GKN Aerospace AB, Sweden (GAS) is one of the leading companies taking up the charge in manufacturing components using Additive Manufacturing(ed) (AM) techniques in the aerospace sector. They are a hub of engineering and they are a supplier of engine and engine components to the world’s leading aero-engine manufacturers, and airframes to civil and military aircraft manufacturers. A phenomenon that is of interest to designers at GAS is the effects of dwell times on high temperature fatigue, especially how this phenomenon affects the fatigue properties of Laser Powder Bed Fusion (LPBF) Inconel 718 (IN718). IN718 is a versatile alloy that can be used at relatively high temperatures and has excellent weldability and is one of the newer materials replacing expensive materials such as Titanium (and its alloys) in the aerospace industry. The aerospace industry has been pushing for an increase in parts manufactured using AM processes because of the advantage the AM process grants to the production process, however a new manufacturing process for an industry needs to be studied and researched from a failure perspective, i.e. the prominent mode of failure for components manufactured using AM and the underlying factors influencing the failure mechanism must be studied. This thesis explores a solution to predict the life of components based on experimental crack propagation tests wherein the test specimens were subjected to the phenomenon mentioned above. A literature survey was conducted researching ways to model this phenomenon and the factors affecting it. The methods found in the literature survey were far too complex to model for the purposes of this thesis, additionally the methods described in the literature were empirical methods describing the phenomenon, rather than a fundamental study of factors causing the phenomenon and ways to model their influence on the life of the component. Hence, a simple method based on the Palmgren-Miner linear damage summation rule which was coded in the form of a FORTRAN code was utilized to compute the life of the components. Software runs predicting life of physical experiments were conducted and inferences about the predictive method were drawn. The limitations of this method were understood and possible solutions were explored, based on which conclusions were drawn regarding the method’s efficacy in predicting the life of the specimens that underwent dwell loading during fatigue cycling. Finally, the method was applied to a case study to understand the effectiveness of the method. / GKN Aerospace AB, Sverige (GAS) är ett av de ledande företagen som tar upp kampen vid tillverkning av komponenter med hjälp av additiv tillverkning (AM) inom flyg- och rymdsektorn. De är ett nav för ingenjörskonst och de är en leverantör av motorer och motorkomponenter till världens ledande tillverkare av flygmotorer, och civila och militära flygplanstillverkare. Ett fenomen som är av intresse för designers på GAS är effekterna av uppehållstider på högtemperaturutmattning, särskilt hur detta fenomen påverkar utmattningen egenskaper hos Laser Powder Bed Fusion (LPBF) Inconel 718 (IN718). IN718 är en mångsidig legering som kan användas vid relativt höga temperaturer och har utmärkt svetsbarhet och är ett av de nyare materialen som ersätter dyra material såsom titan (och dess legeringar) inom flygindustrin. Flygindustrin har drivit på för en ökning av delar som tillverkas med additiva tillverkningsprocesser på grund av den fördel som tillverkningsprocessen ger en ny tillverkningsprocess för en industri behöver dock studeras och forskat ur ett misslyckandeperspektiv, dvs. det framträdande sättet att misslyckas för komponenter som tillverkats med hjälp av additiv tillverkning och de bakomliggande faktorer som mekanismen måste studeras. Denna avhandling utforskar en lösning för att förutsäga livslängden för komponenter baserat på experimentella sprickutbredningstester där provexemplaren utsattes för fenomenet som nämns ovan. En litteraturstudie genomfördes för att undersöka olika sätt att modellera detta fenomenet och de faktorer som påverkar det. Metoderna som framkom i litteraturstudien var alldeles för komplexa för att modellera för denna avhandling, dessutom är metoderna som beskrivits i litteraturen var empiriska metoder som beskriver fenomenet, snarare än en grundläggande studie av de faktorer som orsakar fenomenet och sätt att modellera deras inverkan på komponentens livslängd. Därav en enkel metod baserad på Palmgren-Miners linjära skadesummeringsregel som kodades i form av en FORTRAN-kod användes för att beräkna livslängden för komponenterna. Programvarukörningar som förutspådde livslängden för fysiska experiment genomfördes och slutsatser om den prediktiva metoden drogs. Begränsningarna med denna metod förstods och möjliga lösningar utforskades. Som låg till grund för de slutsatser som drogs om metodens effektivitet när det gäller att förutsäga livslängden för de prover som genomgick uppehållsbelastning underutmattningscykling. Slutligen tillämpades metoden på en fallstudie för att förstå effektiviteten avmetod.

