Rent vatten är en förutsättning för allt liv på jorden men utsläpp av föroreningar från mänskliga aktiviteter snedvrider ekosystemen med allvarliga konsekvenser som följd. Bristfällig rening och utsläpp av obehandlat avloppsvatten till naturen orsakar syrebrist och övergödning i vattenmiljöer. I svenska städer renas avloppsvatten i kommunala reningsverk genom mekanisk, biologisk och kemisk rening. Utanför städerna där kommunal anslutning inte är möjlig finns små anläggningar, så kallade enskilda avlopp, som renar avloppsvatten från en enskild fastighet eller ett mindre antal hushåll. Avloppsvatten från bensinstationer renas ofta i enskilda avloppsanläggningar där små reningsverk blir en allt vanligare reningsmetod. Reningsverken dimensioneras utifrån en branschgemensam definition av hushållsavlopp, vilken kan avvika starkt från det avloppsvatten som produceras i fastigheten till följd av avsaknad av bad-, disk- och tvättvatten. Framförallt är höga halter av organiskt material och kväve orsaker till skillnaderna. Naturvårdsverkets krav för utsläpp från enskilda avlopp förväntas vara uppfyllda även för avloppsvattnet från bensinstationer, trots att förutsättningarna i avloppet skiljer sig avsevärt från de som ligger till grund för kraven. I utredningen ingår tre små reningsverk som renar avloppsvatten med höga halter organiskt material från bensinstationer. De två reningsverken med biofilmsprincip har problem att klara kraven för rening av kväve. Dessutom undersöks inverkan av en reservoar och hypotesen är att den genomsnittliga reningsgraden ökar då reservoaren utjämnar de starkt varierande flödena. I reningsverket med aktivt slam uppstår problem med att det aktiva slammet dör och avger fräna lukter. Prover togs och analyserades vid samtliga reningsverk. Utredningen syftar till att finna orsakerna bakom de nedsatta reningsgraderna och föreslå åtgärder. De frågor som ställs är hur kvävereningen fungerar i biofilmsanläggningarna och hur den kan förbättras samt vad orsakerna är till varför det aktiva slammet dör och hur det kan undvikas. Resultaten pekade på fosforbrist i reaktorerna på biofilmsanläggningarna, vilket hämmade mikroorganismernas aktivitet vid reduktion av organiskt material som försvårade möjligheterna till kvävereduktion. Storleken på tankarna var sannolikt för små eller för få i förhållande till den höga organiska belastningen. Reservoaren i biofilmsanläggningen hade enligt utredningen en utjämnande effekt på reningsgraden av kväve och fosfor, men hade ingen påverkan på reduktionen av organiskt material. I aktivslamanläggningen orsakade den höga halten organiskt material syrebrist, vilket tillsammans med sulfat från fällningskemikalien ledde till bildandet av illaluktande vätesulfid samt det giftiga och svarta järnsulfid. För att öka reningsgraden av kväve i biofilmsanläggningarna föreslås att fosforreduktionen placeras efter den biologiska reningen och tillsats av en annan typ av flockningsmedel i slamavskiljaren rekommenderas för att underlätta reduktionen av organiskt material. För att undvika sulfidbildning i aktivslamanläggningen krävs en ökad syresättning. En kloridbaserad fällningskemikalie förordas framför en sulfatbaserad, eftersom tillgång till sulfat möjliggör bildandet av sulfider. / Clean water is essential for all life but emissions of pollutants from human activities are disturbing the balance in ecosystems leading to severe consequences. Poor treatment of domestic wastewater can cause anoxic waters and eutrophication in aquatic environments. In Swedish cities, domestic wastewater is treated in municipal wastewater treatment plants through mechanical, biological and chemical treatments. Where connection to the municipal wastewater treatment plants is not available, the wastewater from a single or a few households are treated in decentralized treatment plants. Wastewater, mainly from toilets, on gas stations is a typical example of individual sewage and decentralized treatment plants are becoming more common. The decentralized treatment plants are dimensioned based on an industry-wide definition of domestic sewage, which can differ greatly from the sewage produced in gas stations because of the lack of diluting bathing and washing water. The high concentration of organic matter and nitrogen is mainly the explanation to the differences. Regulation for emissions from domestic wastewater that has been made by the Swedish Environmental Protection Agency applies to this special wastewater even though the preconditions in the wastewater are significantly different from the ones that form the basis for the requirements. This study includes three decentralized treatment plants treating domestic wastewater with a high organic load having problems to meet the requirements of the authorities. Two of the treatment plants are based on the principle of fixed biofilm and is investigated because of their inadequate reduction of nitrogen. The difference between the two plants is a reservoir and a hypothesis is that it has a positive effect of the total reduction rate by smoothing of the incoming flow. The third treatment plant is a batch reactor with activated sludge that now and then has problems with pungent odors and dead activated sludge colored black. Samples were taken and analyzed at all treatment plants. The questions posed are how the reduction of nitrogen is working in the biofilm plants and how it can be improved, as well as the question about the reasons behind the dead sludge in the batch reactor with activated sludge and how it is prevented. The effect of the reservoir on the reduction rate is also investigated. The results revealed a lack of phosphorus in the bioreactors with fixed biofilm, which inhibited the microbial activity and thus the reduction of organic matter and nitrogen. The size of the reactors was at the same time probably too small relative to the organic load. The investigation showed that the reservoir in the biofilm plant had a positive effect on the reduction rate for total nitrogen and phosphorus. The high concentration of organic matter caused poor oxygen exchange in the batch reactor with activated sludge, leading to the formation of toxic hydrogen sulfide and iron sulfide. The sulfides explained the bad odors and why the activated sludge died. The proposed action for the biofilm plant is to place the reduction of phosphorus after the biological treatment, for example filtration. In the batch reactor with activated sludge is increased oxygen exchange suggested, in combination with a new precipitation chemical that is not based on iron sulfate, but chloride, because access to sulfate enables the formation of sulfides.

