In an attempt to revise the guidelines which are the basis of today’s design of water and sewage systems, Tyréns carries out a project for Swedish Water & Wastewater Association (SWWA). This SWWA project aims to, based on flow meter data, map out the behavior pattern regarding water consumption for certain types of consumers, such as industrial or individual users. The overall goal is to get a better support for the dimensioning process. A prerequisite for SWWA study is that the data to be analyzed are of good quality. Therefore this thesis will be included as a sub-study for the SWWA project with the goal to find and test methods for quality control of the flow meter data. This thesis showed some methods to statistically validate the data. A method is for instance presented that is used to detect changes in the statistical distribution for the sets of flow meter data. The changes that were studied were either changes in mean or variance. The latter turned out to be able to detect sequences, mostly during the summer, when the daily variations in water demand is different than during the rest of the year. Furthermore, some outliers could be identified using regression analysis. Some measurement errors, such as repeated flow values, could also be detected using run length encoding. In identifying anomalies and outliers, some types of those were possible to explain as false flow observation or non-representative for the data series as a whole for further analysis in the SWWA project. Other suspected observations were not possible to declare as true erroneous and have therefore been flagged for further investigation with support by an expert in the field. / I ett försök att revidera de riktlinjer som ligger till grund för dagens dimensionering av vatten- och avloppsledningsnät, genomför Tyréns ett projekt för Svenskt Vatten Utveckling (SVU). Detta SVU-projekt syftar till att utifrån flödesdata från vattenledningsnätet kartlägga beteendemönster hos olika förbrukartypers vattenförbrukning, såsom storförbrukare och enskilda brukare, för att på så vis kunna erhålla bättre och mer aktuella underlag för dimensioneringen. En förutsättning för SVU-studien är att det mätdata som ska analyseras håller god kvalitet. Därför kommer detta examensarbete att ingå som en understudie till SVU-projektet med syftet att finna en metod för att kvalitetsgranska flödesdata. Detta examensarbete visade metoder för att statistiskt granska flödesdatat med avseende på outliers och anomalier. Bland annat presenterades en metod för att finna förändringar i mätseriernas statistiska fördelning. De förändringar som studerades var antingen förändring av medelvärde eller en förändring av variansen. Den senare visade sig kunna detektera sekvenser, framförallt under sommaren, där dygnsvariationen i vattenförbrukningen ofta var annorlunda mot resten av året. Vidare kunde outliers detekteras med hjälp av regressionsanalyser på mätserierna.  Olika mätfel, exempelvis mätvärden som upprepas, kunde även identifieras med hjälp av skurlängdskodning. Vid identifiering av anomalier eller outliers har vissa typer kunnat detekteras och förklarats som felaktiga värden eller icke representativa för mätserien för vidare analyser. Andra identifierade suspekta mätvärden har inte kunnat förklaras eller det har inte kunnat säkerställas att de är felaktiga. Dessa har markerats och bör studeras av en expert inom ämnesområdet.