Dricksvatten är en essentiell del av ett hållbart samhälle. Därför är det viktigt att säkerställa säkert dricksvatten genom fungerande vattenreningsverk. En viktig förorening att behandla är NOM, som i sig är ofarligt men som kan producera farliga föroreningar. En teknik som används för behandling av NOM är kolfiltrering. Hur ökad flödeshastighet och ökad kontakttid påverkade kolfiltrens effektivitet undersöktes vid dricksvattenreningsverket Norrvatten. De undersökta parametrarna var partiklar, ultraviolett absorbans vid 254 nm, turbiditet, konduktivitet, fluorescent löst organiskt material, totalt organiskt kol, kemisk syreförbrukning, odlingsbara mikroorganismer och lukt. Tre kolfilter studerades vid olika flödeshastigheter; 190, 220, 250 och 280 L/s under ett dygn var. Samtidigt hade två filter ökad kontakttid på 60 och 76 % under sex veckor, medan ett filter fortsatte med den vanliga flödeshastigheten på 190 L/s. Utgående vatten från filtren analyserades för att se om dessa ändringar hade någon effekt på vattenreningen. Denna preliminära studie fann ingen signifikant effekt på kolfiltreringens rening på grund av ökad flödeshastighet eller uppehållstid. Detta kan vara en indikation på att kolfiltreringen kan hantera en framtida flödesökning och därmed vara en väsentlig del av en framtida expansionen av vattenreningsverket. De tecken som visade på att kolfiltren påverkades av ökningen av flödeshastigheter kunde förklaras av fluktuationer i inkommande vatten och skillnader mellan de olika filtren. I framtiden bör effekten av inkommande vatten studeras i detalj. En mer ingående analys av både inkommande och utgående vatten till kolfiltren bör utföras, där provtagning sker oftare för att bättre förstå fluktuationerna i inkommande föroreningskoncentrationer. Dessutom bör testerna upprepas för att se hur reningen skiljer sig från dag till dag. Hur kolfiltren hanterar ökade flödeshastigheter över längre tidsperioder bör också undersökas vidare. / Drinking water is an essential part of a sustainable society. In the future, the demand for drinking water will increase and contaminants in the water sources are also predicted to increase. Therefore, it is essential to ensure safe drinking water through functioning drinking water treatment plants (DWTPs). One important contaminant to treat is natural organic matter (NOM), which is harmless in itself but can produce harmful products. One technique to use for treating NOM is carbon filters (CFs). The effect of increased flow rate and increased empty bed contact time (EBCT) on the CF efficiency was investigated at a DWTP. The investigated parameters were particles, ultraviolet absorbance at 254 nm, turbidity, conductivity, cultivable microorganisms, fluorescent dissolved organic matter, total organic carbon, chemical oxygen demand, and odour. Three CFs were studied at different flow rates; 190, 220, 250, and 280 L/s for 24 hours each. Additionally, two filters had increased EBCT of 60 and 76 %, while one filter continued with the regular flow rate of 190 L/s for six weeks. Outgoing water from the filters was analysed to see if the change had any effect on the DWTP. This preliminary study did not find any significant effect on the CF treatment caused by increased flow rate or EBCT. This could be an indication that the CFs can handle a future increase in flow rate and thus be an essential part of a future expansion of the DWTP. The indications of CFs being affected by the increase in flow rates for some of the parameters could be explained by fluctuations in incoming water or differences between the separate filters. In the future, a more thorough analysis of both incoming and outgoing water to the CFs should be done, where sampling occurs more frequently to better understand the fluctuations in incoming contaminant concentrations. The measurements should also be repeated to see how the treatment differs from day to day. How the CFs handle increased flow rates over longer time periods should also be investigated further.