Biogas is a renewable energy produced through anaerobic digestion, which means that organic matter is degraded by microorganisms under anaerobic conditions. The produced biogas can then be used for cogeneration, electricity, heat or upgraded to vehicle gas. Eskilstuna Energy & Environment AB has four digesters at Ekeby water sewage treatment plant, Eskilstuna. One of the biogas reactor (RK4) is equipped with a jet-mixing system while the remaining digester uses top-mixing. The mixing system is an important parameter to achieve optimum operating conditions for the process regarding gas production and degree of digestion. This study aims to evaluate the two mixing systems, jet-mixing and top- mixing. The design of the reactors is identical and they are assumed to be fed with the same amount of substrate. By collection, analysis and compiling of process- and operational data such as gas production, degree of digestion and energy consumption for the two different systems their performance has been compared to each other. Different operational conditions considering the energy consumption for the jet-mixing system has been done theoretical to try to reduce the energy consumption. The result shows that both rectors operates under stable process conditions, although the result indicates that the gas production for the reactor installed with jet-mixing system is greater than the system with top-mixing system. Hopefully, the result of the study could be used of Ekeby water sewage treatment plant as an indication of how the system could be run. Keywords: Biogas, mixing, mixing system, anaerobic digestion, gas production, energy consumption, degree of digestion, Ekeby water sewage plant. Nyckelord: Biogas, omrörning, omrörningssystem, anaerob rötning, gasproduktion, energiförbrukning, utrörningsgrad, Ekeby reningsverk.

I och med Sveriges åtaganden i Baltic Sea Action Plan (BSAP) och de miljökvalitetsnormer (MKN) som beskrivs i ramdirektivet för vatten kommer Käppalaverket sannolikt ställas inför strängare kväve- och fosforreningskrav. Käppala kan då bli tvungna att införa en ny processlösning t.ex. efterdenitrifikation och förfällning. Hur detta kommer att påverka det totala koldioxidavtrycket utreds i denna rapport. Tidigare har stora energiutredningar utförts på verket men aldrig har ett samlat koldioxidavtryck dokumenterats. En kartläggning över Käppalaverkets totala koldioxidavtryck 2011 gjordes för att skapa en referens för framtida modellering. Utvärderingen visade att Käppalaverkets totala koldioxidavtryck var 16 kg CO2,ek/pe, år. Ryaverket, som gjort en liknande utredning, hade ett totalt koldioxidavtryck runt noll. Det höga koldioxidavtrycket för Käppalaverket, jämfört med Ryaverket, beror framförallt på den höga lustgasemissionen från aktivslambassängen. Under hösten 2012 utfördes mätningar av lustgas för att få fram ett nyckeltal på bildad lustgas per reducerad kväve. Mätningarna visade på en relativt hög lusgasbildning 1,7 % bildad lustgas per reducerad kväve. För att ge svar på vad den nya processlösningen med strängare reningskrav skulle innebära för koldioxidavtrycket, kalibrerades och utvidgades den befintliga reningsverksmodellen Benchmark Simulation Model no.2 (BSM2). I utvidgningen av BSM2 inkluderades beskrivningar över hur Käppalas processer bidrar till koldioxidavtrycket. För att uppnå de nya reningskraven kan dagens fördenitrifikation kompletteras med en efterdenitrifikation och dagens simultanfällning ersättas med förfällning. Modellens biologi kalibrerades med två perioder, ett sommarflöde och ett höstflöde. Sedan simulerades 2011 för att ha ett referensvärde att jämföra framtida simuleringar med. Förfällning visade sig ge en ökad biogasproduktion som bidrog starkt till ett minskat avtryck. Däremot bidrog den ökade energiförbrukningen och lustgasemissionen i den biologiska reningen