No description available.

Detta självständiga arbete utfördes på kraftvärmeanläggningen Affärsverken AB i Karlskrona med syfte att minska stadens vattenförbrukning, minimera utsläpp i naturen och bidra till globala miljömål. Se bilagor (7–10) för mer information.Projektet omfattade flera perspektiv, inklusive tekniker för att rena rökgaskondensat och de ekonomiska aspekterna av ett sådant projekt. Sammanfattningsvis syftar projektet till att förbättra effektiviteten och hållbarheten i kraftvärmeverket. Studiebesöket på kraftvärmeverket i Karlskrona har gett information om flödet av kommunalt vatten och rökgaskondensat mängden som används för att bestämma återvinningen av vatten och mängden rökgaskondensat som behövs. Detta kommer att användas för att utvärdera teknikerna för att rena rökgaskondensatet och de ekonomiska aspekterna av projektet.Målet med projektet var att minska stadens vattenkonsumtion på kraftvärmeverket genom att använda rökgaskondensat istället för stadsvatten. Detta minskar kostnaden för råvatten och bidrar till att uppnå globala miljömål. Konstruktion och installation kan kombineras med befintliga anläggningar, utrustning och ekonomiska faktorer som tas i beaktning vid valet av lösning. En hållbar och kostnadseffektiv lösning bör väljas för att minska stadens vattenkonsumtion utan att påverka produktiviteten. / This independent project was conducted at the combined heat and powerplant (Affärsverken AB) in Karlskrona with the aim of reducing city waterconsumption, minimizing emissions into the environment, and contributingto global environmental goals, see appendix (7-10). The project included several perspectives, including technologies for cleaning flue gas condensateand the economic aspects of such a project. In summary, the project aimed toimprove the efficiency and sustainability of the combined heat and powerplant.The study visit to the combined heat and power plant in Karlskrona has provided information on the flow of municipal water and the amount of flue gascondensate used to determine the recovery of water and the amount of fluegas condensate needed. This will be used to evaluate the technologies forcleaning the flue gas condensate and the economic aspects of the project.The conclusion of the project was to be able to reduce city water consumption at cogeneration plants by using flue gas condensate instead of city water.This reduces the cost of city water and contributes to achieving environmental global goals. Construction and installation can be combined with existingfacilities and equipment, and economic factors should be taken into accountwhen choosing a solution. Sustainable and cost-effective solution should bechosen to reduce city water consumption without affecting productivity.

En kartläggning av vattenåtgång för kraftvärmeverket Torsvik visar att en självförsörjning av råvatten inte är möjlig genom att endast nyttja återcirkulation av renat rökgaskondensat. Att helt utesluta användandet stadsvatten som råvatten för att säkerställa spädvattenbehovet till pannorna är därför ej möjligt, men med hjälp av utökad rening och återcirkulation kan en resurseffektivisering ske på anläggningen. Resultatet visar på att en nyinvestering av lämplig teknik så som UFRO eller likvärdigt för kondensatrening måste ersätta den befintliga flockteknikensom idag används för avfallspannan på KVVT1, för att återcirkulation av kondensat skall vara ett möjligt alternativ för detta block. Vidare finns kvarvarande problematik med otillräckligt flöde av rökgaskondensat hos detta block för att bli självförsörjande av spädvatten. Möjligheterna för KVVT2 att bli självförsörjande är dock desto bättre där ett högre flöde av rökgaskondensat uppnås. För detta block krävs då en uppskalning av den befintliga rökgaskondensatreningen (UF/RO), då det inte täcker hela flödet i dagsläget.Referensanläggningar runt om i Sverige visar att det är möjligt att genomföra ett sådant projekt. Vidare finns det direktiv från EU genom BAT slutsatserna samt nationella bidrag att söka för projekt inom området för att nå de mål som är uppsatta globalt i och med Agenda30 åtagandet. Tidigare studier inom området påvisar att den tekniska utrustning som finns för området är välfungerande och att det finns mer än en fungerande lösning. Dock visar de även på att en anläggningsspecifik analys måste göras då de