This work has been done with Ramboll Water, in cooperation with Eskilstuna Energi & Miljö (EEM), where the activated sludge process at Ekeby wastewater treatment plant (WWTP) has been themodeling object. The simulation study, using Sumo, shows that the nitrogen reduction using a separate digester supernatant treatment can be at most 3,7 mg/l, or 17 %, over a year when the maximum degree of treatment is assumed to be 90 %. With respect to the new emission requirements for Ekeby WWTP that starts in 2022, a 60 % degree of removal of the nitrogen in the supernatant is enough with unchanged population. With the 90 % nitrogen removal some room for a higher influent load might be possible. Business integration is elaborated applying quantitative and qualitative growth, learning and exploitation paired with model and model tool capability and a matrix combining assignment types and model tool functionality.Further studies in form of process capability and dynamic simulation is proposed.

No description available.

Syftet med detta arbete är att undersöka vilka mängder av vanliga trafikrelaterade föroreningar Växjö kommuns sopsand innehåller och om återvinning av den använda sanden är ekonomiskt genomförbart. Provtagning gjordes avseende mikroplaster, metaller, kolväten, näringsämnen och konduktivitet för att få en uppfattning om sandens föroreningsgrad och vilken reningsmetod som är lämplig. Det utfördes även en kostnadsanalys baserat på uppgifter från Växjö kommun och kontakt med andra företag i form av intervjuer. Analysen av sopsand påvisar låga halter av föroreningar av tungmetaller och kolväten. Detta innebär att sanden kan tvättas för att sedan återanvändas alternativt användas inom andra områden. Analys av totalkväve och totalfosfor tyder på förhöjda halter i använd sand till skillnad från konduktiviteten vilken är högre i oanvänd sand. En mikroplastanalys bekräftar också att plastfragment, plastfibrer och partiklar finns i sopsanden.  Överlag har kontakterna med företagen gett uppfattningen att flertalet av de försök som gjorts tidigare har avslutats på grund av bristande lönsamhet. LCC-analys tyder på att en ekonomisk men framför allt miljömässig vinst kan uppnås under optimala förutsättningar. Slutsatsen av arbetet är att det blir svårt att etablera en fungerande lösning för sandtvätt i nuläget, men att det finns möjligheter att i framtiden kunna återanvända Växjö kommuns sopsand för att uppnå ekonomisk och miljömässig besparing.

This is an exploration of the potential for a citizen science project, with the goal to get the general public involved in microbial soil biodiversity around Uppsala, Sweden. Biodiversity serves an important role in how an ecosystem performs and functions. A large part of Earth's biodiversity exists below ground in soil, where microorganisms interact with plants. It would be beneficial to analyse the abundance and spread of some microorganisms in order to gain a better understanding of soil biodiversity. We suggest that one species family to study could be Phytophthora. Phytophthora is a genus of oomycetes that often are pathogenic, causing disease in various trees and other plants. It is unknown exactly how widespread the genus is today, making it extra interesting for the proposed study. For the general public to be able to do this a device needs to be developed that is easy to use and preferably could be used directly in the field. An isothermal amplification method is suitable for identifying the microorganism under these conditions. Many isothermal amplification methods are expensive, perhaps too expensive for a citizen science study, but have great potential for easy field testing. We propose a device utilizing RPA and lateral flow strips. RPA - Recombinase Polymerase Amplification is a method for amplification that might be suitable since it is simple, sensitive, and has a short run time. It is however expensive, which is an issue, but isothermal amplifications are expensive across the board. Lateral flow strips can be used to visualize the results. They utilize antibodies to detect the previously amplified amplicons, and give a positive or negative test answer that would be understandable to even untrained study participants. One of the biggest obstacles identified in this project concerns amplifying DNA from a soil sample, because an extraction step is necessary. The methods we have identified for extraction are not performable in the field, since they require centrifugation. In the proposition for a device a possible work-around for this is proposed, but since it has yet to be tested it is not yet known whether it will work or not.