till ett ökat avtryck. Simuleringen med dagens rening gav ett koldioxidavtryck på cirka 14 kg CO2/pe, år och framtidens processlösning för ökad kväve- och fosforrening gav ett nästan dubbelt så stort avtryck, 26 kg CO2/pe, år. Kostnaden för den totala reningen uttryckt i koldioxidekvivalenter blir i framtiden 4,2 kg CO2/NRED mot dagens 2,5 kg CO2/NRED. En simulering av strängare reningskrav samt ökad flödesbelastning från dagens 440 000 pe till 700 000 pe visade på svårigheter att uppnå de nya reningskraven. Reningskraven kunde inte hållas under de högflödesperioder som uppkom under året på grund av slamflykt från eftersedimenteringarna. Utformningen av reningskraven är betydelsefull för branschen som helhet. Samtliga simuleringar visar svårigheter att hålla kvävekravet vid vårfloden. Det är därför av stor betydelse om kraven formuleras på årsbasis eller om de formuleras månadsvis för att reningsverken ska klara de nya kraven. / In accordance with the Baltic Sea Action Plan (BSAP) and the EU water framework directive the Käppala waste water treatment plant (WWTP) could face more stringent discharge limits for phosphorous and nitrogen. To meet these limits Käppala has to change the treatment process, for example implement pre-precipitation and post-denitrification. The effect of more stringent discharge limits on the carbon footprint has not been studied at Käppala WWTP and will be studied in this report. In 2011 a static summary of the carbon footprint was made and serves as a reference for modeling. The evaluation showed that the total carbon footprint of Käppala was approximately 16 kg CO2/pe, yr. At the Rya WWTP in Gothenburg a similar study indicated a carbon footprint of 0 kg CO2/pe, yr. The difference between Käppala WWTP and Rya WWTP is explained by the large nitrous oxide emission from the activated sludge process at Käppala WWTP. During autumn 2012 the nitrous oxide emission was measured in one treatment line at Käppala, in order to get a standard value to use in the model. The measurements showed that 1.7 % of the removed nitrogen was emitted as nitrous oxide gas. An existing model, Benchmark Simulation Model no.2 (BSM2), was extended to model the effect on the carbon footprint with a future process configuration due to more stringent discharge limits. Every process that affects the carbon footprint was described by equations to simulate the emissions from the different treatment processes regarding energy consumption, chemical consumption and transport. In order to meet the new demands, current biological and chemical water treatment with pre- denitrification and simultaneous precipitation was substituted with combined pre and post denitrification and pre precipitation. The calibration of the model was made for two periods in 2011. When the suggested process configuration, with post-denitrification and pre-precipitation, was implemented it showed that the pre- precipitation increased the production of biogas and therefore decreased the carbon footprint. However, the increased nitrous oxide emission and the increased energy consumption due to the more stringent limits resulted in an increased footprint. A simulation of existing and future process configuration showed that the total footprint would increase from approximately 14 kg CO2/pe, year to 26 kg CO2/pe, year. The cost for the extra nitrogen removal would increase from 2.5 kg CO2/NRED to 4.2 kg CO2/NRED. The simulations showed that more stringent limits and increased load from 440 000 pe to 700 000 pe could be met at “normal” flow. At wet weather flow however, the process became unstable with high concentrations of effluent organic nitrogen as a result. A big question for the industry is the design of these new limits for phosphorous and nitrogen. It is of great importance whether the new limits are based on a yearly or monthly average.