Sverige har som mål att endast använda fossilfria bränslen inom fordonsflottan till år 2030. Ett av dessa fossilfria bränslen är biogas som bland annat produceras på Karlstads reningsverk, Sjöstadsverket. Sjöstadsverket planerar att bygga ut sin slammottagningsstation för att kunna ta emot mer slam. I samband med detta finns det ett intresse av att undersöka effektiviseringsmöjligheter inom biogasproduktionen. Ett vanligt förekommande sätt att öka biogasproduktionen är genom tillsatser av olika spårämnen. I detta arbete har därför tillsatser av spårämnena järn, kobolt, nickel och magnesium undersökts genom termofila småskaliga rötningsförsök i satsreaktorer. Tillsatserna har även undersökts i kombination med det komplexbildande ämnet EDTA för att undersöka om den biologiska tillgängligheten påverkar vid rötning av avloppsslam. Förutom rötningsförsök har även en korrelationsanalys genomförts där olika faktorer som kan påverka biogasproduktionen undersökts för år 2017. Resultaten av rötningsförsöken visar att inga tillsatser av järn, magnesium, nickel eller kobolt kommer öka biogasproduktionen vid Sjöstadsverket. Istället har biogasproduktionen hämmats vid två av tre rötningsförsök. Dessa resultat indikerar att organismerna i rötningsanläggningen på Sjöstadsverket inte har någon brist på spårämnen. Inte heller tillsatser av EDTA ökade biogasproduktionen vilket visar att det inte heller finns brist på biologiskt tillgängliga spårämnen. Resultaten från rötningsförsöken styrks av korrelationsanalysen eftersom det inte heller finns några tecken på korrelation mellan biogasproduktion och de nämnda spårämnena. Resultaten av korrelationsanalysen visar att pH ut ur rötningsanläggningen kan ha en negativ inverkan på biogasproduktionen vid Sjöstadsverket. Resultaten indikerar att pH blir för högt i anläggningen, något som även påvisats vid rötningsförsöken. Ett högre flöde in i anläggningen kan sänka pH-värdet enligt vidare korrelationsstudier. Detta har även kunnat påvisas vid rötningsförsöken där pH blev lägre vid en kortare uppehållstid. Eftersom Sjöstadsverket baserar sin uppehållstid på en stabil volym i rötkamrarna bör det alltså vara möjligt att öka biogasproduktionen genom att öka flödet in i rötningsanläggningen, vilket kommer ske när den nya slammottagningsstationen sätts i bruk. Eftersom dessa slutsatser främst är baserade på korrelationer rekommenderas vidare studier där pH-värdets och uppehållstidens inverkan på biogasproduktionen vid Sjöstadsverket undersöks närmare. / The Swedish government has set a national goal to have no vehicles running on fossil fuels in year 2030. One of the fuels that can replace the fossil fuels of today is biogas. The biggest wastewater treatment plant in Karlstad, called Sjöstadsverket, is already producing biogas and is expanding to receive more sludge in the future. Because of this, Sjöstadsverket wants to investigate the possibility of a more effective biogas production. A common way to improve biogas production is trace element additives. Therefor the addition of cobalt, nickel, iron and magnesium has been investigated through small scale thermophilic anaerobic digestion trials in batch reactors. The trace elements have also been added in combination with EDTA to investigate the bioavailability of the trace elements. In addition to these experiments a correlation analysis was performed where different factors that might influence the biogas production were investigated for year 2017. The results from the digestion trials prove that no addition of iron, magnesium, cobalt or nickel will increase the biogas production. Instead, the biogas production was inhibited during two out of three experiments. These results indicate that the organisms in the digester at Sjöstadsverket already have a sufficient amount of trace elements. The addition of EDTA did not increase the biogas production either which indicates that the trace elements also are bioavailable to a sufficient extent. The results from the digestion trials are validated by the correlation analysis because no correlation could be found between the biogas production and the investigated trace elements. The results from the correlation analysis show that the pH-level affects the biogas production negatively. The results indicate that the pH-level is to high, something that was also observed during the digestion trials. A higher flow rate into the digesters could lower the pH-levels according to further correlation studies. This has also been observed during the digestion trials where a shorter retention time lowered the pH-levels. Because Sjöstadsverket bases their retention time on a stable volume in the digesters, it could be possible for them to increase the biogas production by increasing the flow rates, which will happen when they start receiving more sludge. Because these conclusions are mainly based on correlations, further studies of the influence of pH-levels and retention times on the biogas production at Sjöstadsverket are recommended.

