<p>Företaget Eden Aquatech har utvecklat en ytluftare som heter airTURBO 101. Luftare används för att syresätta vatten i bassänger och dammar inom biologisk vattenrening. AirTURBO 101 skapar med hjälp av en impeller en vattenvirvel som transporterar ner luft under vattenytan. Impellern är nedsänkt i vattnet och är omsluten av en plastcylinder. I nuvarande utformning tar sig vattnet in i cylindern genom en krans av hål i cylinderns vägg. Detta examensarbete har undersökt originalutformningen samt en alternativ utformning då vattnet fick rinna över cylinderkanten, ett så kallat överfall. Två överfallscylindrar testades; en med samma inloppsarea som hålcylindern och en som hade större inloppsarea. Dessa tre cylindrar har testats och jämförts för att ta reda på vilken som har den högsta syresättningshalten i förhållande till energiförbrukningen.</p><p>De parametrar som undersöktes var strömningen inuti cylindern, energiförbrukningen, kontaktytan mellan luft och vatten inuti cylindern samt syresättningshastigheten. Samtliga experiment utfördes med skalmodeller av airTURBO 101.</p><p>Inledande försök visade att virvlarna för samtliga cylindrar var instabilare än förväntat.</p><p>Undersökningen av strömningen inuti cylindrarna visade att ingen av utformningarna kunde garantera en kontinuerlig kontakt mellan det inkommande vattnet och luftvirveln.</p><p>Energiförbrukningen visade sig vara likvärdig för de olika cylindrarna. Överfallscylindern med stort inlopp var marginellt bättre än de övriga.</p><p>Kontaktytan kunde inte beräknas på grund av brister i den framtagna matematiska formeln. Dessutom var virvlarna för instabila för en visuell avbildning.</p><p>Vid mätningarna av syresättningshastigheten fick de olika cylindrarna liknande resultat vid samma motoreffekt. En fördubbling av effekten gav däremot en betydande hastighetsökning. Även i detta fall var överfallscylindern med stort inlopp något bättre än de övriga.</p><p>En slutsats man kan dra av detta arbete är att överfallscylindern med stort inlopp är något bättre än de andra modellerna.</p><p>En annan slutsats är att huvuddelen av syreöverföringen inte sker i kontaktytan mellan luft och vatten i virveln utan snarare i den kontaktyta som skapas av impellern. Fortsatt utveckling av denna luftare bör koncentreras runt impellerns utformning. Luftbubblorna som skapas i impellern bör vara så små som möjligt.</p> / <p>Eden Aquatech has developed a surface aerator called airTURBO 101. Aerators are used to oxygenate water in basins and ponds within biological wastewater treatment. AirTURBO 101 consists of a submerged impeller that creates a vortex which transports air below the surface. The impeller is surrounded by a plastic cylinder. In the present design of the aerator, incoming water penetrates the cylinder through a circle of holes in the wall of the cylinder. This study has examined the original cylinder and an alternate design, where the cylinders where totally submerged and the water could pour over the brim. Two cylinders with submerged brim were tested. One had the same inlet area as the original cylinder and the other had a larger inlet area. These three cylinders has been tested and compared to find out which one has the highest oxygenation rate proportionately to the energy consumption.</p><p>The following parameters were examined: the water motion inside the cylinders, energy consumption, the interface between air and water inside the cylinders and the oxygenation velocity. All experiments were carried out using scale models of airTURBO 101.</p><p>Initial experiments showed that the vortices for all cylinders were more unstable than expected.</p><p>The examinations of the water motion inside the cylinders showed that none of the designs could guarantee a continuous contact between the incoming water and the air.</p><p>The energy consumption turned out to be similar for the different cylinders. The submerged cylinder with large inlet had slightly lower energy consumption than the other.</p><p>The interface between water and air could not be calculated due to shortages in the specially developed mathematical formula. A visual depiction was not possible since the vortices were too unstable.</p><p>When measuring the velocity of oxygenation the different cylinders had similar results at a constant power. When the power was doubled a considerable increase of velocity occurred. Also during these experiments the submerged cylinder with large inlet turned out to be slightly better than the other.</p><p>One conclusion is that the submerged cylinder with large inlet is somewhat better than the other cylinders.</p><p>Another conclusion is that the main part of the aeration does not occur in the interface between water and air in the vortex, but rather in the interface created by the impeller itself. Further development of this aerator should focus on the design of the impeller. The air bubbles created in the impeller should be as small as possible.</p>