Kommunal avloppsvattenrening är en energikrävande verksamhet. Det beror till stor del på att avloppsvattnet behöver transporteras med hjälp av pumpar och att den biologiska reningen kräver syretillförsel. Reningen ger även upphov till ett slam och behandlingen av detta kräver ytterligare energi. Samtidigt kan det energirika slammet utnyttjas för att alstra energi. Att minska energiförbrukningen är till nytta både för samhället och för miljön. Syftet med detta examensarbete var att utveckla ett enkelt verktyg som stöd till personer som arbetar med avloppsvattenrening. De ska få en helhetsbild över verkets energiförbrukning. Därför har ett konfigurerbart visualiseringsverktyg över mass- och energiflöden för ett avloppsreningsverk tagits fram i Excel. Även om insamlad data kommer från befintliga reningsverk och litteraturstudier, kan användaren själv justera flera parametrar för anpassning till egna erfarenheter. Arbetet är utfört på initiativ av och i nära samarbete med IVL – Svenska Miljöinstitutet. Det är delvis baserat på ett tidigare examensarbete, som samlat in och kartlagt energiflöden utifrån ett antal svenska och utländska studier. Verktyget visar mass- och energiflöden genom biologisk rening och slambehandling i form av rötning och avvattning. Även utökad slambehandling i form av torkning, förbränning och förgasning undersöks ur ett energiperspektiv. Dessutom studeras hur teknik för bättre energiutnyttjande – värmeväxlare, värmepumpar och kraftvärmeverk – kan användas för att tillvarata energi i vatten, slam och producerad bio- och syntesgas. Resultatet visar att värmepumpar för utgående renat vatten är en energieffektiv metod, som fler verk kan använda sig av. Med tekniken täcks det interna värmebehovet och överskottet kan säljas till fjärrvärme. Att använda producerad gas i kraftvärmeverk för intern el- och värmeproduktion är också ett alternativ. Det får dock vägas mot möjligheten att uppgradera gasen till fordonsgaskvalitet. Både förbränning och förgasning är intressanta alternativ för vidare slambehandling, även om förgasning fortfarande är på utvecklingsstadiet. / Municipal wastewater treatment is an energy intensive activity. It depends largely on the need for pumps for transporting the sewage water and the aeration of the biological treatment. The process produces sludge, and treating it demands even more energy. But the energy-rich sludge may also be utilized for energy production. A lower energy-cost is of value for society and the environment. The purpose of this thesis was to develop a simple tool as support for employees at wastewater treatment plants (WWTP). They shall get a holistic view of their power consumption. A configurable visualization tool showing mass- and energy flows has therefore been constructed in Excel. The tool is based on collected data from actual WWTPs and literature studies, but the user can adjust several parameters for adaptation to personal experiences. The thesis is carried out at the initiative of and in close collaboration with IVL – Swedish Environmental Research Institute. It is a continuation of an earlier master thesis, which gathered data and mapped energy flows based on a number of Swedish and foreign studies. The tool shows mass and energy flows through biological treatment and sludge treatment with anaerobic digestion and dewatering. Enhanced sludge treatment by drying, incineration and gasification is also investigated from an energy perspective. Technology for energy efficiency – heat exchangers, heat pumps and combined heat and power plants – are studied for their ability of collecting energy from water, sludge and bio- or syngas. Result shows that using heat pumps for clean water leaving the treatment plant are an energy effective solution, which may be further implemented. The solution covers internal heat demand and surplus heat may be sold as district heating. Another alternative is to send produced gas to a combined heat and power plant for electricity and heat production, although it may be more favorable to upgrade the gas to vehicle gas quality. Both incineration and gasification are interesting alternatives for further sludge treatment, although gasification is an “unproven” technology.

Due to an increased population and future risks of drought in Halmstad municipality, the pres- sure on water reservoirs increases. To address future challenges and decrease the dependency on large amounts of precipitation, Laholmsbuktens Water and Sewer as started to investigate the opportunity to re-infiltrate purified wastewater. Therefore, I studied the possibility to re- infiltrate purified wastewater into a pit and produce drinking water. To investigate the possibil- ity, I selected to conduct a literature study. I started to compile the limit values for drinking water and outflowing concentrations from Western shore wastewater treatment plant for all the substances I studied. Then I investigated the pits purification capacity, through comparing the concentration after purification of the pit with limit values I could establish which substances required further purification. The pits area requirement and suitable further purification treat- ment for the studied substances were also examined. The investigated substances are chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD), total nitrogen (tot-N), total phos- phorus (tot-P), ammonium, suspended solids, 7 heavy metals, 10 pharmaceuticals and 11 Poly- and perfluoroalkyl substances (PFAS). The results showed that COD, BOD, diklofenak, kar- bamazepin, zink and all PFAS-substances required further purification before the water entered the pit. The most suitable further purification for the studied substances established to be ultra- filtration as pre-treatment to reverse osmosis and it requires four 1.5 hectare basins to infiltrate the desired amount of water. Therefor the conclusion of this study is, that it is possible to create drinking water by infiltrating wastewater from Western shore wastewater treatment plant into the specific pit. However, the wastewater requires ultrafiltration and reverse osmosis treatment before infiltration in order to remove contamination that will not be removed by the infiltration process.