This thesis conducts research on the light rail transit (LRT)-line Tvärbanan in Stockholm regarding punctuality of dwell time (DT), focusing on the influence passengers have on the mean and the variance of DT. The eight major stops during rush-hours are analyzed through a combination of quantitative and qualitative analysis. DT is proved to be affected by many factors in a complex setting, with vast differences between stops and between train types, proving that the infrastructure, the platform design, and the train design is important factors. The overall core problem is the non-uniformity of passengers, which is caused mainly by (1) the platform layout, especially the locations of entrances/exits, (2) placement of the train doors in relation to platform obstacles, (3) connections to other means of public transportation, and (4) the overall placement of the entrances/exits at other stops in the same direction. Stop-specific measures and suggestions of overall improvements are proposed in order to reduce the mean and the variation of DT. / Detta examensarbete undersöker hur uppehållstid påverkas av passagerare på light rail-linjen Tvärbanan i Stockholm, vilket har haft en historia av höga och oförutsägbara uppehållstider. De åtta största hållplatserna under rusningstid är analyserade genom en kombination av kvalitativa och kvantitativa studier. Uppehållstiden beror på många faktorer i en complex miljö, där stora skillnader finns mellan de olika hållplatserna och de olika tågtyperna, vilket är ett bevis att infrastrukturen, plattformsdesignen och tågdesignen är viktiga faktorer. Grundproblemet är att passagerare är ojämnt fördelade på plattformarna, vilket är orsakat av (1) plattformsdesignen, speciellt vart ingångar/utgångar är placerade, (2) vart tågdörrarna stannar i relation till objekt på plattformen, (3) förbindelser till annan kollektivtrafik och (4) hur ingångar/utgångar är placerade över hela linjen i samma riktning. Övergripande och hållplatsspecifika åtgärder för att minimera uppehållstiden presenteras i rapporten.

Kommunala avloppsreningsverk renar avloppsvatten och avlägsnar näringsämnen innan vattnet släpps ut i den omgivande miljön. Under reningen avskiljs partiklar som bildar råslam. Genom att bryta ner råslammet anaerobt (syrefritt) via rötning kan användbara produkter, såsom biogas till bussar, erhållas. Rötning innebär att organiskt material bryts ner under kontrollerade former. Sveriges tredje största kommunala avloppsreningsverk är Käppalaverket i Stockholm. Framtidsprognosen för verket visar att belastningen kommer öka, samtidigt förväntas kraven på slamhantering bli strängare.  Syftet med denna studie var att utreda en metod för att öka Käppalaverkets slambehandlingskapacitet. Idag rötas slammet konventionellt med mesofil rötning. Ett förslag för att öka kapaciteten är att förtjocka och därefter recirkulera slammet in i samma rötningskammare. Möjliga fördelar med detta kan vara ökad biogasproduktion samt möjlighet till högre belastning i rötkamrarna.  Till experimentet nyttjades en pilotanläggning bestående av två rötkammrar på 7 dm3. Rötkamrarna användes för att studera konventionell mesofil rötning (i studien benämnd BR01), jämfört med mesofil rötning med recirkulering (i studien benämnd BR02). Råslammet och rötslammet analyserades löpande (på dag- och veckobasis) med avseende på parametrarna: biogasproduktion och gassammansättning, torrsubstanshalt, halt av flyktiga syror, pH, alkalinitet, organisk belastning, andel mineraliserat kväve, utrötningsgrad samt reduktion av makromolekyler. Uppehållstiden (HRT) för slammet i rötkamrarna var inledningsvis 14 dagar. HRT sänktes stegvis  under studien (från 14 till 11 dagar och därefter till 9 dagar) genom att inflödet av råslam ökades. Därmed pressades BR01 och BR02 i syfte att utröna vid vilken belastning rötningsprocessen förändrades från stabil till instabil. Resultaten visade att under 11-dagars perioden var processen i BR01 stabilare än i BR02. Förhöjda halter av flyktiga syror uppmättes i BR02 under denna period. Under 9-dagars perioden med högre belastning observerades att processen i BR01 var instabil. Processen i BR02 var stabilare under samma period och ansågs därför prestera bättre under högre belastning. Statistiska