Företaget Eden Aquatech har utvecklat en ytluftare som heter airTURBO 101. Luftare används för att syresätta vatten i bassänger och dammar inom biologisk vattenrening. AirTURBO 101 skapar med hjälp av en impeller en vattenvirvel som transporterar ner luft under vattenytan. Impellern är nedsänkt i vattnet och är omsluten av en plastcylinder. I nuvarande utformning tar sig vattnet in i cylindern genom en krans av hål i cylinderns vägg. Detta examensarbete har undersökt originalutformningen samt en alternativ utformning då vattnet fick rinna över cylinderkanten, ett så kallat överfall. Två överfallscylindrar testades; en med samma inloppsarea som hålcylindern och en som hade större inloppsarea. Dessa tre cylindrar har testats och jämförts för att ta reda på vilken som har den högsta syresättningshalten i förhållande till energiförbrukningen. De parametrar som undersöktes var strömningen inuti cylindern, energiförbrukningen, kontaktytan mellan luft och vatten inuti cylindern samt syresättningshastigheten. Samtliga experiment utfördes med skalmodeller av airTURBO 101. Inledande försök visade att virvlarna för samtliga cylindrar var instabilare än förväntat. Undersökningen av strömningen inuti cylindrarna visade att ingen av utformningarna kunde garantera en kontinuerlig kontakt mellan det inkommande vattnet och luftvirveln. Energiförbrukningen visade sig vara likvärdig för de olika cylindrarna. Överfallscylindern med stort inlopp var marginellt bättre än de övriga. Kontaktytan kunde inte beräknas på grund av brister i den framtagna matematiska formeln. Dessutom var virvlarna för instabila för en visuell avbildning. Vid mätningarna av syresättningshastigheten fick de olika cylindrarna liknande resultat vid samma motoreffekt. En fördubbling av effekten gav däremot en betydande hastighetsökning. Även i detta fall var överfallscylindern med stort inlopp något bättre än de övriga. En slutsats man kan dra av detta arbete är att överfallscylindern med stort inlopp är något bättre än de andra modellerna. En annan slutsats är att huvuddelen av syreöverföringen inte sker i kontaktytan mellan luft och vatten i virveln utan snarare i den kontaktyta som skapas av impellern. Fortsatt utveckling av denna luftare bör koncentreras runt impellerns utformning. Luftbubblorna som skapas i impellern bör vara så små som möjligt. / Eden Aquatech has developed a surface aerator called airTURBO 101. Aerators are used to oxygenate water in basins and ponds within biological wastewater treatment. AirTURBO 101 consists of a submerged impeller that creates a vortex which transports air below the surface. The impeller is surrounded by a plastic cylinder. In the present design of the aerator, incoming water penetrates the cylinder through a circle of holes in the wall of the cylinder. This study has examined the original cylinder and an alternate design, where the cylinders where totally submerged and the water could pour over the brim. Two cylinders with submerged brim were tested. One had the same inlet area as the original cylinder and the other had a larger inlet area. These three cylinders has been tested and compared to find out which one has the highest oxygenation rate proportionately to the energy consumption. The following parameters were examined: the water motion inside the cylinders, energy consumption, the interface between air and water inside the cylinders and the oxygenation velocity. All experiments were carried out using scale models of airTURBO 101. Initial experiments showed that the vortices for all cylinders were more unstable than expected. The examinations of the water motion inside the cylinders showed that none of the designs could guarantee a continuous contact between the incoming water and the air. The energy consumption turned out to be similar for the different cylinders. The submerged cylinder with large inlet had slightly lower energy consumption than the other. The interface between water and air could not be calculated due to shortages in the specially developed mathematical formula. A visual depiction was not possible since the vortices were too unstable. When measuring the velocity of oxygenation the different cylinders had similar results at a constant power. When the power was doubled a considerable increase of velocity occurred. Also during these experiments the submerged cylinder with large inlet turned out to be slightly better than the other. One conclusion is that the submerged cylinder with large inlet is somewhat better than the other cylinders. Another conclusion is that the main part of the aeration does not occur in the interface between water and air in the vortex, but rather in the interface created by the impeller itself. Further development of this aerator should focus on the design of the impeller. The air bubbles created in the impeller should be as small as possible.