Syfte: Studiens syfte var “Att kartlägga tillvägagångssätt för hur resursanvändningen i reningsverk kan effektiviseras” i företag med reningsverk som stödprocess. För att besvara studiens syfte har två frågeställningar upprättats: ”Hur kan kartläggningen av reningsverk systematiskt genomföras?” samt “Hur kan resursanvändningen effektiviseras?”. Metod: En fallstudie genomfördes för att få ett helhetsperspektiv och samla in så täckande information som möjligt. De datainsamlingsmetoder som användes i studien var: observation, intervju, dokumentstudier och litteraturstudier. Resultat: Genom teori och empiri kunde en analys genomföras för att få ett resultat och kunna besvara studiens syfte och frågeställningar. Resultatet visade att Lean kunde användas för att kartlägga reningsverk. Vidare har faktorer som påverkar effektiviseringen av resursanvändningen identifierats. Dessa faktorer bestod av reningsverket flöde, utrustning, kapacitet, layout, teknik, grad av standardisering och manuell hantering. Teoretiskt bidrag: Studiens teoretiska bidrag är att Lean-filosofin, med dess verktyg och metoder, kan användas för att kartlägga och studera flödet i reningsverk. Faktorer för hur resursanvändningen kan effektiviseras har också kunnat påvisas. Empiriskt bidrag: Ett flödesschema har kunnat upprättas för reningsverksprocessen samt ett spagettidiagram för hur den anställde som arbetar i reningsverket får förflytta sig för att utföra sina arbetsuppgifter. Fortsättningsvis har information från observationer, intervjuer, dokumentstudier samt litteraturstudier gett förståelse om företaget och verksamheten där reningsverket finns. Slutligen har en tabell kunnat sammanställas för vilka faktorer som påverkar effektiviseringen av resursanvändningen. Dessa faktorer kan vara av användning för företag med reningsverk som stödprocess, men även företag med andra typer av stödprocesser, vid effektivisering av sin resursanvändning. / Purpose: The purpose of the study was "To map out how resource use in treatment plants can be made more efficient" in companies with treatment plants as a support process. To answer the aim of the study, two research questions have been established: "How can treatment plants be systematically mapped out?" and "How can resource use be made more efficient?". Method: A case study was conducted to get a holistic perspective and to collect as comprehensive information as possible. The data collection methods used in the study were: observation, interview, document studies and literature studies. Findings: Through theory and empirical data, an analysis was made to be able to answer the study's purpose and research questions. The result showed that Lean could be used to map treatment plants. Furthermore, factors that affect the efficiency of resource use have been identified. These factors consisted of the treatment plant flow, equipment, capacity, layout, technology, degree of standardization and manual handling. Theoretical contribution: The study's theoretical contribution is that Lean philosophy, with its tools and methods, can be used to map and study the flow in treatment plants. Factors for how resource use can be made more efficient have also been identified. Empirical contribution: A flow chart of the treatment plant process has been established and a spaghetti diagram was made for how the employee who works in the treatment plant moves to perform his or her duties. Further has information from observations, interviews, document studies and literature studies provided an understanding of the company where the treatment plant is located. Finally, a table has been compiled for which factors affect the efficiency of resource use. These factors can be of use to companies with treatment plants as support processes, but also companies with other types of support processes, when making their resource use more efficient.

<p>Hedesunda reningsverk är beläget i södra delen av Gävle kommun och hanterar avloppsvatten från Hedesunda samhälle och ett fåtal närbelägna byar. Antalet anslutna personer är strax över 1500. Reningsverket byggdes på 1960-talet och byggdes om i slutet av 1990-talet. Vid ombyggnaden anlades torkbäddar för avvattning av det slam som produceras vid reningsverket. Inledningsvis fungerade dessa torkbäddar bra men sedan 2005 har slammet i bäddarna inte avvattnats i önskad omfattning.</p><p> </p><p>Syftet med detta examensarbete var att utreda hur slamavvattningen i Hedesunda ska se ut i framtiden. Utgångspunkten var att den nuvarande lösningen är otillräcklig och att en förändring är nödvändig. Inledningsvis delades frågeställningen upp i två separata delar: avvattning av slammet och avsättning för avvattnat slam. Fokus låg på ekonomiska och miljömässiga aspekter av slamhantering och en sammanvägning av dessa gjordes där så var möjligt.</p><p> </p><p>Frågan om hur avvattningen bör se ut undersöktes genom att en enkät skickades ut till nio olika företag som levererar avvattningsutrustning. Dessa fick svara på 17 frågor om vilken lösning de ansåg vara bäst lämpad för reningsverket i Hedesunda. Sammanlagt samlades sex olika svar in. Utöver dessa undersöktes även alternativet att restaurera de befintliga torkbäddarna närmare. Detta skedde bland annat genom provtagning och analys av slammet i bäddarna. De olika alternativen för slamavvattning sammanställdes och jämfördes genom att varje undersökt parameter delades in i intervall som gav olika betyg. De tre alternativ som enligt denna undersökning ansågs bäst lämpade var att restaurera de befintliga bäddarna, att anlägga vassbäddar eller att installera en mindre silbandpress.