Värtaverkets kraftvärmeverk 8 (KVV8) driftsattes 2016 och är ett av världens största biobränslebaserade kraftvärmeverk. Verket tar till vara på energi ur restprodukter från skogsindustrin och pannan på KVV8 har en ångeffekt på 345 MW. Till ångeffekten kan ytterligare 100 MW värme adderas tack vare rökgaskondenseringen. Rökgaskondenseringsanläggningen är därmed en viktig del av värmeproduktionen på KVV8. I anslutande kondensatreningsanläggning renas rökgaskondensatet och på så vis tillförs vattenångcykeln nytt processvatten. Kondensatreningsanläggningen på KVV8 är baserad på membranteknik vilken har många fördelar, exempelvis hög verkningsgrad. En nackdel är att tekniken är känslig för igensättningar. I vattensystem finns alltid mikroorganismer, vilka kan skapa stora driftmässiga problem vid bildandet av biofilm. Vid driftsättning av KVV8 uppstod problem med igensättningar av membran i kondensatreningen orsakade av mikroorganismer. För att få bukt medproblemen rengjordes rökgaskondenseringssystemet vid driftstopp och natriumhypoklorit doserades kontinuerligt till både rökgaskondensor och uppfuktare. Åtgärderna gav inte önskad effekt då driftproblemen bestod under hela driftsäsongenvåren 2016. Orsaken till problemen ansågs vara rökgaskondenseringsanläggningen och främst uppfuktaren. Trots att problemet är relativt utbrett bland Sveriges kraftvärmeverk har få studier gjorts på ämnet. Arbetet har utförts på uppdrag av AB Fortum Värme Värtaverket under hösten 2016. Syftet med arbetet har varit att undersöka uppfuktarens inverkan på mikrobiologiskaktivitet i rökgaskondenseringssystem och även att beskriva kemiska, driftmässiga samt konstruktionsmässiga metoder för att minimera problemen. KVV8 är konstruerad för att använda förbränningsluft från bränslelagret, vilken skulle kunna ha en inverkan på mikrobiologisk aktivitet. Under hösten 2016 användes förbränningsluft från pannhuset för att studera hur val av förbränningsluft påverkade problemen. Uppfuktarens inverkan på mikrobiologisk aktivitet har studerats genom att analysera ett antal utvalda driftparametrar och mikrobiologiska vattenprover. Driftparametrarna som har analyserats är följande: • Uppfuktningsgrad• Val av förbränningsluft (pannhusluft/bränslelagerluft)• Ångeffekt (laständring)• Val av bränsle• Dosering av natriumhypoklorit• Flöde av kondensat till kondensatrening• Temperaturer på rökgas, förbränningsluft och rökgaskondensat• Fukthalt och syrgashalt i rökgaser Analysen visade att den mikrobiologiska aktiviteten var låg under perioden då arbetet utfördes. Därmed var möjligheterna att hitta samband mellan driftparametrar och mikrobiologiska provsvar begränsade. Av denna anledning jämfördes även driftförhållanden mellan en period då problemen var omfattande och en period utan problem. De tre största driftskillnaderna mellan perioderna var: förbränningsluft, dosering av natriumhypoklorit och ångeffekt/laständring. Det är troligt att skillnaden i mikrobiologisk aktivitet beror på någon av dessa driftskillnader. Driftproblemen var omfattande när förbränningsluft från bränslelagret användes, doseringen av natriumhypoklorit var lägre och laständringarna mer frekventa. För att kunna avgöra hur stor inverkan valet av förbränningsluft har, bör studien fortgå med förbränningsluft från bränslelagret samtidigt som övriga driftparametrar hålls relativt konstanta. Mikrobiologisk tillväxt har inte kunnat knytas till uppfuktningsgraden. Valet av förbränningsluft och doseringen av natriumhypoklorit har dock en direkt inverkan på miljön i uppfuktaren. Därmed kan inte den mikrobiologiska aktiviteten i systemet anses oberoende av uppfuktaren trots att uppfuktningsgraden inte har kunnat knytas till problemet. I rapporten beskrivs och diskuteras nio olika bekämpningsmetoder av mikroorganismer med avseende på verkningsgrad, ekonomi och miljömässig påverkan. Bekämpningsmetoderna som utvärderats är klor, UV, klordioxid, ozon, brom, perättiksyra, Kuriverter IK 110 och nanomaterial. Att hitta en ideal metod är svårt då den helst ska vara selektiv, miljövänlig och samtidigt ge en god effektivitet. Ett stort problem med många metoder är att desinfektionsbiprodukter bildas vid oxidationen. I vilken utsträckning dessa bildas beror på val av metod och vattnets sammansättning. Vilken metod som är mest effektiv beror också på vattnetssammansättning, men även på typ av mikroorganism. Därav analyserades rökgaskondensatets sammansättning. Studien visade att rökgaskondensatet var tillräckligt rent då alla jämförbara värdena, förutom ammonium och nitrit, understeg rekommenderade gränsvärden för dricksvatten. Rökgaskondensatet håller därmed en tillräckligt hög kvalitet för att alla metoder som diskuterats kan övervägas för KVV8. Ingen av de analyserade metoderna är dock riskfria ur ett miljömässigt perspektiv och ingen av metoderna kan sägas ge en högre effektivitet på KVV8 utan vidare studier. / Värtaverkets combined heat and power plant 8 (CHP 8) was put into