<p>Vid syresättning av avloppsvatten i biologisk rening förbrukas stora mängder energi. Den biologiska reningen svarar för 80 % av den totala elanvändningen för ett reningsverk och svarar därmed för den största delen av energikostnaderna. Idag när energipriserna ökar blir energieffektiviseringen av den biologiska reningen en högaktuell fråga.</p><p>Syftet med studien är att undersöka syresättning av avloppsvatten från pappersindustrin, med avsikt att energieffektivisera den biologiska reningsanläggningen. Studien begränsas till avloppsvatten från Gruvöns bruk.</p><p>Experimentstudien har utförts i laboratorieskala. Syresättningen skedde m h a ytluftare av typen airTURBO från Eden Aquatech. Företaget strävar efter innovativ teknik för luftning, syrgasinblandning och omrörning av vatten. Företaget är intresserat av att vidareutveckla energisnål teknik för de processerna samt att energieffektivisera sina produkter.</p><p>Studien utfördes med rent vatten, industriellt avloppsvatten och modifierat industriellt avloppsvatten. Modifieringen av industriellt avloppsvatten skedde genom att tillsätta salter (MgCl2, NaCl) och att ändra pH genom att tillsätta bas respektive syra (NaOH, H2SO4).</p><p>Utifrån resultaten inses att kemisk modifiering av avloppsvatten genom att tillsätta salt har väsentlig påverkan på syresättningen. Den kemiska modifieringen resulterar i sänkning av energiförbrukning för syresättningen.</p><p>Kvantifiering av energiåtgång för syresättningen har utförts. Kvantifieringen visar en minskning med 17 % för syresättningen av kemisk modifierad avloppsvatten med salt jämfört med obehandlat avloppsvatten.</p><p>Att modifiera avloppsvatten genom att höja pH-värde till 11 visar ingen positiv påverkan på systemet utan kräver mer energi.</p> / <p>Biological wastewater treatment processes consume large quantities energy in the aeration processes. The biological treatment is responsible for 80 % of the total consumption of electricity and thereby responsible for the biggest part of the energy costs. Today when the energy prices increase the energy efficiency of the wastewater treatment is a question of high priority.</p><p>The aim with this study is to study oxygen transfer in to the wastewater from paper industry with the intention to make the biological wastewater treatment more energy efficient. Studies are limited to wastewater from Gruvöns mill.</p><p>The study has been carried out in lab scale. The oxygenation has been conducted by using a surface aerator of the type airTURBO from Eden Aquatech. The company strives for innovative technology for aeration, oxygen involvement and mixing of waters. This company is interested to further develop technology for these processes and to make products more energy efficient.</p><p>The study was carried out with clean water, industrial wastewater and modified industrial wastewater. The modification of industrial wastewater has been done by adding salts and by changing the pH.</p><p>It is realized that chemical modification of wastewater by adding salts has important impact of the aeration. The addition of salts into wastewater results in a reduction of energy consumption for the aeration.</p><p>Quantification of energy consumption for aeration has been carried out.</p><p>The quantification shows a reduction of 17% for aeration of chemical modified wastewater with salts compared to unmodified wastewater.</p><p>To modifying wastewater by raising pH-value to 11 shows no positive impact on the system, it requires more energy.</p>

Vid syresättning av avloppsvatten i biologisk rening förbrukas stora mängder energi. Den biologiska reningen svarar för 80 % av den totala elanvändningen för ett reningsverk och svarar därmed för den största delen av energikostnaderna. Idag när energipriserna ökar blir energieffektiviseringen av den biologiska reningen en högaktuell fråga. Syftet med studien är att undersöka syresättning av avloppsvatten från pappersindustrin, med avsikt att energieffektivisera den biologiska reningsanläggningen. Studien begränsas till avloppsvatten från Gruvöns bruk. Experimentstudien har utförts i laboratorieskala. Syresättningen skedde m h a ytluftare av typen airTURBO från Eden Aquatech. Företaget strävar efter innovativ teknik för luftning, syrgasinblandning och omrörning av vatten. Företaget är intresserat av att vidareutveckla energisnål teknik för de processerna samt att energieffektivisera sina produkter. Studien utfördes med rent vatten, industriellt avloppsvatten och modifierat industriellt