t-tester visade att flertalet reaktorparametrar (i en och samma reaktor) genomgick säkerställda förändringar från experimentets start till slut. / Municipal wastewater treatment plants (WWTPs) purifies wastewater from nutrients before releasing it to the recipient. Particles that are separated from the water creates a sewage sludge. Anaerobic (without oxygen) digestion is mainly used as a stabilization method for the sludge. Digestion of the sludge produces energy-rich biogas and a nutrient-rich digestate which can be used as a fertilizer. The third largest municipal WWTP in Sweden is Käppala WWTP, situated in Stockholm. In the future, the amount of incoming wastewater is expected to increase. Simultaneously, regulations regarding sludge management are expected to be stricter. The main purpose of this study was to investigate a method to increase the sludge load to the digesters at Käppala WWTP. Today the sludge is digested conventionally with mesophilic anaerobic digestion. One suggestion is to recirculate thickened sludge into the same digestion reactor. This method has been shown to give an increased biogas production as well as improved digester performance.   During the experiment a pilot-digester consisting of two anaerobic reactors (each with a volume of 7 dm3) were used. These reactors were used to study conventional mesophilic digestion (BR01 in this study) and mesophilic digestion with sludge-recirculation (BR02 in this study). Several parameters of the sludge (raw and digested) were analysed on daily and weekly basis: biogas production and gas composition, dry matter content, volatile fatty acids, pH, alkalinity, organic loading, mineralised nitrogen, degree of digestion and reduction of macromolecules. The hydraulic retention time (HRT) of the sludge was initially 14 days. HRT was lowered stepwise (from 14 to 11 and finally down to 9 days) by increasing the inflow of raw sludge. This way the two reactors were pushed to see at what point the digestion process became unstable. The results showed that during the 11-days HRT period BR01 was more stable compared to BR02. Heightened VFA-content was measured in BR02 during this period. During the 9-days HRT period the process in BR01 was deemed unstable. The process in BR02 was more stable during the same period and was considered to have a better performance during high sludge inflow. Statistical t-tests showed that several digestion-parameters (compared for the same reactor) underwent statistically significant changes from the start to the end of the experiment.

<h2>BIOGAS POTENTIAL IN GRASSES FROM WETLANDS</h2><p><em>Marvin Martins</em></p><p>The purpose of this study has been to survey wetlands that are suitable for mowing and to analyze the biogas potential in the harvested grasses. A preformed investigation showed that there are suitable wetlands, which can be harvestable, namely those mowed formerly in traditional haymaking. The practice of traditional haymaking is dying out in Sweden today but there are several good reasons why it should to be reconsidered. Nature- and cultural values are obvious, also the unutilized energy in the grass.</p><p>The suitable types of wetland that were specifically studied were the productive wetlands; meadow marshes and wet meadows. These wetlands are represented in the Swedish meadow- and pasture inventory database; (TUVA) and the Swedish national wetland inventory (VMI). Going through the databases showed that they largely complement each other. A geographical mapping was also carried out of wetlands in relation to areas of interest for the future establishment of biogas plants, so called “hotspots”. The geographical survey shows that there is ample amount of grass from wetlands within a 30-kilometer radius that can supplement the plants main substrate, manure. The map layer Swedish Ground Cover Data (SMD) together with GIS software was used to analyze the extent of overgrowth for the older VMI objects in Uppsala County, with the result that half of the VMI objects are no longer of interest. They have become either woodland and bogs, or reed beds.