The urge for more sustainable living motivated the Stockholm Tiny House Expo. The project aims to build a floating, sustainable, man-made island for living and working outside of Stockholm. This paper proposes a waste management method with possible energy recovery for the island. It introduces a comprehensive system that integrates decentralized wastewater treatment with energy generation through anaerobic treatment. A by-product of the wastewater treatment process, the sludge, is combined with food waste to generate energy through biogas. The island’s organic waste (wastewater and food waste) is thereby managed sustainably. The results of this report require further research. The energy supply from the biogas reactor was calculated to be 52.19 MWh. The wastewater treatment process was designed with an objective of 90% reduction of BOD5, to comply with the Swedish regulations for wastewater discharge to natural bodies of water, including the ocean. The system's total volume proposed is 11.25 m3, which is the sum of the volumes of all the reactors, or tanks, needed to complete the treatment.

Undersökningen syftar till att ge en bild av vilka förutsättningar och möjligheter det finns för uppförande av en försorteringsanläggning där plasten i avfallet kan sorteras ut. Detta sker genom att undersöka ekonomiska besparingar genom minskat behov av utsläppsrätter, identifiera lämplig utsorteringsteknik, utreda hur avsättningen för utsorterad plast kan se ut genom att identifiera potentiella mottagare samt kostnader för avsättning och transport. Undersökningen tyder på att NIR-teknik är den mest lämpliga för en försorteringsanläggning. Med Svensk Plaståtervinning som mottagare beräknas en framtida försorteringsanläggning kunna minska mängden plast som går till förbränning med 48%. Detta motsvarar en kostnadsbesparing i utsläppsrätter på 7 670 000 kr per år med dagens utsläppsrättspriser och 9 850 000 kronor per år med estimerade värden för framtidens utsläppsrättspriser. En medförd årlig transportkostnad av den utsorterade plasten till mottagare beräknas uppgå på 632 000 kronor per år. Det finns idag ett flertal potentiella mottagare av den utsorterade plasten men ett pris för denna hantering är svårt att få och kräver vidare utredning och diskussion. Ett ungefärligt europeiskt marknadspris för hantering av utsorterad förpackningsplast är givet till cirka 250 €/ton.

Palynology or the study of pollen, is essential understand the relationship between plants and their pollinators. Traditionally, pollen grains are identified by microscopy. The method has several shortcomings, such as being time-consuming and having low taxonomic resolution. DNA-barcoding-based sequencing can identify pollen at the genus and species levels without specialized paleontological expertise. Aim of this study is to assess which molecular approach can be the most effective tool and is the most cost-effective for the identification of pollen from mixed pollen samples. A DNA metabarcoding study was conducted using the rbcL barcode gene for pollen identification using two sequencing techniques: Sanger and MinION. DNA metabarcoding produced taxonomic data easily. For the analysis of Sanger and MinION sequencing data, BLAST and KRAKEN2 were used respectively. Pavian and KRONA were later used to visualize the MinION sequencing data. Various plant species native to Sweden were identified with this metabarcoding approach. However, the reference database failed to identify a few of them, thus indicating the need to expand the reference database.