olika parametrarna varierar hos de olika anläggningarna där det lyfts fram att en pilotanläggning kan vara ett sätt att skära ner tiden för att få parametrarna att fungera korrekt på där flera anläggningar tagit mer än två år att bli driftsatta efter installation. Även Miljötillstånden varierar för de olika anläggningarna och det finns därmed ingen universallösning. Denna rapport sammanställer kraftvärmeverket Torsviks förutsättningar samt ställer dessa mot befintliga metoder hos liknande kraftvärmeverk med en behovsanalys genom kartering av råvattenflöden. Genom att ha kartlagt befintliga flödesmätare på Torsvik och trend analyserat dess data i anläggningens styrsystem har vi kommit fram till dess behov av råvatten för de olika processerna. Med hjälp av intervjuer och interna utredningar har vi skapat en tydligare bild av anläggningens vattenflöden samt gett rekommendationer av lämpliga metoder för att rena rökgaskondensatet för att minska vatteninköpet från stadsnätet. / A survey of water usage for the Torsvik power cogeneration plant showsthat self-sufficiency in raw water is not possible through solely recycling purifiedflue gas condensate. Completely excluding the use of municipal water as raw waterto meet the make-up water demand for the boilers is therefore not possible, but withthe help of enhanced purification and recycling, resource efficiency can be achievedat the facility. The results indicate that a new investment in appropriate technologysuch as UF-RO or equivalent for condensate treatment must replace the existingflocculation technology used for the waste boiler at KVVT1, in order for condensaterecycling to be a feasible alternative for this block. Furthermore, there is aremaining issue of insufficient flow of flue gas condensate for this block to achieveself-sufficiency. However, the possibilities for KVVT2 to become self-sufficient arebetter, with a higher flow of flue gas condensate. For this block, an upscaling of theexisting flue gas condensate treatment on block 2 is required as it does not meet thedemand.Reference facilities across Sweden demonstrate the feasibility ofimplementation. Furthermore, there are directives from the EU through BATconclusions, as well as national grants available for projects in this field to achievethe goals set globally with the Agenda30 commitment. Previous studies in the fielddemonstrate that the technical equipment available for this area is functioning welland that there is more than one viable solution. However, they also highlight theneed for site-specific analysis as the different parameters vary among differentfacilities, where it is emphasized that a pilot plant can be a way to reduce the time ittakes for the parameters to function correctly, as several facilities have taken morethan two years to become operational after installation. Environmental permits alsovary for different facilities, thus there is no universal solution.Therefore, this report compiles the conditions of the Torsvik powercogeneration plant and compares them with existing methods at similar powercogeneration plants. By mapping the existing flow meters at Torsvik and trendingthe data in the facility's control system, we have determined its raw waterrequirements for the different processes. Interviews and internal investigations havehelped us create a clearer picture of the facility's water flow.

This master thesis explores the possibility to selectively detect sewage intrusion indrinking water with a chemical sensor, the so called electronic tongue. Previouswork in collaboration between Linköping University and Tekniska verken has showna possibility to detect contaminants using the sensors ability to measure currentchanges due to electrochemical properties of the contaminants. This report presentstwo developed algorithms that can detect and alarm if sewage enters the drinkingwater. The algorithms performance is analyzed based on reaction time, stability,detection limit and selectivity. The results indicate that the implementation of thesensor and the algorithm will contribute to real-time monitoring of drinking waterquality and, with it, increase safety for society’s health. Parts of the practical development of these algorithms will be kept confidential in this report for intellectualproperty reasons and the possibility of further development of the system.

