Essen, Universiẗat, Diss., 2005--Duisburg.

Techn. Universiẗat, Diss., 2000--Berlin.

Techn. Universiẗat, Diss., 2005--Berlin.

Highway runoff transport high concentrations of heavy metals. As climate change affect the environment with for example increased storm events, the treatment of road runoff becomes more important. This study aims to evaluate the treatment of highway runoff with constructed wetlands, stormwater ponds, vegetated filterstrips, vegetated swales and filter materials for highways in proximity to nature reserves. The treatment efficiency of constructed wetlands, stormwater ponds, vegetated filterstrips and vegetated swales was examined through a literature study and modelling of the different treatment methods using the StormTac modelling tool. Modelling was done both based on the design of a facility from the literature study and also adapted to a study area along the Södertörn Crosslink. The treatment efficiency of a sand filter as well as four reactive filter materials was determined from field studies on a pilot plant in Gröndal. The results from the study show that the guidelines for stormwater quality from Järfälla municipality can be reached with the treatment of stormwater using filter material. The treatment of heavy metals with constructed wetlands and stormwater ponds is below the guidelines for stormwater quality from Järfälla municipality for some of the studied heavy metals. However, the results from the modelling show a higher treatment efficiency than from the literature study for the majority of the studied metals. Moreover, construed wetlands and stormwater ponds also provide areas for recreation and promotion of biodiversity, which in a nature reserve area should be considered beneficial. A common issue for stormwater treatment with constructed wetlands, stormwater ponds and filter materials are that the required area for filter materials with pre-sedimentation basin, as well as the requested area for constructed wetlands and stormwater ponds, are bigger than the designated area for treatment in the case study. / Dagvatten från motorvägar för med sig höga halter tungmetaller. Effekterna av klimatförändringar påverkar miljön med till exempel fler och häftigare regn, vilket leder till att rening av vägdagvatten blir allt viktigare. Denna studie syftar till att utvärdera rening av dagvatten från motorvägar med konstruerade våtmarker, dagvattendammar, översilningsytor, svackdiken och filtermaterial för motorvägar i nära anslutning till naturreservat. Reningseffektiviteten för konstruerade våtmarker, dagvattendammar, översilningsytor och svackdiken undersöktes genom en litteraturstudie och modellering av de olika reningsmetoderna i modelleringsverktyget StormTac. Modellering gjordes både utifrån utformning av en anläggning från litteraturstudien, men även för en anläggning anpassad till ett studieområde längs Tvärförbindelse Södertörn. Reningseffektiviteten för ett sandfilter samt fyra reaktiva filtermaterial bestämdes från fältstudier på en pilotanläggning i Gröndal. Resultaten från studien visar att riktlinjerna för dagvattenkvalitet från Järfälla kommun kan nås med rening av dagvatten med filtermaterial. Reningen av tungmetaller med anlagda våtmarker och dagvattendammar ligger under riktlinjerna för dagvattenkvalitet från Järfälla kommun för några av de studerade tungmetallerna, dock visar resultaten från modelleringen en högre reningseffektivitet än från litteraturstudien för majoriteten av de studerade tungmetallerna. Konstruerade våtmarker och dagvattendammar skapar även områden för rekreation och främjande av biologisk mångfald, vilket i ett naturreservatsområde bör anses vara fördelaktigt. Ett gemensamt problem för dagvattenrening med anlagda våtmarker, dagvattendammar och filtermaterial är att det området som krävs för filtermaterial med försedimenteringsbassäng, samt det önskvärda området för anlagda våtmarker och dagvattendammar är större än det avsedda området för rening i fallstudien.

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.