operation in 2016 and is one of the largest bio fuelled CHPs in the world. The plant makes use of energy in waste products from the forest industry and the steam capacity of the boiler at CHP 8 is 345 MW. The flue gas condensation system adds another 100 MW heat to CHP 8:s capacity. Flue gas condensation is therefore an essential part of the heat production at CHP 8. In the acceding water treatment plant the flue gas condensate is purified and thus provides the water-steam cycle with new water. The water treatment plant is based on membrane technology, which has many advantages, for example high efficiency. One disadvantage with membrane technology is that it is sensitive to fouling. Microorganisms are always present in water systems and they create biofilm, therefore they are prone to cause operational problems. When CHP 8 was put into operation problems arose with fouling of membranes caused by microorganisms. To overcome the problems the system was cleaned and sodium hypochlorite was added to the system continuously. The flue gas condensation system, and especially the humidifier, was considered to be the cause of the microbiological activity. Even though the problem is relatively widespread across CHPs in Sweden, very few studies have been made on the subject.   This thesis has been written on behalf of AB Fortum Värme Värtaverket during the autumn term of 2016. The aim of the work was to examine the impact of humidification on microbiological activity in flue gas condensation systems. The thesis also gives a description of chemical, operational and structural methods to minimize problems caused by microorganisms. CHP 8 is designed to use combustion air from the fuel stock, which may affect microbiological activity. For this reason, combustion air from the boiler was used instead of combustion air from the fuel stock during the autumn of 2016. Impact of humidification on microbiological activity has been studied by analysing selected operational parameters and microbiological water samples. The operational parameters that have been studied include the following:   • Degree of humidification • Combustion air (boiler/fuel stock) • Steam effect • Fuel • Dosage of sodium hypochlorite • Flow rates • Temperatures of flue gas, combustion air and flue gas condensate • Moisture content and oxygen content in the flue gas   The study showed that, when the thesis was conducted, the microbiological activity was low and thus the potential of finding a connection between operational parameters and microbiological test results were low. For this reason operational conditions were compared between the period with problems and the period without.   It is likely that the difference in microbiological activity derives from the difference in operational conditions. The three primary differences in operational conditions between the two periods was type of combustion air, dosage of sodium hypochlorite and operational continuity. The operational problems were comprehensive when combustion air from the fuel stock was used, dosage of sodium hypochlorite low and the operational continuity low. To determine how big impact type of combustion air has on microbiological activity the study has to continue with the same operational set but with combustion air from the fuel stock instead of the boiler.   The study has not been able to associate microbiological activity with degree of humidification. Nevertheless type of combustion air and dosage of sodium hypochlorite has an immediate impact on the environment in the humidifier and thus microbiological activity cannot be considered independent of humidification.   This thesis describes and discusses nine different disinfection methods with respect to efficiency, economy and environmental impact. The disinfection methods that have been studied are chlorine, UV, chlorine dioxide, ozone, bromine, per acetic acid, Kuriverter IK 110 and nano materials. It is difficult to find an ideal disinfection method since it needs to have good selectivity, be environmentally friendly and at the same time provide good efficiency. One problem associated with disinfection is that disinfection by-products are formed by oxidation. To what extend disinfection byproducts will be formed depends on the disinfection method and the composition of the water. The efficiency of the methods is also dependent on the composition of the water and also the type of microorganism. Therefore the flue gas condensate composition was examined. The study showed that the flue gas condensate was sufficiently clean since all analogue values, except ammonium and nitrite, was lower than recommended values for drinking water. Thus the flue gas condensate has a sufficiently high quality for all the above mentioned disinfection methods to be efficient. None of the disinfection methods discussed are safe from an environmental point of view. Therefore alternative methods should be evaluated for use in the long term.