</p><p>There is very little information on wetland-grasses and methane production. Instead, a theory was evaluated regarding the possibility of transforming nutritional values for grass and sedges into biogas potentials. It was shown that this method does not capture the total biogas potential, but offers a minimum value that can be considered rather reliable. The energy transformation showed that late harvested grasses from wetlands has a biogas potential about 0, 21Nm³methane/ (kg, DM) which is about 60 % of the biogas potential for grass-legume forages. The gas yield after 20 days is also relatively low. It could though be favorable to try grasses from wetlands in methane production, because co-digestion with these grasses and other suitable materials could produce a higher net gas yield for the plant, than using the materials solely by themselves. The derived biogas potential showed that there is at least 4, 4 GWh biogas energy in grasses from wetlands in Uppsala county at a low estimate. Harvesting costs were however shown to be too high in the present to achieve a plus result.</p> / <h2>BIOGASPOTENTIAL HOS VÅTMARKSGRÄS</h2><p><em>Marvin Martins</em></p><p>Syftet med detta arbete har varit att kartlägga våtmarker i Biogas Östs region lämpliga att skörda samt att undersöka biogaspotentialen i detta våtmarksgräs. Undersökningen visar att det finns lämpliga våtmarker, så kallade slåtterängar, i den undersökta regionen. Traditionell slåtter är en utdöende företeelse i Sverige men det finns flera goda argument till varför den borde återupptas. Natur- och kulturvärden är givna sådana men även den outnyttjade energin i gräset.<em></em></p><p>Våtmarkstyper som specifikt har studerats är de produktiva våta slåtterängarna; fuktängar, strandängar och mader. Dessa våtmarker finns representerade i Ängs- och betesmarksinventeringens databas; TUVA och våtmarksinventeringens VMI. En genomgång av databaserna visade att de i stor utsträckning kompletterar varandra. En geografisk kartläggning har även utförts på slåttermarker i förhållande till intressanta områden för framtida biogasanläggningar, så kallade ”hotspots”. Kartläggningen visar att det finns gott om våtmarksgräs inom en tremilsradie som kan komplettera anläggningarnas huvudsubstrat, gödsel. Kartskiktet Svenska Marktäckedata (SMD) tillsammans med GIS-programvara har använts för att analysera hur mycket de äldre VMI-objekten i Uppsala län har växt igen, med resultatet att hälften av VMI-våtmarkerna är inaktuella i dagsläget. De har antingen växt igen med mossor och träd eller blivit vassbälten.</p><p>Det finns ytterst begränsat med information kring rötdata på våtmarksgräs. Istället utvärderades en teori, om fodervärden för ett par gräs- och starrarter kan omvandlas till biogaspotentialer. Det visade sig att denna metod inte ger den maximala biogaspotentialen men ett minimivärde erhålls som kan betraktas som ganska tillförlitligt. Energiomvandlingen visar att sent slåttat våtmarksgräs har en biogaspotential runt 0,21 Nm³ metan/(kg, TS) vilket är omkring 60 % av den odlade åkervallens biogaspotential. Gasutbytet efter 20 dagars rötning är också relativt lågt. Trots detta kan det vara fördelaktigt att röta våtmarksgräs, eftersom samrötning mellan detta och annat lämpligt material kan ge ett högre nettogasutbyte för anläggningen än rötning av de enskilda materialen var för sig. Den framtagna biogaspotentialen visar att det finns minst 4,4 GWh biogasenergi i våtmarksgräs från till exempel Uppsala län, lågt räknat. Slåtterkostnaderna har dock visat sig vara för höga för att få det att gå ihop ekonomiskt i dagsläget.</p>

BIOGAS POTENTIAL IN GRASSES FROM WETLANDS Marvin Martins The purpose of this study has been to survey wetlands that are suitable for mowing and to analyze the biogas potential in the harvested grasses. A preformed investigation showed that there are suitable wetlands, which can be harvestable, namely those mowed formerly in traditional haymaking. The practice of traditional haymaking is dying out in Sweden today but there are several good reasons why it should to be reconsidered. Nature- and cultural values are obvious, also the unutilized energy in the grass. The suitable types of wetland that were specifically studied were the productive wetlands; meadow marshes and wet meadows. These wetlands are represented in the Swedish meadow- and pasture inventory database; (TUVA) and the Swedish national