Detta examensarbete har utförts på uppdrag av Johan Lundberg AB som har haft ett behov av att det tas fram en guide vid åtgärder av vattenledningar. Åtgärder kan innebära nyläggning, utbyte eller renovering av en vattenledning. Syftet med rapporten är att ta reda på om ett visst material eller metod kan användas till vattenledningar, få fram för- och nackdelar med dessa material och metoder, både för installationsfasen och för driftsfasen. Detta görs ur ett långsiktigt tekniskt, ekonomiskt och miljömässigt perspektiv. Rapporten innehåller en faktadel med tänkbara material och schaktfria metoder och sju stycken intervjuer med ledningsägare har genomförts och en sammanställning av dessa intervjuer presenteras i kapitel 5.3. Intervjuerna har utförts för att få reda på flera ledningsägaras erfarenheter av material och metoder och även deras kravställningar på vattenledningar. I slutsatsen konstateras att PE är det material som används mest av de intervjuade ledningsägarna, men också att det finns flera problem med PE som rörmaterial i vattenledningar. När det gäller metoder är det svårt att ge en entydig slutsats för vilken metod som passar bäst för nybyggnad, utbyte eller renovering av vattenledningar. I bilaga 1 sammanställs de fakta och erfarenheter som har framkommit under detta examensarbete. Denna sammanställning kan tillsammans med de flödesscheman som också finns i bilaga 1 ses som en guide med riktlinjer för ledningsägare när de ska åtgärda sina vattenledningar. / This thesis has been carried out on behalf of Johan Lundberg AB, which has had a need to be developed a guide for action by the water that is in need of new water mains, replacement or renovation. The purpose of the report is to find out whether a particular material or method can be used in water supply, obtaining advantages and disadvantages of materials and methods, both for the deployment and operational phases. This is done from a long-term technical, economic and environmental perspective. This report provides a fact based section with possible materials and trenchless methods that can be used for new lines, replacement or refurbishment of water pipes. Seven interviews with tap owners have made and a summary of these interviews are presented in Section 5.3. The interviews have been conducted to find out more water owners experiences and requirements scores on water pipes.  In the conclusion found that PE is the material used in most of the interviewees tap owners, but also that there are several problems with PE as material for water pipes. When it comes to methods, it is difficult to give a clear conclusion to which method is best suited for new construction, replacement or renovation of water pipes. Appendix 1 summarizes the facts and experiences that have emerged during this thesis. This compilation together with the flowcharts also in the appendix 1 can be seen as a guide for tap owners when to fix their water pipes.

Cette thèse s’intéresse au problème du renouvellement des infrastructures des services de distribution d’eau potable. Nous observons aujourd’hui dans les pays développés qu’une grande partie des canalisations atteint un état d’obsolescence avancé.  La principale conséquence de cette obsolescence est l’apparition de fuites importantes. L’eau perdue dans ces fuites entraîne des pertes économiques liées au gaspillage des ressources investies dans la production d’eau potable, une baisse de qualité de l’eau et des pertes financière. Dans cette thèse j’explore les raisons pour lesquelles le taux de renouvellement des réseaux de distribution d’eau est si faible comparé aux besoins manifestes. Cette thèse est composée de trois chapitres. Dans le premier chapitre, je présente un modèle statique de minimisation des coûts pour obtenir un indice de qualité qui est « cost-efficient ». Cet indice est défini comme une proportion des canalisations de « bonne qualité » par rapport à la longueur totale du réseau. La solution optimale dépend de l’arbitrage entre le coût des pertes en eau par rapport au coût des canalisations de bonne qualité. Lorsque des économies d’échelle liées à la densité du réseau existent, comme dans les services urbains, les pertes en eau représentent un coût important et la réduction des pertes en eau par une augmentation de la qualité du réseau est une solution bénéfique pour les services d’eau. Cependant, nous montrons que les services d’eau dans les milieux ruraux font face à de plus grandes difficultés, à la fois pour pouvoir assurer une réduction des pertes en eau et pour répercuter le coût de renouvellement dans les prix.Dans le deuxième chapitre, je présente un modèle de « optimal switching time » qui étudie la date optimale de renouvellement des infrastructures déterminée à partir d’un modèle de maximisation des profits des services d’eau. Dans ce modèle, nous analysons le choix entre la réhabilitation et le remplacement des canalisations. Cela signifie que les services d’eau peuvent choisir une option moins coûteuse caractérisée par la réhabilitation des vielles canalisations ou le remplacement immédiat qui entraîne un coût nettement supérieur. Les résultats nous montrent que le remplacement direct est un choix plus raisonnable puisque les gains associés à la réduction temporaire des pertes en eau et au prolongement de la durée de vie des canalisations ne compensent pas le coût supplémentaire