<p>Studiens främsta målsättning har varit att ta reda på om det förekommer aeroba mikroorganismer på handtagen på kundvagnar och kundkorgar som används i dagligvarubutiker. Förutom detta har undersökningen syftat till att finna svar på frågor som; om det förekommer aeroba mikroorganismer på handtagen vilka typer, familjer och arter tillhör de? Finns skillnader mellan antalet cfu (kolonier) på handtagen på vagnar och korgar? Finns skillnader mellan antalet cfu på handtagen från morgon till kväll samt finns skillnader mellan antalet cfu på handtagen på vagnar mestadels förvarade utomhus och mestadels inomhus? Hur ofta rengörs vagnarna och korgarna och erhålls någon skillnad i antalet cfu mellan en otvättad och en tvättad korg?</p><p>Undersökningen har gjorts med hjälp av Hygicult TPC slides, vilka är avsedda för snabb kontroll av mikrobiologisk hygien på olika typer av material som ytor och fasta och flytande material. Agarfilmen på plattan är så kallad Total Plate Count Agar och den gynnar snabb tillväxt av de vanligaste förekommande bakterier, jäst- och mögelsvampar.</p><p>På 103 av 104 tryckplattsidor, kunde tillväxt av mikroorganismer observeras efter inkubering i 32oC i två dygn. Detta visar på att det förekommer aeroba mikroorganismer på handtagen på kundvagnar och kundkorgar som används i dagligvarubutiker. Identifiering av mikroorganismerna utfördes i första med hjälp av makroskopiska och mikroskopiska iakttagelser. När mikroorganismerna antogs vara bakterier utfördes även Gramfärgning, Katalastest och Oxidastest för att kunna fastställa de fysiologiska och biokemiska egenskaperna. </p><p>Nio olika bakteriearter, en jästsvamp samt tre olika mögelsvampar kunde på detta sätt identifieras. Majoriteten av dem visade sig vara opportunistiskt patogena. </p><p>Grunden till denna studie har främst legat i min egen nyfikenhet inom områdena mikrobiologi och livsmedelshygien.</p>

Studiens främsta målsättning har varit att ta reda på om det förekommer aeroba mikroorganismer på handtagen på kundvagnar och kundkorgar som används i dagligvarubutiker. Förutom detta har undersökningen syftat till att finna svar på frågor som; om det förekommer aeroba mikroorganismer på handtagen vilka typer, familjer och arter tillhör de? Finns skillnader mellan antalet cfu (kolonier) på handtagen på vagnar och korgar? Finns skillnader mellan antalet cfu på handtagen från morgon till kväll samt finns skillnader mellan antalet cfu på handtagen på vagnar mestadels förvarade utomhus och mestadels inomhus? Hur ofta rengörs vagnarna och korgarna och erhålls någon skillnad i antalet cfu mellan en otvättad och en tvättad korg? Undersökningen har gjorts med hjälp av Hygicult TPC slides, vilka är avsedda för snabb kontroll av mikrobiologisk hygien på olika typer av material som ytor och fasta och flytande material. Agarfilmen på plattan är så kallad Total Plate Count Agar och den gynnar snabb tillväxt av de vanligaste förekommande bakterier, jäst- och mögelsvampar. På 103 av 104 tryckplattsidor, kunde tillväxt av mikroorganismer observeras efter inkubering i 32oC i två dygn. Detta visar på att det förekommer aeroba mikroorganismer på handtagen på kundvagnar och kundkorgar som används i dagligvarubutiker. Identifiering av mikroorganismerna utfördes i första med hjälp av makroskopiska och mikroskopiska iakttagelser. När mikroorganismerna antogs vara bakterier utfördes även Gramfärgning, Katalastest och Oxidastest för att kunna fastställa de fysiologiska och biokemiska egenskaperna. Nio olika bakteriearter, en jästsvamp samt tre olika mögelsvampar kunde på detta sätt identifieras. Majoriteten av dem visade sig vara opportunistiskt patogena. Grunden till denna studie har främst legat i min egen nyfikenhet inom områdena mikrobiologi och livsmedelshygien.

Ett avloppsvatten innehåller olika föroreningar som påverkar recipientens vattenkvalitet. En förorening somreningsverken inte är optimerade för att reducera är mikroorganismer, som i recipienten påverkar bland annatbadvattenkvalitén. Syftet med examensarbetet var att ta reda på hur utvalda processteg i ett reningsverkpåverkar utgående halter av mikroorganismer, hur utsläppen av mikroorganismer kan övervakas och hur mikroorganismernapåverkar recipientens badvattenkvalitet. Examensarbetet har uppfyllt syftet genom att undersökahur biologiska reningssteg reducerar indikatororganismerna E.coli och intestinala enterokocker jämfört medslutreningsalternativen kontinuerligt sandfilter samt skivfilter. Provtagning genomfördes på två reningsverk ochresultatet analyserades för att besvara frågan. Andra kvalitetsparametrar i avloppsvattnet samt flöde, lufttemperaturoch nederbörd har jämförts med utgående koncentration av indikatororganismerna från reningsverk föratt undersöka om det finns några samband som går att använda för att uppskatta det mikrobiologiska utsläppet.För undersökningen har de statistiska metoderna Kendalls Tau och Partial Least Squares använts. En litteraturstudiepå hur implementering av läkemedelsrening med ozon kan desinficera avloppsvattnet, vilken doseringsom krävs och vad den bör baseras på har genomförts. Efter avloppsutsläpp i en recipient sprids mikroorganismernamed vattnets strömmar och mikroorganismerna dör normalt av med tiden. Denna avdödandeprocesskan beskrivas med en ekvation av första ordningens kinetik. Ekvationens känslighet för variation i variablernasolinstrålning, temperatur, siktdjup och tid har undersökts. Ekvationen har även använts för en fallstudie