wetland inventory (VMI). Going through the databases showed that they largely complement each other. A geographical mapping was also carried out of wetlands in relation to areas of interest for the future establishment of biogas plants, so called “hotspots”. The geographical survey shows that there is ample amount of grass from wetlands within a 30-kilometer radius that can supplement the plants main substrate, manure. The map layer Swedish Ground Cover Data (SMD) together with GIS software was used to analyze the extent of overgrowth for the older VMI objects in Uppsala County, with the result that half of the VMI objects are no longer of interest. They have become either woodland and bogs, or reed beds. There is very little information on wetland-grasses and methane production. Instead, a theory was evaluated regarding the possibility of transforming nutritional values for grass and sedges into biogas potentials. It was shown that this method does not capture the total biogas potential, but offers a minimum value that can be considered rather reliable. The energy transformation showed that late harvested grasses from wetlands has a biogas potential about 0, 21Nm3 methane/ (kg, DM) which is about 60 % of the biogas potential for grass-legume forages. The gas yield after 20 days is also relatively low. It could though be favorable to try grasses from wetlands in methane production, because co-digestion with these grasses and other suitable materials could produce a higher net gas yield for the plant, than using the materials solely by themselves. The derived biogas potential showed that there is at least 4, 4 GWh biogas energy in grasses from wetlands in Uppsala county at a low estimate. Harvesting costs were however shown to be too high in the present to achieve a plus result. / BIOGASPOTENTIAL HOS VÅTMARKSGRÄS Marvin Martins Syftet med detta arbete har varit att kartlägga våtmarker i Biogas Östs region lämpliga att skörda samt att undersöka biogaspotentialen i detta våtmarksgräs. Undersökningen visar att det finns lämpliga våtmarker, så kallade slåtterängar, i den undersökta regionen. Traditionell slåtter är en utdöende företeelse i Sverige men det finns flera goda argument till varför den borde återupptas. Natur- och kulturvärden är givna sådana men även den outnyttjade energin i gräset. Våtmarkstyper som specifikt har studerats är de produktiva våta slåtterängarna; fuktängar, strandängar och mader. Dessa våtmarker finns representerade i Ängs- och betesmarksinventeringens databas; TUVA och våtmarksinventeringens VMI. En genomgång av databaserna visade att de i stor utsträckning kompletterar varandra. En geografisk kartläggning har även utförts på slåttermarker i förhållande till intressanta områden för framtida biogasanläggningar, så kallade ”hotspots”. Kartläggningen visar att det finns gott om våtmarksgräs inom en tremilsradie som kan komplettera anläggningarnas huvudsubstrat, gödsel. Kartskiktet Svenska Marktäckedata (SMD) tillsammans med GIS-programvara har använts för att analysera hur mycket de äldre VMI-objekten i Uppsala län har växt igen, med resultatet att hälften av VMI-våtmarkerna är inaktuella i dagsläget. De har antingen växt igen med mossor och träd eller blivit vassbälten. Det finns ytterst begränsat med information kring rötdata på våtmarksgräs. Istället utvärderades en teori, om fodervärden för ett par gräs- och starrarter kan omvandlas till biogaspotentialer. Det visade sig att denna metod inte ger den maximala biogaspotentialen men ett minimivärde erhålls som kan betraktas som ganska tillförlitligt. Energiomvandlingen visar att sent slåttat våtmarksgräs har en biogaspotential runt 0,21 Nm3 metan/(kg, TS) vilket är omkring 60 % av den odlade åkervallens biogaspotential. Gasutbytet efter 20 dagars rötning är också relativt lågt. Trots detta kan det vara fördelaktigt att röta våtmarksgräs, eftersom samrötning mellan detta och annat lämpligt material kan ge ett högre nettogasutbyte för anläggningen än rötning av de enskilda materialen var för sig. Den framtagna biogaspotentialen visar att det finns minst 4,4 GWh biogasenergi i våtmarksgräs från till exempel Uppsala län, lågt räknat. Slåtterkostnaderna har dock visat sig vara för höga för att få det att gå ihop ekonomiskt i dagsläget.