</p><p> </p><p>Då slammet avvattnats återstår frågan kring hur det avvattnade slammet ska hanteras. Detta undersöktes genom att två alternativ studerades närmare. Dessa var att fortsätta med den nuvarande hanteringen som är kompostering och tillverkning av anläggningsjord eller att certifiera slammet genom REVAQ och sprida det på åkermark. Ett försök till att skatta kostnaden för de båda alternativen gjordes, bland annat genom att frågor ställdes till de kommuner/driftbolag som idag är certifierade enligt REVAQ. Kostnaden för certifiering och spridning på jordbruksmark är betydligt mycket högre än kostnaden för kompostering. Certifieringsalternativet innebär dock en större måluppfyllelse i och med att fosfor återförs till produktiv mark.   </p><p> </p><p>Resultatet av studien är ett konkret förslag på hur slamavvattning och avsättning för slam vid Hedesunda reningsverk kan skötas i framtiden. Detta förslag innebär att de nuvarande torkbäddarna restaureras och att möjligheterna att certifiera flera delar av Gästrike Vatten AB:s verksamhet utreds närmare. Att enbart certifiera slam från Hedesunda reningsverk anses ekonomiskt orimligt.</p> / <p>Hedesunda wastewater treatment plant (wwtp) is located in the southern part of Gävle municipality in Sweden. The wwtp treats wastewater from Hedesunda community and a few nearby villages. All in all there are approximately 1500 persons connected to the plant. Hedesunda wwtp was originally built in the 1960’s and was restored in the late 1990’s. At the restoration sludge drying beds were built on the site for sludge dewatering. Initially, these beds worked fine but since 2005 the dewatering result has not been satisfactory.</p><p> </p><p>The objective of this master thesis has been to investigate different alternatives for a more effective sludge handling at Hedesunda wwtp in the future. Initially the sludge handling process was divided into two different parts: sludge dewatering and management of dewatered sludge. The focus has been on economical and environmental aspects of sludge handling and where it’s been possible these factors have been weight together.</p><p> </p><p>The question of how a more effective dewatering of sludge could be achieved was answered by a questionnaire that was sent to different companies that supply dewatering equipment to the Swedish market. Altogether six answers were collected. Besides these answers the option of restoring the existing sludge drying beds was also considered. The latter was done by sampling and analyzing sludge in the existing beds, among other things. The different options for dewatering were compiled and compared in a matrix where every parameter was split up in intervals and assigned grades. Three options that received the highest total grade were considered the best options. These were: restoring the sludge drying beds, reed beds and a small belt filter press.</p><p> </p><p>The matter of how to handle the dewatered sludge was simplified to a study of only two alternatives. These were to continue the present handling or to certify the sludge according to REVAQ and use it as fertilizer. Attempts to estimate the cost for the two alternatives were made. The cost for certification is higher than the cost for composting, but to certify the sludge will lead to a higher target achievement.</p><p> </p><p>The study resulted in concrete suggestions for how the sludge at Hedesunda wwtp can be handled in the future. This suggestion states that the existing sludge drying beds should be restored and that the possibility to certify several wwtp:s within Gästrike Vatten AB should be investigated. It is not considered economically plausible to certify sludge from Hedesunda wwtp alone.</p>

Hedesunda reningsverk är beläget i södra delen av Gävle kommun och hanterar avloppsvatten från Hedesunda samhälle och ett fåtal närbelägna byar. Antalet anslutna personer är strax över 1500. Reningsverket byggdes på 1960-talet och byggdes om i slutet av 1990-talet. Vid ombyggnaden anlades torkbäddar för avvattning av det slam som produceras vid reningsverket. Inledningsvis fungerade dessa torkbäddar bra men sedan 2005 har slammet i bäddarna inte avvattnats i önskad omfattning.   Syftet med detta examensarbete var att utreda hur slamavvattningen i Hedesunda ska se ut i framtiden. Utgångspunkten var att den nuvarande lösningen är otillräcklig och att en förändring är nödvändig. Inledningsvis delades frågeställningen upp i två separata delar: avvattning av slammet och avsättning för avvattnat slam. Fokus låg på ekonomiska och miljömässiga aspekter av slamhantering och en sammanvägning av dessa gjordes där så var möjligt.   