avloppsvatten. Modifieringen av industriellt avloppsvatten skedde genom att tillsätta salter (MgCl2, NaCl) och att ändra pH genom att tillsätta bas respektive syra (NaOH, H2SO4). Utifrån resultaten inses att kemisk modifiering av avloppsvatten genom att tillsätta salt har väsentlig påverkan på syresättningen. Den kemiska modifieringen resulterar i sänkning av energiförbrukning för syresättningen. Kvantifiering av energiåtgång för syresättningen har utförts. Kvantifieringen visar en minskning med 17 % för syresättningen av kemisk modifierad avloppsvatten med salt jämfört med obehandlat avloppsvatten. Att modifiera avloppsvatten genom att höja pH-värde till 11 visar ingen positiv påverkan på systemet utan kräver mer energi. / Biological wastewater treatment processes consume large quantities energy in the aeration processes. The biological treatment is responsible for 80 % of the total consumption of electricity and thereby responsible for the biggest part of the energy costs. Today when the energy prices increase the energy efficiency of the wastewater treatment is a question of high priority. The aim with this study is to study oxygen transfer in to the wastewater from paper industry with the intention to make the biological wastewater treatment more energy efficient. Studies are limited to wastewater from Gruvöns mill. The study has been carried out in lab scale. The oxygenation has been conducted by using a surface aerator of the type airTURBO from Eden Aquatech. The company strives for innovative technology for aeration, oxygen involvement and mixing of waters. This company is interested to further develop technology for these processes and to make products more energy efficient. The study was carried out with clean water, industrial wastewater and modified industrial wastewater. The modification of industrial wastewater has been done by adding salts and by changing the pH. It is realized that chemical modification of wastewater by adding salts has important impact of the aeration. The addition of salts into wastewater results in a reduction of energy consumption for the aeration. Quantification of energy consumption for aeration has been carried out. The quantification shows a reduction of 17% for aeration of chemical modified wastewater with salts compared to unmodified wastewater. To modifying wastewater by raising pH-value to 11 shows no positive impact on the system, it requires more energy.

I samband med det globala samhällets ökande populationsmängd och ekonomiska utveckling ökar färskvattenkonsumtionen och mängden avloppsvatten som produceras. Avloppsvatten behöver renas innan det släpps ut för att inte påverka miljön negativt. En av de vanligaste vattenreningsteknikerna är aerob biologisk rening, för vilken bottenluftningen – då luftbubblor trycks ut genom diffusörer i botten på reningsreaktorn för att syresätta avloppsvattnet – är den mest energikrävande processen. Syretransportshastigheten från luftbubblorna till avloppsvattnet påverkas negativt av närvaron av surfaktanter, vilket är en vanligt förekommande förorening både i kommunala och industriella avloppsvatten.  För att säkerställa en tillräcklig reningsgrad så energieffektivt som möjligt krävs förståelse för syretransporten i bottenluftningssystem, och vid dimensionering av nya system och kalibrering av existerande system behövs verktyg som kan underlätta för förutsägandet av syretransportshastigheten. Syftet med studien var att utveckla ett numeriskt verktyg för att uppskatta syretransportshastigheten vid bottenluftning i labbskalesystem och bidra till kunskapsbasen beträffande syresättningen i surfaktantlösningar. Det primära målet var at ta fram en CFD-modell kopplat med en masstransportsmodell som kan förutsäga syretransportshastigheten i bubbelkolumner med rent vatten, och det sekundära målet var att använda modellen för vatten innehållande surfaktanten laurinsyra (DDA) och identifiera alternativ för vidareutveckling av modellen så att den även kan hantera surfaktantlösningar. Modellen byggdes i COMSOL Multiphysics 5.5 och inkluderade en tvådimensionell axisymmetrisk geometri, URANS-ekvationer och standard k-ε för turbulenshantering och en Euler-Euler mixture-modell för tvåfasmodelleringen. Masstransportsteorierna två-filmsteorin, Higbies penetrationsteori samt advektions-diffusionsekvationen användes för att modellera syretransporten. Bubbeldiametern är en viktig parameter i flera ekvationer och för att uppskatta en representativ genomsnittlig diameter för bubbelstorleksfördelningen