av avloppsutsläppvid bräddning och hur det påverkar en badplats nedströms. För fallstudien fanns information omflödestid, utspädning och nedbrytningsvariablerna att tillgå. Undersökningen visar att biologisk rening med biobädd reducerar indikatororganismerna effektivast av de undersöktareningsstegen. Sandfiltrets reduktionsförmåga var god men skivfiltret presterade sämre. Från provtagningenframkom också att koncentrationen av E.coli är konsekvent högre och reduceringen sämre än motsvarandeför intestinala enterokocker. Indikatororganismernas koncentration i utgående avloppsvatten är enligtkorrelationsanalysen slumpmässig och inget signifikant och starkt samband fanns till de undersökta parametrarna. På grund av detta är uppskattning av mikrobiologiska utsläpp med hjälp av mätning av andra parametrarinte tillförlitlig. Den genomförda litteraturgranskningen av ozondosering visar att dosen som krävs för desinfektionav avloppsvatten behöver anpassas för varje reningsverk samt att resultat från forskningen går isär omhur doseringen bör optimeras. I recipienten har siktdjupet störst betydelse för nedbrytningen och recipientensegenskaper är viktigare än utsläppets storlek för vattenkvalitén enligt den modell som använts. Fallstudien visadeatt även vid bräddning på reningsverket hinner mikroorganismerna spädas ut och brytas ner tillräckligt föratt badvattenkvalitén inte ska klassas som otjänlig vid närliggande badplats. / Depending on the efficiency of the processes used in a wastewater treatment plant, the recipient receives watercontaining various concentrations of microorganisms. These microorganisms might infect people using therecipient for recreational purposes. The thesis aims to investigate how some process choices affect the concentrationsof microorganisms in sewage and how the concentration can be monitored with the use of other waterquality measurements. Lastly the microbial degradation after discharge in a lake was investigated. Process choiceswere evaluated through sampling before and after two biological treatment steps, one sand filter facilityand one disc filter facility. The obtained results demonstrate that among the investigated alternatives, a biologicalstep using biofilm is the most efficient for removing microorganisms, followed by sand filtration and leastefficient with high variability was disc filtration. The literature review suggests that the use of ozonation forreducing pharmaceutical residues could be efficient in reducing microorganisms, but the required dosage is notuniformly established in previous research. Statistical analysis on water quality measurements with Kendall’sTau and Partial Least Squares did not appear to be a good substitute to use for monitoring and prediction ofbacterial concentrations. The water quality of the recipient, especially the transparency for UV-light, is moreimportant for maintaining good bathing water quality than the outflow concentration of microorganisms in thesewage. In a small case study, it was shown that an official bathing site is not at risk for acute microbiologicalcontamination even when extreme rainfalls causes overflow in the upstream waste water treatment plant.

In Sweden, drinking water is easy to access and often taken for granted. The drinking water systems have to be maintained in order to keep the high quality. The Uppsala esker, which is a part of the Uppsala municipality’s water system, provides a large number of the municipality’s population with drinking water. The Uppsala esker has been used to produce drinking water since 1956 by infiltrating water from the Fyris river into the esker. This reduces the amount of organic material in the water. A reduction is desirable since the organic material is causing odorous water and binds to substances that may harm people’s health. The reduction of organic material has been assumed to depend on degradation carried out by microorganisms above the esker’s groundwater table, dilution with additional groundwater and attachment of organic material to the esker’s material. However, recent studies have shown that only 10-15 % of the organic material is degraded above the groundwater table. The aim with this master thesis was to examine if the mineralization of the organic material in the anaerobic part of the Uppsala esker is greater than previously assumed. The size of the fungal and bacterial communities have also been examined as well as how microorganisms and the degradation of organic material relates to different chemical and physical factors in the soil. To get an understanding of the organic material’s degradability, soil was incubated and the aerobic respiration with gas chromatograph was measured. The bacteria and fungi were quantified using quantitative real-rime PCR. Various chemical and physical factors, such as the content of organic carbon and amount of aluminium, were already available. Pearson’s product-moment correlation coefficient (Pearson's r) was used to examine the the linear correlation between two variables. Wilcoxon’s rank score test was used to determine which of the differences between different sampling areas that were significant. The results showed that bacteria dominate in the Uppsala esker and the infiltration basins. Complex binding by iron- and aluminium compounds do not affect the degradation of organic matter, nor decrease the presence of fungi and bacteria in the esker and the infiltration basins. It seems as if the degradation rate’s