Vatten- och energiförbrukning är ett av mänsklighetens största nuvarande och framtida problem då världens vattenkonsumtion ständigt ökar på grund av bättre levnadsstandard samt ständigt ökande population och industrialisering. Förorenat vatten orsakar sjukdomar, sänkt livstid, reducerad sanitet och försämrad hälsa. Att rena vatten på ett energi- och miljöeffektivt sätt så att det kan återanvändas är därför ett måste för en hållbar framtid. En undersökning av koaguleringsförmågan för ett antal utvalda organiska föreningar via elektrokoagulation har utförts hos företaget Axolot Solutions AB. Axolot Solutions AB är ett företag som arbetar med rening av industriella vatten med elektrokemiska metoder, framförallt elektrokoagulation. De organiska föreningar som undersökts har delats in i grupperna sockerarter (maltos, raffinos, glukos samt laktos), organiska syror (myrsyra, citronsyra, hexansyra, smörsyra, oktansyra), alkoholer (1-propanol, 2-propanol), fettsyror (lecitin) och övriga (formaldehyd, vanillin, nonylfenol, α-pinen). Även ett industriellt vatten från en barkavvattningsprocess har undersökts samt modellvatten av ämnena xylan och lignin som kan hittas i barkvatten. Reningsförmågan av processen har undersökts genom att mäta COD halter före och efter behandling med ett kontinuerligt elektrokoagulationssystem. Varje förening har undersökts vid fyra olika initial pH: 4, 6, 7,5 och 9 och dessutom såväl järnanod och aluminiumanod testats. Även olika strömstyrkor har undersökts för ett par av de organiska föreningarna. Resultaten visar ingen COD reduktion för vatten innehållande xylan, sockerarter, organiska syror och alkoholer. Tekniken visade mycket god reduktion av ämnena: lecitin (85,5%) och lignin (98,1%). En mindre reduktion skedde även för vatten innehållande nonylfenol (33,6%), α-pinen (42,1%), och barkvatten (21,5%). En reduktion av COD skedde även för vanillinvatten med initial pH 4 vid användandet av aluminiumanod, detta var dock det enda vattnet innehållande vanillin som påverkades. Det går inte att dra någon generell slutsats kring vilket initial pH och vilken anod som bör användas vid elektrokoagulation då den mest effektiva anordningen inte är densamma för de olika undersökta föreningarna. / Water- and energy consumption is one of humanities biggest current and future problems because of ever increasing global water consumption and because of better living conditions, increasing population and industrialization. Polluted water results in diseases, reduced life expectancy, sanitation and reduced overall health of those affected. Purifying water in an energy and environmentally effective way is therefore a must for a sustainable future. A study of the coagulation capabilities for a select number of organic compounds by electrocoagulation has been performed at Axolot Solutions AB. Axolot Solutions AB is a company developing electrochemical water treatment solutions, with a focus on the electrocoagulation process. The compounds that have been studied are sugars (raffinose, maltose, glucose, lactose), organic acids (formic acid, citric acid, hexanoic acid, butyric acid, octanoic acid), alcohols (1-propanol, 2-propanol), fatty acids (lecithin), others (formaldehyde, vanillin, nonylphenol, α-pinene). Industrial water coming from a debarking process was also investigated as well as two compounds that are often present in this type of water, xylan and lignin. The treatment efficiency was determined by measuring the COD values of the investigated water before and after the electrocoagulationprocess. Each compound was studied by using an iron anode and an aluminum anode at four different initial pH values: 4, 6, 7.5, 9. Different current densities were also studied for some of the investigated compounds. The results show no COD reduction for sugars, alcohols, organic acids and xylan. The process resulted in large reductions of the compounds lecithin (85.5%) and lignin (98.1%). A lesser reduction was found for the waters containing: nonylphenol (33.6%), α-pinene (42.1%) and barkwater (21.5%). A reduction of COD was also found in the water containing vanillin with an initial pH of 4 that was treated with an aluminum anode was affected. The most efficient setup for the investigated compounds varies. For that reason, no conclusion as to which initial pH and anode that should be for electrocoagulation processes in general can be drawn.

Kylvatten används för att kyla framdrivningsmaskineri och övrig utrustning med kylbehov ombord på fartyg. För att förhindra rost i den utrustning som skall kylas, måste kylvattnet behandlas. Som rostskydd används idag kemikalier. I samband med byte av kylvattnet, hamnar dessa kemikalier ofta i havet, vilket leder till negativ miljöpåverkan. I detta examensarbete har möjligheten att använda kemikaliefri vattenbehandling istället för kemikalier som rostskydd i system med vattenburen värmeöverföring undersökts. Kontakt med olika företag och en intervju med personal på ett fartyg med installerad elektromagnetisk vattenbehandlingsutrustning har gett information för undersökningen. Vi har också gjort egna mätningar på vatten i värmesystem med avjoniseringsutrustning och på tekniskt vatten behandlat med kemikalier. Mätningarna har använts för att undersöka hur vattnet påverkas av dessa behandlingsmetoder. Denna undersökning har inte resulterat i något entydigt svar på om kemikaliefri vattenbehandling kan ersätta kemikalier i kylvattnet till ett fartygs framdrivningsmaskineri, men visat att det är ett möjligt alternativ för mindre slutna system.