Examensarbetets syfte var att undersöka möjligheter till denitrifikation på sandfilter (SF) i industriell skala och hur det jämför sig med konventionella metoder för att uppnå denitrifikation och effekten av förändringen på processen vid Bromma reningsverk. Parametrar som undersöktes var rening av ammonium och nitrat, luftning, temperatur, pH, rening av fosfor, rening av organiskt material, rening av suspenderat material, förbigång av vatten vid SF och aktivslamanläggning (ASA), drifttider för SF:arna och total vattenbelastning på ASA och SF. Mätningarna gjordes med aCurve, ett online internt program vid Bromma reningsverk där onlineanalysatorer och driftsparametrar loggades. Nitrat- och nitritvärdena kontrollerades med standardiserade kyvettmetoder. Reningen av totalkväve uppnådde värden på 0,62-0,94 när denitrifikation på SF implementerades. Ökad igensättning av SF inträffade på grund av dosering av metanol på SF och tillväxt av mikroorganismer som orsakade en ökad risk för förbigång av SF, särskilt under hög vattenbelastning. Reningen av suspenderat material, organiskt material och fosfat påverkades inte av implementeringen av denitrifikation på SF. Resultaten av examensarbetet kan användas för att ytterligare optimera konventionella metoder för kväverening i reningsverk. För ytterligare studier kunde igensättning av SF vid användning av metanoldosering på sandfilter undersökas och metoderna kan jämföras i en kontrollerad miljö. / This thesis work aimed to investigate opportunities of denitrification on sand filters (SFs) at industrial scale and how it relates to conventional methods of achieving denitrification and its effect on the process at Bromma WWTP. Investigated parameters were ammonium and nitrate removal, oxygen and aeration, temperature, pH, phosphorus removal, removal of organic material, removal of suspended solids, water bypass of SF and activated sludge facility (ASF), operational times of the SFs and total water load on ASF and SF. The measurements were made with aCurve, an online internal program at Bromma WWTP where online analyzers and operational parameters were logged. The online values for nitrate and nitrite were controlled using standard cuvettes methods. Tot-N removal achieved values of 0.62-0.94 for denitrification on SF. Increased clogging of SFs occured due to dosage of methanol on SFs and growth of microorganisms causing an increased risk of SF bypass especially during high water load. Removal of TSS (total suspended solids), BOD7 and phosphate were unaffected by the implementation of denitrification on SFs.  The findings of the thesis can be used to further optimize conventional methods of nitrogen removal in WWTPs. For further studies the clogging of SFs when using methanol dosage on sand filters could be investigated as well as comparing the methods in a controlled environment.

Vatten som har förorenats genom att det passerat genom en deponi kallas för lakvatten. Detta vatten behöver tas omhand för att undvika negativ påverkan på miljön. Lakvattnets karaktär beror till stor del på vilken typ av avfall som har deponerats. Deponin Tippa ska ta fram ett förslag på lokalt omhändertagande av sitt lakvatten. Tippas lakvatten har karaktäriserats utifrån 11 provtagningar tagna år 2009. Analysresultaten visar att de föroreningar som överskrider satta riktvärden är; organiskt material i form av BOD och COD, kväve i form av ammonium och totalkväve samt metallerna järn och koppar. För att kunna utforma en reningsprocess som skulle kunna hantera dessa föroreningar har en litteraturstudie utförts som ska ligga till grund för bedömning av vilken/vilka tekniker som lämpar sig för Tippas förutsättningar. Litteraturstudien består av en sammanställning av de konventionella reningstekniker som används för rening av lakvatten och driftserfarenheter samt processbeskrivningar från 18 Svenska deponier. Med litteraturstudien som grund har en kombination av teknikerna SBR (öppen) och Sandfilter bedömts som de bäst lämpade alternativen i en reningsprocess för Tippas lakvattensituation. Reningsprocessen är uppdelad i fyra efter varandra följande zoner. Zon 1 är ett utjämningsmagasin dimensionerat för att kunna hålla vattenvolymer motsvarande två månaders medelflöde. I Zon 2 sker luftning med fyra stycken ytluftare, och den har dimensionerats efter modellen för en totalomblandad tankreaktor. I Zon 3 tillsätts metanol vilket främjar denitrifikation, och vattnet leds slutligen till Zon 4 vilket är en sandfilterbädd dimensionerad efter nödvändig filterkapacitet för att klara lakvattenflödet. Investeringskostnaderna för reningsprocessen uppskattas till 13,4 Mkr. Till detta kommer driftskostnader som uppskattas ligga kring 0,4 Mkr per år. / Water that has been contaminated by passing through a landfill is called leachate. This water needs to be treated to avoid negative environmental effects on the surrounding area. The composition of the leachate varies widely depending on the type of waste deposited in the landfill. The landfill Tippa is making plans for a process to treat its leachate locally. Tippas leachate has been characterized through 11 leachate samples collected throughout the year 2009. The results from analyzing the leachate show that the contaminants that exceed the recommended limits are; organic matter as BOD and COD, nitrogen as Ammonia and total nitrogen, as well as iron and copper. A summary of conventional technology for wastewater treatment has been made with information from various literary sources. Together with a summary of process descriptions for the leachate treatment from 18 Swedish landfills this constitutes a basis of reference for how to design a process best suited for Tippa. Through a process of selection, a modified version of SBR and Sand filtration have been selected as the most suitable technologies for local leachate treatment. The process consists of four sequent zones. Zone 1 is a storage basin that can hold volumes of up to two months worth of average flow. Zone 2 is aerated through four surface aerators and has been designed after the model for a continuously stirred tank reactor. In Zone 3 methanol is added to promote denitrification. Zone 4 is a sand filter that has been designed based on the required filter capacity. The investments costs for this process have been estimated to 13,4 Mkr, and operation costs to 0,4 Mkr per year.