sensitivity decreases with the depth. The amount of bacteria and fungi decreased with the distance to the infiltration basin, but not the quality of the organic material, if measured by the respiration rate divided by the amount of organic carbon. / I Sverige är tillgången på dricksvatten god. Det ses ofta som en självklarhet och för att detta synsätt ska kunna fortsätta krävs att dricksvattensystemen underhålls på ett bra sätt. Uppsalaåsen, som är en del av Uppsalas dricksvattensystem, förser stora delar av kommunens befolkning med dricksvatten. Uppsalaåsen har använts för konstgjord grundvattenbildning för att framställa dricksvatten sedan 1956. Detta innebär att vatten från Fyrisån filtreras genom åsen. På så sätt minskas halten organiskt material i vattnet. Anledningen till att en minskning eftersträvas är att det organiska materialet orsakar illaluktande vatten samtidigt som hälsoskadliga ämnen kan binda till det. Reduceringen av organiskt material i det infiltrerade vattnet har antagits bero på mikroorganismers nedbrytning av organiskt material ovan grundvattenytan, utspädning med övrigt grundvatten och fastläggning av organiskt material på åsmaterialet. Tidigare studier av liknande system för artificiell grundvattenbildning har dock visat att bara 10-15 % av det organiska materialet bryts ned ovan grundvattenytan. Examensarbetets syfte har varit att undersöka om nedbrrytningen av det organiska materialet under grundvattenytan i Uppsalaåsen är större än vad som tidigare antagits. Det har även undersökts om svampar eller bakterier dominerar liksom hur materialets kvalitet och mikrobsamhället påverkas av kemiska och fysiska faktorer i marken. Undersökningarna utfördes genom att inkubera jordprov där den aeroba respirationen mättes med gaskromatograf för att få en uppfattning om kolets nedbrytbarhet. qPCR användes för kvantifiering av bakterier och svampar. Mätvärden för olika kemiska och fysiska faktorer, såsom halten organiskt kol och mängden aluminium, erhölls från tidigare utförda analyser. Pearsons korrelationskoefficient (Pearson’s r) beräknades för att undersöka hur olika variabler samvarierade med varandra. Ett Wilcoxon rank score test användes för att undersöka vilka av skillnaderna mellan olika provtagningsplatser som var signifikanta. Resultaten visade att det finns fler bakterier än svampar i Uppsalaåsen och i filtreringsbassängerna. Komplexbindning av organiskt material av järn och aluminiumföreningar verkar inte hindra dess nedbrytning, eller minska förekomsten av svampar och bakterier i filtersanden och åsmaterialet. Respirationshastighetens temperaturkänslighet tycks minska något med djupet. Mängden bakterier och svampar avtar med avståndet från infiltrationspunkterna men kvaliteten på det organiska materialet, uppskattad som respirationshastigheten uttryckt per gram organiskt kol, avtar inte.

I Sverige finns det ungefär 25 000 riskklassade förorenade områden samt ännu fler områden som potentiellt är förorenade. Naturvårdsverket har tagit fram generella riktvärden för olika förorenade ämnen. Halter över riktvärdena antyder att risken för negativa effekter på människan eller miljön bedöms vara stor och att efterbehandling av området är aktuellt. Ett vanligt, men kostsamt efterbehandlingsalternativ är urschaktning och bortforsling av jord innehållandes halter av ämnen över riktvärdena. Ett intresse finns för att utveckla lätt tillämpbara metoder för platsspecifik riskbedömning av mark i syfte att skydda markmiljön och dess funktioner. Mikroorganismer som ingår i kvävets kretslopp utför nyckelfunktioner i jorden. Flera studier indikerar att dessa mikroorganismers abundans och aktivitet påverkas av flera olika markföroreningar. Inom forskningsprojektet APPLICERA har ett lysimeterexperiment genomförts där två jordar, med olika egenskaper med avseende på bland annat kornstorleksfördelning och pH (svagt basisk sandy loam respektive sur sand), förorenats med koppar respektive PAH:er i varierande halter. Halterna motsvarar riktvärden för känslig markanvändning (KM), mindre känslig markanvändning (MKM) och 3xMKM. Provtagning av jorden har skett vid tre tillfällen under en period av 16 månader. I detta examensarbete har nitrifierande mikroorganismers potential för att användas som indikatorer för förändrad markfunktion i förorenad jord undersökts. Detta har gjorts genom att kvantifiera ammoniakoxiderande arkéer (AOA), ammoniakoxiderande bakterier (AOB) samt de nitritoxiderande bakteriesläktena Nitrospira och Nitrobacter i jord som provtagits vid de olika tidpunkterna i lysimeterexperimentet. Mätning av potentiell ammoniakoxidation (PAO) har skett för jord från det sista provtagningstillfället. Resultaten visade att abundansen av mikroorganismerna generellt var större i den svagt basiska jorden klassificerad som sandy loam än i den sura jorden klassificerad som sand. Med tiden minskade AOA:s abundans för den högsta koncentrationen av koppar och PAH, särskilt utpräglad var minskningen i den sura jorden. Även Nitrospira minskade i abundans i PAH-förorenad jord för båda jordtyperna, dock kunde en minskning i abundans i kopparförorenad jord statistisk endast säkerställas för den sura jorden. AOB:s och Nitrobacters abundans visade inte på någon tydlig uppåt- eller nedåtgående trend varken över tid eller för ökande föroreningshalt. Skillnaden i kvantitet av mikroorganismer mellan jordtyperna antyder att jordens kemiska och fysiska egenskaper påverkade mikroorganismernas abundans såväl som föroreningarnas biotillgänglighet. PAO minskade med ökande kopparhalt för båda jordtyper, däremot sågs en minskning i PAO med ökande PAH-halt endast i den sura jorden. Resultaten antyder att abundansen av AOA och Nitrospiras verkar ha störst potential att utgöra generella indikatorer över ändrad markfunktion, dock lämpligen med komplettering av förbättrade mätningar av PAO för att få mer information om kvävets kretslopp i förorenad jord. / In Sweden there are around 25,000 contaminated areas classified as a risk for human health or the environment, and even more potentially contaminated areas. The Swedish Environmental Protection Agency has developed generic guideline values for hazardous substances.  