beräknades Sauter Mean Diameter baserat på experimentella data för olika kombinationer av luftflöden och DDA-koncentration. Resultaten från simuleringarna angående syretransportshastigheten i rent vatten visades stämma väl överens med experimentella data vid låga luftflöden, där skillnaden för den volymetriska masstransportskoefficienten var 0,7 % och 3,3 % för luftflödena 0,1 respektive 0,2 l/min. Vid luftflödet 0,3 l/min var skillnaden 14 %; eftersom strömningsregimen blir mer heterogen vid högre luftflöden tenderar modellen att överskatta syretransportshastigheten. I vatten innehållande surfaktanter överskattade modellen syretransportshastigheten eftersom adsorptionen av surfaktanter på bubbelytorna – och tillhörande minskning av masstransports-koefficienten – inte modellerades. Antingen behöver en korrektionsfaktor för masstransportskoefficienten – baserad på skillnaden mellan simulerade resultat och experimentella data – tas fram och tillämpas, eller så behöver den bakomliggande teorin för beräkning av syretransporten omprövas. Eventuellt skulle masstransporten av surfaktanter och adsorptionen på bubbelytorna kunna modelleras för att mer precist efterlikna verkligheten. / In connection with a global population increase and economic development, the consumption of freshwater and the production of wastewater is increasing. Wastewater needs to be treated to convert it into an effluent that can be safely released without negative environmental impacts. One of the most common wastewater treatment technologies is aerobic biological treatment, where bottom aeration – the procedure of pumping air through submerged diffusers which generate bubbles to oxygenate the wastewater – is the most energy demanding process. The oxygen transfer rate from air bubbles to wastewater is negatively affected by the presence of surfactants, a ubiquitous contaminant in both municipal and industrial wastewaters. To assure a sufficient treatment efficiency as energy efficiently as possible, an understanding of the oxygen transfer process in bottom aeration systems is necessary, and for designing of new systems and calibration of existing ones, tools facilitating prediction of the oxygen transfer rate are required. The purpose of this study was to develop a numerical tool to estimate the oxygen transfer rate for lab-scale bottom aeration systems and to contribute to the basis of knowledge regarding oxygenation of surfactant solutions. The primary goal of the study was to develop a CFD-model coupled with a mass transfer model to predict the oxygen transfer rate in bubble columns containing clean water, and the secondary goal was to apply the model to water-based solutions of the surfactant lauric acid (DDA) and identify options for further development of the model to make it applicable for surfactant solution systems. The model was developed with COMSOL Multiphysics 5.5 and included a two-dimensional axisymmetric geometry, URANS-equations and standard k-ε to for turbulence modelling, and an Euler-Euler mixture model for the two-phase flow. For oxygen transfer modelling the two-film theory, Higbies penetration theory and the advection-diffusion equation were used. Bubble diameter is an important parameter in several of the equations used and the Sauter Mean Diameter was calculated to represent the average bubble diameter, based on available experimental data for different combinations of air flow rate and DDA-concentration. Results of the simulations regarding the oxygen transfer rate in clean water fit well with experimental data at lower air flow rates, and the difference for the volumetric mass transfer coefficient was 0,7 % and 3,3 % for the air flow rates 0,1 l/min and 0,2 l/min, respectively. For the air flow rate 0,3 l/min the difference was 14 %; because of the flow regime being more heterogenous at higher air flow rates, the model tends to overestimate the oxygen transfer rate. In surfactant solutions the model overestimated the oxygen transfer rate due to surfactant adsorption on the bubble-water interface – and the consequent decrease of the mass transfer coefficient – not being modelled. Either a correction factor for the mass transfer coefficient – based on the difference between simulated results and experimental data – needs to be calculated and applied, or the underlying theories describing the oxygen transfer require revision. Potentially the mass transfer and interfacial adsorption of surfactants could be modelled to emulate reality more accurately.