Termen koliforma bakterier beskriver en grupp indikatororganismer som används för att bedöma renligheten och integriteten hos reningsverk samt distributionssystem som nyttjas vid dricksvattenproduktion. För närvarande ställer styrande förvaltningsmyndigheter endast krav på detektion av antalet koliforma bakterier i dricksvatten via odlingsbaserade metoder. Dessa odlingsbaserade metoder särskiljer och upptäcker koliforma bakterier, och Escherichia coli specifikt, baserat på deras tillväxt samt enzymatiska aktivitet på selektiva kromogena och fluorogena agarplattor. Den definition av koliforma bakterier som dessa lagstiftningar ger upphov till identifierar endast koliforma bakterier baserat på deras metabolism och enzymatiska aktivitet, vilket är otillräckligt för att taxonomiskt identifiera olika bakterier inom denna grupp. För att uppnå detta krävs en definition baserad på fylogenetik. Detta masterexamensarbete beskriver undersökandet av metoder för taxonomisk identifiering av koliforma bakterier baserade på en kombination av odlingsbaserade och molekylära metoder. Vattenprover från Mälaren och Lovös vattenverk i Stockholm användes för att isolera koliforma bakterier via membranfiltrering, följt av odling på selektiva medier. De isolerade kolonierna och membranfiltrerna användes för att extrahera genomiskt DNA, följt av amplifiering av specifika gener associerade med E. coli och koliforma bakterier via PCR. Dessa inkluderade lacZ-genen, uidA-genen, yaiO-genen och 16S rRNA-genen. Produkterna från lyckade genamplifieringar sekvenserades för att taxonomiskt klassificera sekvenserna och identifiera olika koliforma bakterier. Två vattenprover med inloppsvatten skickades även för metagenomisk analys av dess mikrobiom. Dessa resulta indikerade att ett odlingssteg var nödvändigt för att producera tillräckligt med biomassa och genomiskt DNA för att lyckas med genamplifieringar utan att behöva filtrera enorma mängder vattenprover. De utvalda primrarna uppvisade även varierande framgång i att amplifiera målgenerna hos koliforma bakterier. Bakteriekoloniernas fysiska utseende på de selektiva agarplattorna och resultaten från genamplifieringarna uppvisade inte sammanhängande resultat, vilket indikerar ett behov av att ytterligare undersöka och optimera de utförda PCR-protokollen. Trots detta visade metoden potential för taxonomisk identifiering av koliforma bakterier. 16S rRNA-gensekvenserna möjliggjorde identifieringen av potentiella kontaminanter som grampositiva bakterier (Micrococcus and Staphylococcus) och andra, icke-koliforma, gramnegativa bakterier (Pseudomonas and Aeromonas) på de selektiva agarplattorna. Denna information kombinerat med bakteriekoloniernas utseende på agarplattorna och resultaten från övriga genamplifieringar kan möjliggöra ett sätt att skilja på falska positiva, falska negativa, sanna positiva och sanna negativa resultat från nuvarande detektionsmetoder för koliforma bakterier. Ytterligare optimering av olika aspekter av metoderna och arbetsflödet kring identifiering av koliforma bakterier är nödvändig innan man kan införa ett liknande tillvägagångssätt i ett reningsverk. / The term coliform bacteria describes a group of indicator organisms used to measure the cleanliness and integrity of drinking water treatment plants and distribution systems. Currently, the only legal requirement set by government agencies pertains to the detection and enumeration of these bacteria via cultivation-based methods. These methods distinguish coliform bacteria and Escherichia coli based on their growth and enzymatic activity on selective chromogenic and fluorogenic agar plates. However, the legislative definition concerning their metabolism and enzymatic production is insufficient to identify bacteria within this group taxonomically. Instead, a definition based on phylogenetics is required. This master’s thesis describes the exploration of methods for the characterization and identification of coliform bacteria via a combination of cultivation-based and molecular methods. Water samples from Lake Mälaren and the Lovö drinking water treatment plant in Stockholm were used to isolate coliform bacteria via membrane filtration and cultivation on a selective agar medium. The isolated colonies and filtered membranes were subjected to DNA extraction, followed by gene amplification of target genes associated with E. coli and coliform bacteria via PCR. This included the lacZ gene, the uidA gene, the yaiO gene, and the 16S rRNA gene. Successful gene amplicons were sent for sequencing to assign taxonomic values to the sequences and identify coliform bacteria. Two inlet water samples were also sent for metagenomic analysis of the microbiome. An incubation step was necessary to gather enough biomass to extract sufficient genomic DNA for gene amplifications and avoid the need to filtrate large volumes of water. The selected primer pairs exhibited various degrees of success in amplifying the targeted genes of coliform bacteria. The physical appearance of coliform colonies on the selective chromogenic agar plates and the results from the gene amplifications displayed no discernable pattern, indicating the need to further investigate and optimize the PCR procedures. However, the method indicated a potential for coliform bacteria identification. 16S rRNA gene sequences allowed for the distinction of potential contaminants on the selective agar media in gram-positive bacteria (Micrococcus and Staphylococcus) and other non-coliform, gram-negative bacteria (Pseudomonas and Aeromonas). In conjunction with the physical appearance of bacterial colonies on selective media and successful gene amplicons of the targeted genes, this information could allow one to distinguish between false positive, false negative, true positive, and true negative results from current coliform detection and enumeration methods. Further optimization of various aspects of the coliform bacteria identification methods is necessary before introducing a similar approach to a water treatment plant context.