Contamination levels exceeding the guideline values indicate a large risk for human health or the environment and that there is a need to remediate the site. A frequently used and expensive aftertreatment is excavation and removal of contaminated soil. Therefore, there is an interest to develop easy applicable methods for site-specific risk assessment with the purpose to protect the soil environment and its functions. Microorganisms involved in the nitrogen cycle perform key functions in soil. Several studies indicate that the abundance and activity of N-cycling microorganisms are sensitive to various soil pollution. Within the research project APPLICERA, a lysimeter experiment was conducted with two different soil types (acidic sandy soil and slightly alkaline sandy loam) and different contamination levels of copper and PAH. The contamination levels corresponded to generic guideline values for sensitive land-use (KM), less sensitive land-use (MKM) and 3xMKM. Soil samples were taken at three times during a period of 16 months. The aim of this master thesis was to investigate nitrifying microorganism potential as indicators for altered soil functioning in contaminated soil. Ammonia-oxidizing archaea (AOA), ammonia-oxidizing bacteria (AOB) and the nitrite-oxidizing bacteria genera Nitrospira and Nitrobacter has been quantified in soil samples with the different treatments. Measurements of the potential ammonia oxidation (PAO) have been performed in soil from the last sample taking.  The abundance of the nitrifying microorganisms was in general higher in the slightly alkaline sandy loam soil. Over time there was a decrease in AOA abundance for the highest concentration of copper and PAH, most pronounced in the acidic sandy soil. Also, a decrease in the abundance of Nitrospira in soil contaminated with PAHs could be seen for both soil types. In copper contaminated soil a distinct decrease in the abundance of Nitrospira could only be seen in the acidic sandy soil. The abundance of AOB and Nitrobacter did not show any obvious pattern for different contamination levels or over time. The difference in abundance of nitrifying microorganisms between the soil types suggests that the soil’s chemical and physical characteristics as well as the bioavailability of the contaminant affected their abundance. A significant decrease in PAO could be seen for the highest contamination level of copper for both soil types, but for the PAH contaminated soil PAO decreased only in the acidic sandy soil. These results suggest that the abundance of AOA and Nitrospira seems to have greatest potential as general indicators for altered soil functioning. However, improved activity measurements are needed to gain greater insight into the soil N-cycle functioning in contaminated soils.

Mälaren är Stockholms största dricksvattentäkt och den förser årligen 1,7 miljoner människor med rent dricks-, tvätt- och badvatten genom Stockholm Vattens vattenverk Norsborg och Lovö och Norrvattens vattenverk Görväln. Även om det finns reservvattentäkter som Bornsjön så räcker inte de till om något skulle hända med Mälaren som t.ex. oljeutsläpp från något fartyg som befinner sig i närheten av vattenintagen. Idag förekommer det ständigt föroreningar från alla möjliga utsläppskällor som enskilda avlopp, industrier, avloppsreningsverk, fritidsbåtar, jordbruk m.m. och alla dessa bidrar till en sämre vattenkvalitet. Syftet med den här rapporten är att identifiera och lokalisera möjliga utsläppspunkter för patogena mikroorganismer inom ett område som kan orsaka problem för Stockholm Vattens vattenverk Norsborg och Lovö. Rapporten ska senare användas för att undersöka vilka riskpunkter som utgör de största hoten mot vattenverken. Området innefattar till största del Ekerö kommun och Botkyrka kommun men även Salems kommun finns inom riskområdet. Ekerö släpper ständigt ut renat och orenat avloppsvatten från olika reningsverk och anläggningar som kan innehålla stora mängder patogena mikroorganismer. De enskilda avloppen står även för en del utsläpp eftersom det fortfarande finns hus och anläggningar med avloppslösningar som inte är godkända enligt dagens krav på utsläpp från enskilda avlopp. Kraven på avloppslösningar innefattar inte patogena mikroorganismer utan inriktas på eutrofierande ämnen som kväve och fosfor. Även jordbruket är en potentiell källa för utsläpp av patogena mikroorganismer då antingen gödsel eller slam kan användas som näringsämnen för åkrar. Även avföring från betesmarker kan spolas ut i vattentäkter med dagvattnet. En av fördelarna med Mälaren som vattentäkt är att dess vattenflöde är så pass stort att föroreningar som släpps ut späds ut över så stora vattenmängder. För att försäkra sig om att patogena mikroorganismer inte kan