater is an important source of fresh water on earth. A source that is also affected by climate change. Climate change is expected to influence both the groundwater quality and the groundwater level, where elevated levels of iron and manganese in the groundwater are to be expected. In Sweden guideline values are set for iron and manganese in drinking water, which means that waterworks that use groundwater as raw water must treat the water when the guidline values are exceeded. A common treatment step to remove iron and manganese is abiotic oxidation with a chemical oxidant. A relatively new method is biological oxidation where microorganisms oxidize the metals. Biological oxidation has proven to be a faster process than chemical oxidation and better adapted to variations in raw water quality. In this work the possibility of biological oxidation of iron and manganese at smaller groundwater plants with day-to-day production breaks has been studied. The study also concern how seasonal variations in raw water quality might affect the oxidation ability of the microorganisms. During the study a pilot filter for biological oxidation was constructed where the efficiency of the filter and the raw water quality was measured during a one-year test. After a short start-up time for iron oxidation the pilot filter reduced iron in the raw water up to 92 % and after a longer start-up time for manganese oxidation the pilot filter reduced manganese from the raw water up to 97 % during the rest of the test period. The results show that biological oxidation is possible at smaller groundwater plants despite production breaks. The results also show that biological oxidation is not affected by the vaiations i raw water quality that was measured during the test period. Furthermore, the results show that biological oxidation is equally efficient as the chemical oxidation, at the investigated groundwater plant, in terms of removing iron and even more efficient in terms of removing manganese. In addition the biological oxidation do not require pH adjustment or addition of any chemicals. The results indicate that biological oxidation of iron and manganese is a more favorable alternative to chemical oxidation in smaller groundwater plants on the impact of climate change on raw water quality.