Denitrification is a microbially-catalyzed reaction which reduces nitrate to N2 through a series of intermediate nitrogen compounds. Nitrate is a nutrient and its release into the environment may lead to eutrophication, depending on the amount that is released and the state of the recipient. The release of nitrate from the mining industry in Kiruna (Sweden) has been identified as an eutrophication risk, and a denitrifying bioreactor is to be constructed at the site to reduce the nitrate release.Since the denitrification rate decreases with temperature and the temperature in Kiruna during large parts of the year drops below 0˚C, the denitrifying bioreactor therefore has to be designed for the site-specific environment in terms of flow rate and hydraulic residence time. Laboratory column studies are used to study and determine the nitrate removal rate in a low temperature environment (5˚C) with pine wood chips as reactive matrix/ electron donor; the input solution had an average concentration of 35 mg NO3-N/L and a high sulfate concentration. Nitrate removal was studied as a function of hydraulic residence time and temperature. Parameters that were monitored include pH, alkalinity and concentrations of ammonium, nitrite and sulfate in the effluent from the columns. On three occasions, samples were gathered along the flow path in the columns (concentration profiles) such that changes in nitrate, nitrite, and occasionally ammonium concentration could be studied in relation to each other. The study concluded that a denitrifying bioreactor utilizing pine wood chips as the reactive matrix is a suitable option for nitrate treatment in a low temperature (5˚C) environment. Under the conditions of the study, effluent nitrate, nitrite, and ammonium concentrations are below limits established in legislation. Nitrate removal rates are given for zero-order nitrate reduction and overall first-order nitrate reduction, as the concentration profiles revealed a decrease in nitrate removal rate as nitrate concentration dropped below 3 mg NO3-N/L. / Nitrat är ett näringsämne som kan orsaka övergödning vid utsläpp, beroende på halterna och recipienten. Växterna som tar upp kväve kommer så småningom att dö och sjunka mot botten där de förmultnar. Förmultningen kräver syre, och vid ökad växtlighet så ökar även konsumtionen av syre då det finns mer organiskt material att bryta ned. Detta leder i slutändan till syrefria områden, där djurliv och växtlighet är mer begränsade. Nitratutsläpp från gruvindustrin i Kiruna har blivit identifierad som en potentiell övergödningsrisk och en denitrifierande bioreaktor ska därmed installeras för att minska utsläppen. Denitrifikation är en mikrobiell reaktion som reducerar nitrat till kvävgas genom en serie av intermediära kväveföreningar. En denitrifierande bioreaktor använder sig utav denitrifikation för att minska nitratkoncentrationer i vatten som passerar genom bioreaktorn som består av huvudsakligen; (1) bakterierna som sköter denitrifikationen, och (2) en kolkälla som fungerar som ”mat” till de denitrifierande bakterierna, Hastigheten varvid nitrat omvandlas till kvävgas genom denitrifikation, minskar med temperatur och den denitrifierande bioreaktorn måste därmed anpassas till omgivningen där den ska placeras med avseende på uppehållstid i reaktorn. Uppehållstiden måste vara tillräcklig för att minska nitratkoncentrationen till önskad nivå, men samtidigt så får uppehållstiden inte vara för lång då andra ämnen kan reagera och bilda ofördelaktiga produkter vid låga nitratkoncentrationer. Kolonnstudier i en låg-tempererad miljö (5˚C) är ett första steg för att studera hastigheten av nitratförbrukning i en sådan omgivning, och används i detta arbete med träflis av tall som kolkälla. Parametrar som påverkar, och varierar som ett resultat av, denitrifikation (exempelvis pH och sekundära föroreningar) övervakas. Hastigheten av nitratförbrukning som fås från kolonnstudierna kan sedan används som riktlinjer för konstruktionen av en denitrifierande bioreaktor i fältskala i Kiruna. Studiens slutsats är att en denitrifierande bioreaktor med träflis av tall som reaktivt medium är ett fungerande alternativ för nitrat reducering i en lågtempererad miljö (5˚C) då nitrat effektivt reduceras till under gränsvärden fastslagna i lag. Även andra potentiella biprodukter (exempelvis nitrit och ammonium) som kan resultera från den miljö som den denitrifierande bioreaktorn ger upphov till är under de gränsvärden som finns fastslagna i lag.