Vatten är en av de viktigaste resurserna för mänskligheten eftersom det är en nödvändighet för överlevnad men också en viktig faktor inom många industrier. Utöver detta är vattenförorening ett globalt problem som påverkar både miljön och människors hälsa. Många länder runt om i världen saknar fortfarande en hållbar vattenhantering inom många sektorer, varav en viktig är energiproduktionssektorn. Detta problem hotar inte bara mål 6: rent vatten och sanitet för alla, utan även fler av FNs globala mål. Händelöverket är ett stort kraftvärmeverk som har levererat fjärrvärme till Norrköping sedan 1982. Sedan dess har anläggningen utökats från två till fem pannor. För att säkerställa en kontinuerlig tillförsel av bränsle har bränslelagret utökats och är nu fyllt med bränslen som exempelvis träflis, gummi, återvunnet trä, kol och avfall. En ökad produktionskapacitet har även lett till en ökad mängd dag- och processvatten som måste behandlas. Ursprungligen byggdes en sedimenteringsbassäng för att behandla avloppsvatten från de två första pannorna. Idag används samma bassäng för att behandla allt dagvatten och processvatten från hela Händelöverkets område tillsammans med två efterföljande sandfilter. Syftet med denna studie var att undersöka möjliga förbättringar av vattenreningen av dagvatten och processvatten vid Händelöverket. Studien begränsades till att fokusera på två vattenströmmar, en som består av dagvatten från bränslelagret och en annan som är ansluten till den strömmen och samlar upp avrinningsvatten från avfallet i bunkern. Dessutom karakteriserades dessa avfallsströmmar med avseende på koncentration av metaller, kemisk syreförbrukning, biologisk syreförbrukning (7 dagar), suspenderade partiklar och pH. Baserat på resultaten presenterades tre olika förbättringsalternativ. Från Case 1 drogs slutsatsen att återcirkulering av avrinningsvatten från avfallet tillbaka in i bunkern var ett enkelt och ekonomiskt genomförbart alternativ. Dessutom skulle det resultera i en vattenhantering som är bättre anpassat till slutsatserna i Best Available Technology presenterat av Europeiska unionen. Dessutom skulle Case 1 inte heller påverka pannornas effektivitet väsentligt. Case 2 föreslog en förändring i hanteringsplanen för hanteringen av släckvatten om en brand skulle uppstå på bränsleytan eller i avfallet i bunkern. Från Case 2 drogs slutsatsen att denna plan bör förbättras genom att införa ytterligare bestämmelser om att leda släckvatten till den befintliga bergrumsvattenreningen som applicerar fällnings- och flockningsteknik. Slutligen fokuserade Case 3 på förbättringar som skulle kunna göras för att öka effektiviteten av behandling av zink, koppar, nickel och bly. Från dessa case drogs slutsatsen att implementering av en polymerblandare samt att flytta doseringsplatsen längre upp i sedimenteringssbassängen skulle vara det mest lämpliga första steget. Dessutom rekommenderades det också att installera ett fällningssteg före polymerdoseringen för att fälla ut metaller som fortfarande är i lösning och därmed öka renlighetsgraden ytterligare i processen. / Water is one of the most important resources for humanity as it is a necessity for survival but also an important factor within many industries. In addition to this, water pollution is a global concern affecting both the environment and human health. Many countries around the world still lack a sustainable water management within many sectors whereas one important one is energy production. This problem threatens not only goal 6: clean water and sanitation, but also many other of the sustainable development goals presented by the united nations development programme.  Händelöverket is a large combined heat and power plant supplying the city of Norrköping with district heating since 1982. Since then the plant has expanded from two to five boilers in operation. Additionally, to have a continuous supply of fuel, the storage area has been increased and is now filled with fuels like wood chips, rubber tires, recycled wood, coal and waste. An expanding production site has naturally led to an increased amount of storm- and process water that has to be treated. Originally a sedimentation was built to only treat waste water from two boilers. Today the same basin is used to treat all storm and process water from the entire site of Händelöverket together with the following sand filters.  The scope of this study was to investigate potential improvements of the waste water treatment of the storm- and process water treatment at Händelöverket. This study focused on two waste water streams: one consisting of storm water from the fuel yard, and stream another connected to it, which collects waste leachate water. Furthermore these waste flows were characterized in terms of metal concentration, chemical oxygen demand, biological oxygen demand, total suspended solids and pH. Based on the results, three different cases of improvements were presented. Case 1 concluded that recirculating of the waste leachate water back onto the waste material was a simple and economically feasible option. Furthermore it would result in a waste water management more aligned with Best available technology regulation presented by the European Union. Additionally it would not significantly effect the efficiency of the boilers. Case 2 proposed a change in the management plan for handling extinguishing water if a fire would occur on the fuel yard or within the waste material of the bunker. It was concluded that this plan should be improved to send water of similar quality to the other existing waste water treatment plant working with a coagulation and flocculation technique. Lastly Case 3 focused on improvements that could be made to the existing storm and process wastewater treatment process that could enhance the efficiency of treating zinc, copper, nickel and lead. It was concluded that implementing a polymer mixing tank and moving the dosing locationfurther up the sedimentation basin would be the most important first step. Furthermore it was also recommended to install a precipitation step before the polymer dosing to precipitate metals that are still in solution. By doing this the degree of purification will be increased further for the storm- and process water treatment.