Frågan om hur avvattningen bör se ut undersöktes genom att en enkät skickades ut till nio olika företag som levererar avvattningsutrustning. Dessa fick svara på 17 frågor om vilken lösning de ansåg vara bäst lämpad för reningsverket i Hedesunda. Sammanlagt samlades sex olika svar in. Utöver dessa undersöktes även alternativet att restaurera de befintliga torkbäddarna närmare. Detta skedde bland annat genom provtagning och analys av slammet i bäddarna. De olika alternativen för slamavvattning sammanställdes och jämfördes genom att varje undersökt parameter delades in i intervall som gav olika betyg. De tre alternativ som enligt denna undersökning ansågs bäst lämpade var att restaurera de befintliga bäddarna, att anlägga vassbäddar eller att installera en mindre silbandpress.   Då slammet avvattnats återstår frågan kring hur det avvattnade slammet ska hanteras. Detta undersöktes genom att två alternativ studerades närmare. Dessa var att fortsätta med den nuvarande hanteringen som är kompostering och tillverkning av anläggningsjord eller att certifiera slammet genom REVAQ och sprida det på åkermark. Ett försök till att skatta kostnaden för de båda alternativen gjordes, bland annat genom att frågor ställdes till de kommuner/driftbolag som idag är certifierade enligt REVAQ. Kostnaden för certifiering och spridning på jordbruksmark är betydligt mycket högre än kostnaden för kompostering. Certifieringsalternativet innebär dock en större måluppfyllelse i och med att fosfor återförs till produktiv mark.      Resultatet av studien är ett konkret förslag på hur slamavvattning och avsättning för slam vid Hedesunda reningsverk kan skötas i framtiden. Detta förslag innebär att de nuvarande torkbäddarna restaureras och att möjligheterna att certifiera flera delar av Gästrike Vatten AB:s verksamhet utreds närmare. Att enbart certifiera slam från Hedesunda reningsverk anses ekonomiskt orimligt. / Hedesunda wastewater treatment plant (wwtp) is located in the southern part of Gävle municipality in Sweden. The wwtp treats wastewater from Hedesunda community and a few nearby villages. All in all there are approximately 1500 persons connected to the plant. Hedesunda wwtp was originally built in the 1960’s and was restored in the late 1990’s. At the restoration sludge drying beds were built on the site for sludge dewatering. Initially, these beds worked fine but since 2005 the dewatering result has not been satisfactory.   The objective of this master thesis has been to investigate different alternatives for a more effective sludge handling at Hedesunda wwtp in the future. Initially the sludge handling process was divided into two different parts: sludge dewatering and management of dewatered sludge. The focus has been on economical and environmental aspects of sludge handling and where it’s been possible these factors have been weight together.   The question of how a more effective dewatering of sludge could be achieved was answered by a questionnaire that was sent to different companies that supply dewatering equipment to the Swedish market. Altogether six answers were collected. Besides these answers the option of restoring the existing sludge drying beds was also considered. The latter was done by sampling and analyzing sludge in the existing beds, among other things. The different options for dewatering were compiled and compared in a matrix where every parameter was split up in intervals and assigned grades. Three options that received the highest total grade were considered the best options. These were: restoring the sludge drying beds, reed beds and a small belt filter press.   The matter of how to handle the dewatered sludge was simplified to a study of only two alternatives. These were to continue the present handling or to certify the sludge according to REVAQ and use it as fertilizer. Attempts to estimate the cost for the two alternatives were made. The cost for certification is higher than the cost for composting, but to certify the sludge will lead to a higher target achievement.   The study resulted in concrete suggestions for how the sludge at Hedesunda wwtp can be handled in the future. This suggestion states that the existing sludge drying beds should be restored and that the possibility to certify several wwtp:s within Gästrike Vatten AB should be investigated. It is not considered economically plausible to certify sludge from Hedesunda wwtp alone.

Björnekulla Fruktindustrier AB i Åstorp vill minska kostnaderna för sin vattenförbrukning i fabriken. Det är endast en liten del av den totala vattenkonsumtionen som hamnar i slutprodukten. Majoriteten av vattnet går åt för tvättning av råvaror och maskinell utrustning. Anledningen till att kostnaderna är höga är den stora andel kommunalt vatten som fabriken köper in. För att minskaden andelen har jag undersökt två alternativ, ett eget reningsverk för återanvändning av vatten och en ny vattentäkt. För att undersöka möjligheten för ett reningsverk har jag analyserat det aktuella vattnet och sorterat ut de ämnen och parametrar som är utanför gränsvärden. Lämpliga reningssteg för att reducera och korrigera dessa parametrar har dimensionerats och sats ihop till ett komplett reningsverk. Att anlägga en ny vattentäkt och tillföra fabriken rent grundvatten är ett enkelt alternativ för att minska kostnaderna. Geologiskt ligger dock fabriken i ett svårt område och det kan vara svårt att hitta tillräcklig mängd vatten. Resultatet är ett förslag som kommer minska fabrikens kostnader avsevärt.