Östersjön är idag det system med störst utbredning av syrefattiga eller syrefria bottnar i hela världen. Problemet har uppstått som följd av den massiva näringsbelastning från de kringliggande länderna som pågått sedan industrialiseringen intensifierades på 1900-talet. I och med omställningen till förnybar energi planeras framtida vindkraftsparker att byggas i Östersjön. Överflödig energi planeras att användas till havsbaserad vätgasproduktion som sedan forslas in till land med rör. Vid storskalig vätgasproduktion produceras som biprodukt enorma mängder syrgas vilket ger helt nya förutsättningar för artificiell syresättning av Östersjöns syrefria bottnar. Tre övergripande tekniker för att artificiellt syresätta bottenvatten med syrgas har identifierats på 21 platser runt om i världen: Downflow Bubble Contact System (DBCS), Side Stream Pumping System (SSPS) och Direct Oxygen Injection System (DOIS). Alla tre tekniker har med goda resultat förhöjt syrgaskoncentrationen i bottenvatten från hypoxiskt (&lt; 2 mg/l) till oxiskt (&gt; 2 mg/l). I flera fall har syresättningen bidragit till reduktion av näringsämnen och/eller utökat habitat för fiskar och bottendjur. En pilotanläggning i fjärden Slätbaken skulle ge bättre förståelse för hur ett system skulle kunna utformas i andra delar av Östersjön. En massbalansmodell konstruerades över Slätbaken och resultatet var att pilotanläggningen bör ha en kapacitet på 8 ton O2/dygn för att med säkerhet kunna höja syrgaskoncentrationen till &gt; 4 mg/l. Detta skulle ge en lämplig säkerhetsmarginal för den lokala bottennära eller bottenlevande faunan med avseende på syrgashalt. / As of today, the Baltic Sea is the system with the globally largest expansion of hypoxic or anoxic bottom waters, so-called “dead zones”. It is a consequence of the massive load of nutrients from the surrounding countries that started with the intensified industrialization in the start of the 20th century. With the transformation towards renewable energy, wind parks are planned to be built in the Baltic Sea on a substantial scale. Thereby, superfluous energy is planned to be used for sea-based production of hydrogen gas that can be piped to land. Large scale hydrogen gas production would generate enormous amounts of oxygen gas as a byproduct, which gives a theoretical opportunity to artificially oxygenate the dead zones of the Baltic Sea. Three main techniques to artificially oxygenate bottom waters were identified in 21 freshwater systems around the world: Downflow Bubble Contact System (DBCS), Side Stream Pumping System (SSPS) and Direct Oxygen Injection System (DOIS). All three techniques have successfully raised the concentration of dissolved oxygen from hypoxic (&lt; 2 mg/l) to oxic (&gt; 2 mg/l). In many cases, the oxygenation contributed to reduction of dissolved nutrients in the waters and/or enlarged habitats for fish and benthic fauna. A pilot plant for oxygenation in the bay Slätbaken would contribute to better understanding of how a future oxygenation system could be constructed in other parts of the Baltic Sea. A mass balance model was constructed, representing oxygen content and transport in Slätbaken. Results indicated that establishing a pilot plant would need a capacity of 8 tons O2/day to guarantee a dissolved oxygen concentration of &gt; 4 mg/l, which would provide local fauna with a suitable safety margin regarding dissolved oxygen concentrations.

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

Ungefär hälften av Sveriges befolkning får idag sitt dricksvatten från grundvatten. Naturligt sker grundvattenbildning främst genom nederbörd, men under vissa förhållanden kan grundvatten också bildas av att ytvatten (t.ex. en sjö eller ett vattendrag) tränger in till grundvattnet. Grundvattenbildningen sker då under mättade förhållanden, det vill säga under grundvattenytan, vilket kan ha påverkan på grundvattnets kvalitet. Ytvatten innehåller naturligt höga halter av organiskt material som bryts ned av mikroorganismer som förbrukar syre under sin respiration. När nedbrytning sker under mättade förhållanden finns det risk för att syre förbrukas snabbare än vad det tillförs, då det inte finns någon kontakt med atmosfären. Det gör att organiskt material kan bli kvar längre vilket kan leda till syrefattiga förhållanden. Organiskt material kan försvåra reningsprocessen då det kan bidra med t.ex. färg och lukt. I syrefattiga miljöer finns det också risk för högre halter av järn och mangan vilka kan orsaka fällningar i ledningsnät, eller till färg och lukt. Det är därför önskvärt att ha sådan liten halt organiskt material som möjligt, samt låga järn och manganhalter. Utanför Borlänge i Dalarnas län öppnades förra året en ny grundvattentäkt som tillsammans med en äldre grundvattentäkt, Övre Tjärna, ska förse både Borlänge och Falun med dricksvatten. Då den är så pass ny är det lämpligt att undersöka förändringar i grundvattenkvaliteten då det, om de tillåts fortgå alltför länge, skulle kunna orsaka problem i framtiden. Syftet med den här rapporten