Söderhalls renhållningsverk AB’s (SÖRAB) waste facility have an active landfill where they previously have been deposited organic waste. This landfill generates leachate that contains high levels of ammonium. To treat the ammonium rich leachate SÖRAB has built a continuous biological treatment plant (KBR). The KBR uses nitrification and denitrification to transform ammonium to nitrogen. Together with a wetland it constitutes SÖRAB’s treatment for leachate. This project aimed at creating a strategy to ensure that nutrient limits given by Miljödomstolen are not exceeded. SÖRAB wished for the KBR to be emptied yearly, a consequence of this is that the treatment period is paused for 4-􀀀5 months. While investigating the recipient it was found that the outflow from the treatment plant cannot be larger than the flow in the recipient. In cases where the outflow was larger internal nutrient limits were exceeded. With these demands and by evaluating the efficiency of the treatment steps and modelling the leachate formation an operational strategy of how the leachate treatment should be operated during the year was created. The evaluation showed that the denitrification process in the KBR needs additional phosphorus to perform satisfactory. Phosphorus cannot be added without taking the risk of exceeding the limits in the recipient. During the warm season the wetland performed denitrification adequately, though it decreased with the temperature. Therefore the most suitable time for emptying the KBR and pausing the treatment is the cold season. The KBR is optimally emptied during the fourth quarter, it will then be functioning again during the second quarter. Modelling the leachate volume showed that the outflow was greater than the recipient runoff during the third quarter. During this time water needs to be stored within the treatment plan, the wetland was considered the most suitable pond for storage. To enable capacity for the excess volume the level in the wetland needs to be lowered during the first quarter, when the flow in the recipient is high due to the spring flood. The outflow is then higher than the actual runoff from the treatment plant. During the third quarter the water level in the wetland is increased to allow for the treated water to be stored.

Att lufta biologiska bassänger vid ett avloppsreningsverk är en mycket energikrävande process. Genom att reglera lufttillförseln kan processen optimeras så att den blir så energisnål som möjligt men samtidigt bidrar till en god kvalitet på utgående vatten. Regleringen bör då ske vid flera punkter längs med en bassäng. I detta projekt har regleringen av syrehalten i aktivslamanläggningen vid Himmerfjärdsverket utvärderats och ett försök till förbättring av processen har genomförts. Verket har efterdenitrifikation varför aktivslamanläggningen enbart består av en luftad del där nitrifikation och oxidation av organiskt material sker. Styrsättet i verket är sådant att syrehalten regleras i början av varje luftningsbassäng. En syrehaltsgivare sitter ca 20 meter in i varje linje och en luftflödesgivare satt på vardera linjes huvudledning med luft. Kaskadreglering reglerar luftflödet. Den överordnade syrehaltsregulatorn beräknar börvärdet till luftflödesregulatorn. Börvärdet på syrehalten är normaltsatt till 2 mg/L. Detta reglersystem har lett till att då belastningen är låg ökade syrehalten kraftigt i slutet av varje linje medan höga belastningar gör att syrehalten sjunker för mycket mot slutet av bassängen så att reningsresultaten för ammonium blir sämre än önskvärt. Syre- och ammoniumprofiler, det vill säga syre- och ammoniumhalterna i vardera av linjernas sex zoner plottade mot zonerna, studerades på två av verkets linjer. Dessa gjordes under perioder med relativt låg belastning av ammonium. Då framkom att oavsett flöde skedde den mesta av reduktionen i linjernas två mittersta zoner. Målet blev då att försöka förskjuta reningen så att hela bassängen utnyttjades. Detta måste dock ske utan att reningen under perioder med högre belastning försämras. Det som också framkom var att det förekommer både belastningsvariationer och flödesvariationer till de olika linjerna. För att förbättra regleringen installerades en syrehaltsgivare, en luftflödesgivare och en reglerventil till varje zon i en av verkets linjer. Ett kaskadreglersystem installerades och trimmades in i varje zon. En börvärdesundersökning gjordes för att hitta den kombination av börvärden i de olika zonerna som gav ett gott reningsresultat och samtidigt minimerade energikonsumtionen. De kombinationer som testades var 1,5/1,5/2/2/1,5/1,5 och 1,5/2,5/2,5/2,5/2,5/2,5. Dessa kombinationer förväntades förskjuta reningen så att hela bassängen utnyttjades och pressa ner