ta sig igenom vattenverken så finns det två modeller som är framtagna för att beräkna vilken motståndskraft verket har mot olika patogena mikroorganismer. De modellerna heter ODP (Optimal disinfektionspraxis) och MRA (Mikrobiologisk riskanalys). Informationen som uppsamlas i rapporten ska i ett senare skede användas i dels SeaTrack som SMHI skapat för att se hur mikroorganismer sprids i vatten och MRA för att utvärdera hur stora risker dessa utsläppspunkter medför till vattenverken. / Mälaren is Stockholms largest source of drinking water and is supplying 1,7 million people with drinking-, washing- and bathing water. The water is distributed through the companies Stockholm Vatten and Norrvatten from their water purification plants Norsborg, Lovö and Görväln. There is also a reserve fresh water source called Bornsjön but it’s not big enough to supply 1,7 million people which mean it can only replace Mälaren for a short time  if something would happen. Today it is always occurring pollutions from a set of different sources for example private sewage, factories, sewage treatment works, boats and agriculture. All those contribute with a lower water quality. The purpose with this report was to identify and find possible emission points for pathogenic micro-organisms inside a certain area that can cause problems for Stockholm Vattens water purification plants Norsborg and Lovö. The report will later be used to evaluate which risk points can be a threat to the water purification plants.  The risk area holds the biggest part of Ekerö, Botkyrka and also Salems. Ekerö is constantly emitting processed sewage water from all the different kind of sewage treatment works and that water can contain high amounts of pathogenic micro-organisms.  The private sewage is also contributing with emissions because some of them are not good enough to be approved by the standards today.  The demands for private sewage is not including pathogenic micro-organisms but is more directed to limit the emission of nutrients like phosphorus and nitrogen. Agriculture is also a possible source of emission of pathogenic micro-organisms when both manure and sludge can be used as nutrients for fields. Even the excrements from pasture lands can reach Mälaren with the surface water.A large advantage with Mälaren as a source of drinking water is the large water flow is diluting the pollutions that is emitted in to it. To ensure no pathogenic micro-organisms can pass through the water purification plants two different models exist to calculate a water purification plants resistance to different kinds of pathogenic micro-organisms. The models are called ODP (Optimal disinfection Praxis) and MRA (Microbiologic Risk Assessment). The information gathered in the report is later on going to be used in another computer model SeaTrack created by SMHI to predict particles movement in the eastern Mälaren and later on MRA to evaluate what kind of risks the different emission points have.

Detta examensarbete behandlar det biologiska reningssteget vid Stora Enso Fors AB kartongfabrik. Examensarbetet omfattar 20 p och ingår i slutskedet av Magisterutbildningen, 60 p, i Kemiteknik med inriktning industriell ekologi vid Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm. Stora Enso Fors AB är en kartongfabrik som är lokaliserat i Fors strax nordost om Avesta. Tillverkning sker av både mekanisk massa samt kartong. Fabriken har ett eget reningsverk som tar hand om avloppsvattnet från processen. De biologiska anläggningarnas utformning har under årens lopp utvecklats främst genom bättre syresättning i luftningsbassängerna samt förändringar i avloppsvattnets sammansättning. För att klara av dessa förändringar kan styrparametern slamhalten behöva ersättas med andra alternativa styrsätt. Examensarbetets syfte är just att studera möjligheten att styra det biologiska reningssteget vid Fors kartongpappersbruk efter nyckeltalet nettoslamproduktionen. Projektet innefattar även att undersöka hur COD-reduktionen och mikroflorans sammansättning påverkas av denna styrparameter. Litteraturstudier av reningsteknikens processer har utförts samt den befintliga reningsanläggningen i Fors har studerats. Det första steget i projektet var att besluta vilket målvärde som skulle användas på nettoslamproduktionen som skulle användas under en försöksperiod där den biologiska reningen skulle styras efter nettoslamproduktionen. För varje dygn under tre olika tidsperioder ( period 1, period 2 och period 3) har driftsdata samlats in och sammanställdes och därefter beräknades nettoslamproduktionens dygnsvärde. Driftsdata för period 1 och halva period 2 har använts som underlag för att kunna bestämma målvärdet för nettoslamproduktionen. Den bestämdes att vara 0,46 kg SS/kg reducerad COD som användes i ett fullskaleförsök, s.k. period 3. Värdena har sedan analyserats för att försöka finna effekter och samband för styrning av reningsverket efter styrningsparametern nettoslamproduktionen, jämfört med det tidigare sättet att styra efter slamhalten. Detta för att se om nettoslamproduktionen skulle kunna vara en ny bättre styrparameter. Resultatet visade bl.a.: - Att period 2 och 3 övervägande hade ett högt flöde som överskrider värdet på 14 000 m3/dygn som reningsanläggningen är dimensionerad efter. - Att medelvärdet för nettoslamproduktionen för period 3 låg på 0,5 kg SS/kg reducerad COD - På en jämnare och lägre COD-halt ut från kemfällningen för period 3 jämfört med perioderna 