är därför att bestämma hur driften av vattentäkterna kan komma att påverka grundvattenkvaliteten med avseende på syrenivå och halt organiskt material till följd av en ökad inträngning av ytvatten från Dalälven. Dessutom undersöktes om det skett förändringar i grundvattnets flödesriktning samt hur situationen kan se ut i framtiden. En tydlig inträngning av ytvatten och organiskt material kunde ses vid Övre Tjärnas vattentäkt. Vid Lennheden syntes inga tecken på en ökad inträngning efter driftstarten förra året, däremot syntes en förändring i grundvattnets flödesriktning som verkar ha skiftat riktning från sydostlig till nordvästlig. Syrehalten var förvånansvärt låg inom hela undersökningsområdet. Till följd av den låga syrenivån och halten organiskt material har halten av tvåvärt järn och tvåvärt mangan börjat öka. / Today, half of Sweden’s water supply comes from groundwater sources. Renewal of groundwater naturally happens most commonly through precipitation that seeps down to the groundwater table, but during special conditions renewal of groundwater through intrusion of surface water (e.g. river or lake) is possible. This will take place during saturated conditions, i.e. below the groundwater table, which will affect the quality of the groundwater. Surface water has a high content of organic matter, which will be degraded with the help of microorganisms. The microorganisms use oxygen during their respiration, and when the degradation takes place at saturated conditions the oxygen is being consumed at a higher rate than it is being added, since there is no contact with the atmosphere. This means that there is a risk that the organic matter will not degrade completely, which can cause problems in the drinking water plant, since organic matter can cause colour and smell to the water. Water with low oxygen content can also have higher concentrations of iron and manganese, which can lead to precipitation in pipes and to colour and smell as well. Last year, a new groundwater fed drinking water plant opened in Lennheden, situated northwest of Borlänge. It will, together with the old drinking water plant Övre Tjärna, supply both Borlänge and Falun with drinking water. Since it recently opened, it is suitable to examine possible changes in the groundwater quality, as it can cause problems in the future if the changes are not discovered in time. Both the drinking water plants are situated near the river Dalälven, where the intrusion of surface water is thought to have increased after the opening of the water plants. The aim of this study was therefore to determine how the operation of the two water plants will affect the groundwater quality, with regard to oxygenation and organic matter, due to the believed increased intrusion of surface water. In addition, possible changes in the groundwater flow directions were examined as well as how the situation can look like in the future. The results showed that there is a clear intrusion of surface water and increased organic content in the direction towards the old water plant, Övre Tjärna. No indications of increased intrusion due to the opening of Lennheden water plant could be seen, but a change in groundwater flow direction from southeast to northwest could be identified. The oxygen level was surprisingly low in the whole study area, which has lead to higher concentrations of iron and manganese in the groundwater.

To counteract one of the most urgent environmental issues in the Baltic Sea; eutrophication, excessivealgal blooms and hypoxia, a proposal to use wave energy to pump oxygen-rich surface water towardsthe sea bottom is investigated. Proposals have suggested that 100 kg of oxygen per second is needed tooxygenate bottom water and enhance binding of phosphorus to bottom sediments. This corresponds to 10 000 m3/s of oxygen-rich surface water. This thesis investigates a wave-powered device to facilitatethis oxygen ux. Results give expected water flow rates between 0.15 - 0.40 m3/s and meter breakwater.The mean specic wave power for the analyzed wave data is calculated to be between 3 - 4 kW/m wavecrest and the median to 1 kW/m. This study indicate, however, that the energy uxes in the BalticProper are signicantly higher. The study gives that the wave climate of the Baltic Sea is suffciently intense to facilitate vertical pumping with a feasible number of breakwaters. A full-scale implementationin the Baltic Sea would require some 300 to 1 200 oating breakwaters of a length of 50 m each. Thetotal cost is roughly estimated to 170 - 680 million EURO. The study also concludes that the interleavingof surface water should be constrained to a relatively small vertical distance from the outlet depth(20 - 30 m) and not stir up deep water to the surface. Wave modelling for the proposed pilot locationKanholmsfjärden indicate that this bay is not large enough to permanently produce a favorable waveclimate. It is, however, still an interesting location consistently to its vicinity to Stockholm and relativelylong measurement series.