de syrehaltstoppar som stundtals uppstod i slutet av bassängen. Syrehaltstopparna försvann men en acceptabel reningsgrad erhölls ej med avseende på utgående ammoniumhalt från försökslinjen. Reningen i försökslinjen var försämrad jämfört med innan byte av syrehaltsreglering. Här skall dock noteras att vattentemperaturen hade sjunkit i förhållande till perioden med ursprunglig reglering vilket kan ha påverkat nitrifikationshastigheten negativt. Temperaturen var lägst under den sistnämnda kombinationen. Under den sistnämnda börvärdeskombinationen hade försökslinjen stundtals bättre rening än övriga linjer så denna börvärdeskombination ger en förhållandevis god reningskvalitet. För att jämföra energikonsumtionen togs ett samband fram mellan luftflöde och blåsmaskinernas effekt. Sambandet användes för att beräkna skillnaden i effektförbrukningen mellan de bägge reglersystemen. Denna räknades om till motsvarande årsenergiförbrukning för samtliga linjer. Resultatet blev att energikonsumtionen skulle kunna sänkas med 10 % för luftningssteget. / To aerate the biological basins at a wastewater treatment plant is a very energy intensive process. To make the process as energy efficient as possible the air supply should be controlled. This may also contribute to a better purification quality. To fulfill this, the control of air supply should occur at several points along a basin. In this project, control of the dissolved oxygen in the activated sludge basins at Himmerfjärden wastewater treatment plant is evaluated and improved. The plant has postdenitrification, why the activated sludge plant solely consists of an aerated part where nitrification and oxidation of organic matter occurs. The oxygen level in the aeration basins is controlled at the beginning of each aeration basin. An oxygen sensor is placed 20 meters from the inlet and an air flow meter is placed on the main inlet tube for air at each line. Cascade control is used to control the airflow rate. The primary dissolved oxygen controller calculates the set-point to the secondary air flow controller. The set-point of the oxygen level is normally set at 2 mg/L. During periods with low loads of ammonia, this control leads to an increased oxygen level at the end of each basin while the high loads causes the oxygen level to drop towards the end of the basin so that the treatment results for ammonium were less than desirable. Oxygen and ammonium profiles, i.e. oxygen and ammonia concentrations in each of the lines’ six zones were measured and plotted against the zones, were studied at two of the plant lines. These were made during periods of relatively low load of ammonium. It was found that regardless of flow, most of the reduction occurred in the two middle zones in each line. The goal then became to try to shift the treatment so that the entire basin was used. This must be done without lowering the treatment quality during periods of higher loadings. What also emerged was that there are variations between the lines both in load and in flow. To improve the control system, an oxygen sensor, an airflow meter and a control valve were installed in each zone in one of the plant lines. A cascade control system with two PI-controllers was installed and tuned in each zone. Different combinations of set points were analyzed to find the one that gave a good cleaning performance while minimizing energy consumption. The combinations tested were 1.5/ 1.5/2 /2 /1.5/1.5 and 1.5 / 2.5 / 2.5 / 2.5 / 2.5 / 2.5. These combinations were expected to push the treatment forward so that the entire basin was used. It should also and lower the oxygen peaks that sometimes occurred at the end of the basin. The oxygen peaks disappeared but an acceptable degree of purification of ammonium was not obtained. The purification in the experimental line was lower than before the change of aeration control. It should be noted that water temperature had decreased compared to before the change of control system which may have affected the rate of nitrification negatively. This may be a reason for the higher ammonium concentrations. The lowest temperature was measured during the last set- point combination. During that period the experimental line had a better purification compared to the other lines in the plant. To compare the energy consumption for the two control systems a relationship was calculated between the air flow rate and the power consumption of the blowers. This relationship was used to calculate the difference in power consumption between the two control strategies. This consumption was translated to the corresponding annual energy usage of all the lines. The result was that the energy consumption could be reduced by 10% for the aeration step.