For several years, blooming of algae around the Caribbean islands, including Grenada, has been an issue. This influenced AlgaeFuel Technology into looking at the possibility of biogas production with macroalgal biomass in Grenada. Grenada is dependent on fossil fuels to meet its energy needs. Using the algae for producing biogas could possibly decrease greenhouse gas emissions. There are different factors affecting the production of biogas and therefore, the purpose of this project is to optimize a biogas plant with the use of macroalgal biomass, with focus in Grenada. A literature review was made to gain more knowledge about biogas production through anaerobic digestion, particularly by using macroalgae as biomass. An experiment was made through building four biogas plants in mini format with guidelines from the Swedish University of Agriculture Science. Each plant was fed with different combination of biomass to be compared in biogas production. The result from the experiment gave no clear differences in biogas production which most likely was due to errors during the experiment. Optimizing of a biogas plant includes several aspects. Pretreatment has shown to be an effective way of increasing the methane yield and the biogas production rate. Temperature regulation is significant in order to achieve a more efficient biogas production. The effect of pretreatment and temperature regulation needs to be compared with their energy consumption for a sustainable biogas production. Continues supply of biomass need to be secured which can be done by storing of algae in seasons with abundance and utilization of alternative types of biomass. A combination of biomass through co-digestion is an effective way of increasing the methane yield and also make the biogas plant more efficient in the longer run. In Grenada it is important to prioritize sustainable solutions that can fulfill Grenada’s vision towards 2030, with 100 percent renewable energy. Utilization of macroalgal biomass for biogas production in Grenada can be a solution to both decrease the negative impact of algae bloom and increase the share of renewable energy. / Under flera år har algblomning runt de Karibiska öarna, däribland Grenada, varit ett problem. Detta influerade AlgaeFuel Technology till att se närmare på möjligheterna för biogasproduktion med makroalger som biomassa i Grenada. Grenada är beroende av fossila bränslen för att möta sitt energibehov. Att använda algerna för produktion av biogas kan möjligtvis minska utsläpp av växthusgaser. Det finns olika faktorer som påverkar biogasproduktion och syftet med detta projekt är därför att optimera en biogasanläggning med användning av makroalger som biomassa, med fokus i Grenada. En litteraturstudie gjordes för att få mer kunskaper om biogasproduktion genom syrefri rötning, särskilt med användning av makroalger som biomassa. Ett experiment gjordes genom att bygga fyra biogasanläggningar i miniformat med riktlinjer från Svenska lantbruksuniversitetet. Varje anläggning var matad med fyra olika kombinationer av biomassa för att bli jämförd i produktion av biogas. Resultatet från experimentet gav inga tydliga skillnader i biogasproduktion vilket troligen berodde på felkällor under experimentet. Vid optimering av en biogasanläggning inkluderas flera aspekter. Förbehandling har visat sig att vara ett effektivt sätt att öka utbytet av metan och hastigheten av biogasproduktionen. Temperaturreglering är viktigt för att uppnå en mer effektiv biogasproduktion. Effekten av förbehandling och temperaturreglering behöver jämföras med deras energikonsumtion för att få en hållbar biogasproduktion. En kontinuerlig tillgänglighet av biomassa behövs, vilket kan uppnås genom lagring av alger under säsonger med överflöd samt användning av alternativ biomassa. En kombination av biomassa genom samrötning är ett effektivt sätt att öka metanutbytet och även göra biogasanläggningen mer effektiv i det långa loppet. I Grenada är det viktigt att prioritera hållbara lösningar som kan uppnå deras vision fram mot 2030 med 100 procent förnyelsebar energi. Att använda makroalger som biomassa för biogasproduktion i Grenada kan vara en lösning för att båda minska dom negativa effekterna från algblomning och öka andelen förnyelsebar energi.