At present, there are more than 2000 wastewater treatments plants (WWTPs) in Sweden. Emissions of nitrogen and phosphorus from these, do contribute to the eutrophication of the Baltic Sea and watercourses on a daily basis. To reduce emissions of phosphorus, the Swedish approach has for the last 50 years been to use chemical precipitation. Today, software is used to test and evaluate different strategies in WWTPs, this in order to improve the operation and get a holistic view over the process. One model that can be used to achieve a holistic view is the Benchmark Simulation Model No. 2 (BSM2). In order to get a software like BSM2 to best mirror the reality, it is important that the model well describes the actual process. Today, BSM2 does not take the load of phosphorus into account, which, if it was included in the model, would describe the process better. In this master thesis, the author has investigated the possibility of extending the BSM2 model, to include phosphorus and chemical precipitation. Thereafter the results from simulations in BSM2 were compared with measurements from Henriksdals WWTP in Stockholm. The results showed that a model, after some simplifications, for phosphorus and chemical precipitation could be included in BSM2. The model uses primary precipitation. Precipitation chemical was added with assistance of a PI controller. Generally the results showed that the model had potential to describe the total flow of phosphorus in the WWTP. In measurements from Henriksdal the average total phosphorus effluent from primary and secondary sedimentation were 3.97 and 0.43 mg/l, respectively. From a steady state simulation in BSM2 the values were ​​4.26 and 0.44 mg/l and the average values ​​of a dynamic simulation 3.96 and 0.46 mg/l. Although the average values of total phosphorus matches quite well, it was found difficult to simulate the different fractions of phosphorus effluent from the secondary sedimentation. In order to better evaluate the results and how the simplifications of the model affects them, more measurements need to be done and a comparison with the results received from the BSM2 needs to be carried out. Also an adjustment of parameters in BSM2 must be done, this to achieve a better compliance with the given plant. / Sverige har idag drygt 2000 reningsverk. Reningsverkens utsläpp av kväve och fosfor bidrar dagligen till övergödning i Östersjön och därtill anslutna vattendrag. För att minska utsläpp av fosfor har i Sverige sedan mitten på 1960-talet kemisk fällning använts. Idag används programvara för att testa och utvärdera olika strategier i reningsverken, detta med syftet att förbättra driften och få en helhetsbild över processen. En av dessa modeller är Benchmark Simulation Model No. 2 (BSM2). För att simuleringsprogram ska ge en så bra bild som möjligt av verkligheten är det viktigt att de beskriver processen, i detta fall avloppsvattenrening, på ett bra sätt. BSM2 tar i dagsläget inte hänsyn till belastningen av fosfor, om fosfor inkluderades i modellen skulle det beskriva processen bättre. I detta examensarbete, har författaren undersökt möjligheten att utvidga BSM2, till att inkludera fosfor och kemisk fällning i modellen. Resultaten erhållna från modellen har därefter jämförts med mätdata från Henriksdals reningsverk i Stockholm. Resultatet visade att en modell för fosfor och kemisk fällning kunde, efter vissa förenklingar, inkluderas i BSM2. I modellen användes förfällning och fällningskemikalier tillsattes med hjälp av en PI regulator. Generellt visade resultaten att modellen hade förmåga att beskriva det totala flödet av fosfor i reningsverket. I mätningarna från Henriksdal var medelvärdet på total fosfor ut från försedimenteringen 3,97 mg/l och från eftersedimenteringen 0,43 mg/l. Från en steady state simulering i BSM2 blev värdena 4,26 och 0,44 mg/l och medelvärdena från en dynamisk simulering 3,96 och 0,46 mg/l. Även om medelvärdena på totalfosfor stämmer relativt bra överens, fann man det svårt att simulera olika fraktioner av fosfor ut från eftersedimenteringen. För att bättre kunna bedöma resultatet och hur förenklingar i modellen påverkar resultatet behöver flera mätningar göras och jämföras med modellens resultat. En justering av parametrar i BSM2 måste även göras, detta för att anpassa modellen till det givna avloppsreningsverket bättre. / Development and dynamic analysis of operational strategies for enhanced energy efficiency of wastewater treatment systems