Rapporten redovisar en utredning av konserveringsmetoder för vattensidan under stilleståndsperioder av ett värmeverk bestående av fem hetvattenpannor med ett gemensamt ångnät. Syftet var att utvärdera olika metoder för att motverka korrosion då pannorna inte är i drift. Konserveringsmetoderna som utreddes och jämfördes internt var konservering med en kvävgaskudde, ångkudde, torrläggning och en kemisk lösning. Att utreda metoderna innebar att uppskatta dess kostnad ekonomiskt genom att beräkna en årskostnad. För att besvara hur effektivt deras skydd mot korrosion är användes litteraturens referenser och teoretiska samband för att uppskatta syrehalten i matarvattnet. För att kunna göra en realistisk jämförelse mellan metoderna har den avgivna effekten för värmeverkets pannor under driftåret 2016 använts som en grund för beräkningarna. Årskostnaderna från konserveringsmetoderna är från 2016 års driftdata av värmeverket. En kvävgaskudde med en renhet av 99,999 % kan resultera i en syrehalt av 9,6 ppb för matarvattnet och har en total årskostnad av 77 300 SEK. En ångkudde har potentialen att bevara vattnet i princip syrefritt och har en total årskostnad av 809 000 SEK med en extern elpanna för ångproduktion. Att torrlägga pannorna är bara möjligt under vissa perioder av året dock skulle en total årskostnad av eldriften för att hålla pannorna torra motsvara en kostnad av 17 500 SEK. Metoden med en kemisk lösning hade en totalårskostnad av 1 640 000 SEK. Baserat på tillgänglig information och utförda antaganden är slutsatsen att värmeverket ifråga rekommenderas att upphöra med en kemisk konserveringsmetod och övergå till en kvävgaskudde som konserveringsmetod mot korrosion då pannorna inte är i drift.

Malawi is one of many countries throughout the world struggling with massive amounts of water hyacinths (Eichornia crassipes) in the country’s fresh water resources.  In nutrient-rich ecosystems where the aquatic weed has no natural enemies it will reproduce very rapidly with the consequence that lakes become overgrown, water flow in rivers is reduced, and other water organisms becomes excluded. At the same time, the plants form a good breeding place for species carrying tropical diseases for example Malaria and Bilharzia. Water hyacinths are usually more of a problem for poorer countries since there are often great economic losses caused by the weed and to control their relative abundance is costly. In Malawi, 99 % of the produced electricity is based on water resources, mainly through hydropower turbines in the main river, Shire River. Water hyacinths, aggregated as islands, floating along the river and clogging the turbines cause repeated electricity black-outs and approximately 140 megawatt power is lost every day. To counter the weed interference with the electricity supply, there are great amounts of water hyacinths harvested every day and dumped along the road, with no further disposal plan. In this report, soil from one local dumping area is analysed to determine if such places are leaching nutrients or metals to the surrounding environment.  Water hyacinths contain naturally high values of nutrients and farmers use these harvested plants as a green manure to improve soil properties on agricultural land. This paper aims to examine levels of metal in water hyacinths used as green manure. This is of interest since water hyacinths have the ability to effectively absorb substances from the water body which could pose a risk for potentially toxic elements (PTEs) to accumulate in the agricultural soil and subsequently in crops. Sampling and analyses were carried out with standard methods. Metal and nutrient levels in the analysed samples were obtained through detection with atomic absorption spectrophotometry (AAS), ion chromatography (IC) and UV/VIS spectrophotometry at the Department of Chemistry of Chancellor College in Zomba, Malawi. None of the investigated metal ions (Cr, Pb, Cd) were found in the analysed water hyacinths and since soil sampling was done during the dry season this thesis cannot determine if the dumping areas are leaching nutrients. Relatively high amounts of total phosphorus were found in the plants. Overall, the conclusion is that there is no risk of using water hyacinths harvested in Shire River as a green manure on agricultural land.