Bioreactors are used to carry out bioprocesses and are commonly used in e.g. biogas production and wastewater treatment. Two common hydraulic models of bioreactors are the continuous stirred tank reactor (CSTR) and the plug-flow reactor (PFR). In this paper, a differential equation system that describes the substrate, biomass and inert biomass in the bioreactors is presented. It is used in a steady-state analysis and design of CSTRs in series. Monod kinetics were used to describe the specific growth rate and the decay of biomass was included. Using the derived systems of differential equations, two optimization problems were formulated and solved for both CSTRs in series and for a CSTR+PFR. The first optimization problem was to minimize the effluent substrate level given a total volume, and the second was to minimize the total volume needed to obtain a certain substrate conversion. Results show that the system of differential equations presented can be used to find optimal volume distributions that solves the optimization problems. The optimal volume for N CSTRs in series decreases as N increases, converging towards a configuration of a CSTR followed by a PFR. Analyzing how the decay rate affects the results showed that when the total volume was kept constant, increasing the decay rate caused less difference between the configurations. When the total volume was minimized, increasing the decay rate caused the configurations to diverge from each other. The presented model can be used to optimally divide reactors into smaller zones and thereby increasing the substrate conversion, something that could be of interest in e.g. existing wastewater treatment plants with restricted space. A fairly accurate approximation to the optimal design of N CSTRs in series is to use the optimal volume for the CSTR in the configuration with a CSTR+PFR and equally distribute the remaining volumes. / Bioreaktorer används för att utföra olika biologiska processer och används vanligen inom biogasproduktion eller för rening av avloppsvatten. Två vanliga hydrauliska modeller som används vid modellering av bioreaktorer är helomblandad bioreaktor (på engelska continuous stirred tank reactor, CSTR) eller pluggflödesreaktor (på engelska plug-flow reactor, PFR). I den här rapporten presenteras ett system av differentialekvationer som används för att beskriva koncentrationerna av substrat, biomassa och inert biomassa i både CSTR och PFR. Ekvationssystemet används för analys och design av en serie CSTRs vid steady-state. Tillväxten av biomassa beskrivs av Monod-kinetik. Avdödning av biomassa är inkluderat i studien. Från ekvationssystemet formulerades två optimeringsproblem som löstes för N CSTRs i serie och för CSTR+PFR. Det första optimerinsproblemet var att minimera substrathalten i utflödet givet en total volym. I det andra minimerades den totala volymen som krävs för att nå en viss substrathalt i utflödet. Resultaten visade att ekvationssystemet kan användas för att hitta den optimala volymsfördelningen som löser optimeringsproblemen. Den optimala volymen för N CSTRs i serie minskade när antalet CSTRs ökade. När N ökade konvergerade resultaten mot de för en CSTR sammankopplad med en PFR. En analys av hur avdödningshastigheten påverkade resultaten visade att en ökad avdödningshastighet gav mindre skillnad mellan de två olika konfigurationerna när den totala volymen hölls konstant. När den totala volymen istället minimerades ledde en ökad avdödningshastighet till att de två konfigurationerna divergerade från varandra. Modellen som presenteras i studien kan användas för att fördela en total reaktorvolym i mindre zoner på ett optimalt sätt och på så vis öka substratomvandlingen, något som kan vara av intresse i exempelvis befintliga avloppsreningsverk där utrymmet är begränsat. En relativt bra approximation till den optimala designen av N CSTRs i serie är att optimera volymerna för en CSTR+PFR, använda volymen för CSTR som första volym i konfigurationen med N CSTR i serie, och sedan fördela den kvarvarande volymen lika mellan de övriga zonerna.