1 och 2, (ett undantag den 9 februari). - Att period 3 hade en hög och jämn COD-reducering. - Att period 3 verkade ha en bättre biologisk process än perioderna 1 och 2, bl. a. för att antalet hjuldjur, klockdjur var högre och att antalet trådbakterier var lägre och perioden hade också bättre flockbetyg. När det gäller en del samband så verkar det finnas en tendens för alla tre perioderna att när nettoslamproduktionen är hög så ger det den effekten att flockbetyget försämras i luftningsbassäng 2. Följande slutsatser av arbetet kan dras: - Att nettoslamproduktionen är den bästa styrparameter för Fors reningsanläggning är svårt att säga efter den korta tidsperiod som försöket utfördes. Men det visar helt klart att det är värt att gå vidare med att styra efter nettoslamproduktionen. - Att använda målvärdet på 0,46 kgSS/kg reducerad COD eventuellt lite högre på 0,50 kg SS/kg reducerad COD skulle kunna vara ett bra riktvärde. - Att styrning efter nettoslamproduktionen skulle kunna ge riktlinjer för hur slamavdragspumpen skall ställas in. Ett fortsatt arbete rekommenderas med att testa styrning av reningsverket efter parametern nettoslamproduktionen med målvärdet, 0,46 kg SS/kg reducerad COD eller möjligen ett högre värde 0,50 kg SS/kg reducerad COD. De fortsatta försöken bör utföras under olika förhållanden. Det är viktigt att bl.a. studera en försöksperiod under en varmare årstid och då jämföra med de perioder som har studerats i detta arbete. Det är också angeläget att testa hur styrningssättet fungerar när reningsverket utsätts för extrema belastningssituationer. / This Master´s thesis discusses the Biological Purification Step at Stora Enso Fors AB cardboard plant. Stora Enso Fors AB is located in Fors just northeast of Avesta. The factory is producing both mechanical pulp and cardboard. The Plant has an own Sewage-Treatment Plant, which take care of the wastewater from the process. The biological construction design has been developed during the last fifteen years and the composition of the wastewater has also been changed. In order to compensate for the changes of the compositions, the old parameter “Sludge content” could be replaced by a new parameter “Net sludge production”. The aim of This Master’s thesis is: - To study the possibility to control the Biological purification step at the Stora Enso Fors AB cardboard plant, by using the parameter Net sludge production. The project will also investigate how COD-reduction and the composition of the micro organisms will be influenced by this parameter. The first step in this project was to determine which target value of the Net sludge production the experiments period should use. The value was decided to 0,46 kg SS/kg reduced COD. Every day during three different periods the productions data has been collected and then analysed. From this material the Net sludge production has been calculated. The first period and half of the second period has been used as basis for determine the target value of the Net sludge production. The target value was decided to be 0,46 kg SS/kg reduced COD and to use this value in a full-scale experiment in the Plant, during the third period. The productions data has been analysed to try to find effects and connections in the Biological purification step when the Sewage-treatment plant is controlled with the new parameter “Net sludge production”. A comparison with the old parameter “Sludge content” has also been done to verify which of the two parameters is the most favourable. The result showed: - That period 2 and 3 predominantly had a high flow which exceed the value 14 000 m3/day, which the Sewage-treatment plant is designed for. - That the average of the Net sludge production for period 3 was 0,5 kg SS/kg reduced COD. - A more even and lower content of COD out from the Chemical step for period 3 compared with the periods 1 and 2 (with the exception on 9 February). - That the reduction of COD was significant and on an even level in period 3. - That period 3 has a tendency to have a better biological process than period 1 and 2. - That the number of higher micro-organism in period 3 increased compared to period 1 and 2. The testimonial of the flocks in the Biological step is also better in this last period. The conclusions of this project are: - Due to the limited time available for this experiment it is difficult to determine if the Net Sludge Production is the most favourable control parameter for Fors Sewage Treatment Plant. However, the experiment clearly shows that is worth to further investigate to control the Sewage Treatment Plant using the parameter Net Sludge Production - To use the target value of the Net sludge production of 0,46 kg SS/kg reduced COD or perhaps a slightly value of 0,50 kg SS/kg reduced COD. - That control based on after the Net Sludge Production could give guidelines for how much sludge the pump should take out from the Biological step. Continued work could be to test to control the Sewage Treatment Plant based on the target value of the Net Sludge Production of 0,46 kg SS/kg reduced COD or 0,50 kg SS/kg reduced COD as mentioned above. Further, the experiment should be performed during different conditions. It is important to study a period during the warmer months of the year and compare the results with the periods, which has been studied in this Master’s thesis. It is also important to test the capacity of the Sewage Treatment Plant during extreme load situations. / www.ima.kth.se