Dagvatten från urbana områden utgör en ökande utmaning för växande städer, eftersom det för med sig metallpartiklar och andra föroreningar från hårdgjorda ytor till närliggande vattenförekomster. Dessa föroreningar kan härstamma från källor som fordonstrafik och korrosion av metallstrukturer. Detta utgör även ett framtida bekymmer för Stockholm, eftersom staden prognostiserar en betydande befolkningsökning fram till 2040. För att möta behoven kommer Stockholm behöva konstruera fler bostäder och utöka sin infrastruktur, vilket i sin tur kommer att resultera i ökade föroreningar och hårdgjorda ytor.  Ett antal kommuner i Sverige har fastställt riktvärden för att reglera metallkoncentrationerna i dagvatten som släpps till olika recipienter. Traditionellt utförs rening av dagvatten huvudsakligen genom användning av dagvattendammar, som använder sig av sedimentering för att rena partikulära föroreningar. Eftersom metallföroreningar även kan förekomma i löst form, uppstår en utmaning då lösta metaller inte kan sedimentera. Det är också viktigt att fånga upp just den lösta delen av föroreningarna, eftersom den är mer biologiskt tillgänglig. En möjlig metod för att rena dagvatten från både metallpartiklar och lösta metaller är användningen av filter, specifikt reaktiva filter.  Detta arbete ingår i det övergripande projektet "Driftsäker och hållbar dagvattenrening för lösta föroreningar", som initierades av Trafikverket i samarbete med KTH. Denna studie bygger vidare på tidigare projekt och har som syfte att undersöka reningsförmågan hos filtersand och fyra reaktiva filter i en pilotanläggning belägen i Fredhäll, Stockholm, Sverige. Dagvattnet som renades i anläggningen kom från Essingeleden, och studien genomfördes under vinterförhållanden, med faktorer som höga salthalter och låga temperaturer. Resultaten visade över lag en god total reningsförmåga för alla filter för större delen av de 11 undersökta metallerna. I det inkommande vattnet observerades relativt höga metallkoncentrationer av Cr, Cu och Zn jämfört med riktvärdena som fastställts av Järfälla, Linköping och Göteborg kommun samt de förslagna riktvärdena från Stockholms län. I förhållande till alla riktvärden (även fysikaliska parametrar) var det enbart Filtralite P som klarade dessa men om man bortser från pH framgick det att filtermaterialet Petrit TS gav den sammantaget bästa reningen i förhållande till samtliga riktvärden. / Stormwater from urban areas poses a growing challenge for expanding cities as it carries metal particles and other pollutants from impervious surfaces into nearby water bodies. These pollutants can originate from factors such as vehicular traffic and corrosion of metal structures. This also presents a future concern for Stockholm as the city expects a significant increase of its population by 2040. To meet the demands, Stockholm will need to construct more housing and expand its infrastructure, which will result in increased pollutants that need to be addressed and more impervious surfaces.  A few municipalities in Sweden have established guidelines for allowed metal concentrations in stormwater that is discharged into nature. Traditionally, stormwater treatment is primarily carried out using stormwater ponds, which utilize sedimentation to remove particulate pollutants. However, a challenge arises because metal pollutants can also occur in dissolved form, and dissolved metals cannot be removed through sedimentation. It is of importance to capture the dissolved fraction as it is more biologically available. One possible method for treating stormwater and removing both metal particles and dissolved metals is the use of filters, specifically reactive filters.  This work is part of the larger project "Reliable and Sustainable Stormwater Treatment for Dissolved Pollutants," initiated by the Swedish Transport Administration (Trafikverket) in collaboration with KTH Royal Institute of Technology. This study builds upon previous projects and this study objective is to examines the treatment effectiveness of a sandfilter and four reactive filters in a pilot facility located in Fredhäll, Stockholm, Sweden. The stormwater used in the facility is sourced from Essingeleden, and the study was conducted under winter conditions, including high salt concentrations and low temperatures. The results generally demonstrated good overall total metal removal by all filters for the 11 metals investigated. Additionally, in relation to the guidelines set by Järfälla, Linköping and Göteborg municipalities and Stockholm County, it was observed that the influent water had a relatively high metal concentrations of Cr, Cu, and Zn. Furthermore, out of all the filters tested it was only Filtralite P met the stormwater guidelines (including physical parameters), however, if the criteria concerning pH is disregarded then the filter material Petrit TS provided the highest metal removal efficiency for all of the guideline metals.