associé à la réhabilitation. Ceci est particulièrement visible dans le cas des services d’eau en milieux urbain.Dans le troisième chapitre, je présente une étude empirique concernant le taux de remplacement des canalisations dans les services d’eau en France. Les résultats nous montrent que les taux de remplacement sont en moyenne plus élevés dans les services gérés par des régies qu’en affermage. Ceci peut s’expliquer par le fait que les services en régie sont majoritairement présents dans les services de petites tailles. Par conséquent, des taux de remplacement élevés sont souvent associés à des réseaux de petite taille (faible kilométrage de canalisations). De plus, dans les petits services ruraux, les travaux de remplacement sont souvent réalisés en parallèle d’autres travaux. Néanmoins nous observons également dans les services de grande taille des taux de remplacement plus élevés dans les services en régie que dans les services en affermage. Ceci peut s’expliquer par une différence d’objectif défini par les services en régie et les services en affermage : les services en affermage ne sont pas responsables du renouvellement des canalisations à moins que ceci soit spécifié dans leurs contrats. De plus, nos résultats montrent que même s’il existe un effet négatif de la taille des services sur les taux de remplacement, dans les très grandes villes, les taux de remplacement sont plus élevés. Ceci est cohérent avec les résultats théoriques obtenus dans les deux premiers chapitres. / This dissertation focuses on the issue of water infrastructure renewal in potable water distribution networks. I investigate the reasons why water infrastructure in certain water utilities are not renewed. This dissertation is divided into three chapters. The first chapter is based on theoretical models that solve for the optimal water main network quality index. The second chapter studies the optimal timing of water mains replacement. And finally, the third chapter is based on an empirical study on the factors that influence the water main replacement rates in French utilities.In the first chapter I present a static cost minimisation model to solve for the cost-efficient water main quality index. This quality index is defined as the proportion of ``new" mains (which we denote as ''good quality mains'') to the total length of mains. The solution depends on the arbitrage between the cost of water loss and the cost of good quality mains. Where economies of network density are present such as urban utilities, water loss represents a cost burden to the water utility; hence water loss reduction (high network quality) is beneficial. Furthermore, we show that rural utilities face the largest difficulty in achieving both water loss reduction and cost recovery of network renewal.In the second chapter I present a two-stage optimal switching timing model that solves for the profit-maximising timing of water mains replacement. This model considers the option between rehabilitation and replacement. Water utilities may be inclined to rehabilitate old mains to extend their longevity since rehabilitation costs are much lower than replacement costs. We show that it is beneficial for the utilities to replace mains that are already obsolete than to rehabilitate since the generated benefit from temporary water loss reduction and the postponement of replacement is not worth the cost of rehabilitation. This is particularly noticeable in large urban utilities that face large costs of water loss.In the third chapter, I present an empirical study on the water mains replacement rates observed in French water utilities. The empirical results based on cross sectional data show that publicly operated utilities on average have higher replacement rates than outsourced utilities. This is because most of the public utilities have short total network length (very high replacement rates are associated with small network length). Moreover, small rural networks tend to conduct replacement of mains alongside other roadworks. However results also show that public utilities have higher replacement rates over outsourced ones in very large urban utilities. This result reflects the difference of priorities defined by in-house operated utilities and outsourced utilities. This difference does not imply that outsource utilities neglect network renewal; instead it reveals the nature of the structure of outsourced utilities. The responsibility of outsourced utilities are defined in the contract signed with the local authority. If network renewal is not specified, there is no incentive for replacing mains. Moreover, in practice, outsourced utilities often manifest higher prices which are accompanied by higher water quality. Furthermore, the results show that the size of the network has a large impact on replacement rates. The longer the length, the proportion of replaced mains are smaller; however, for very large utilities the negative effect disappears. The results show that replacement rates are indeed greater in very large urban utilities. This result is coherent with the theoretical models presented in the first chapter that shows the urgent need for high network quality in large urban utilities.

Greywater is waste water from washbasins, showers, baths, kitchen sinks, dishwashers and washing machines. This can be treated to gain so-called white water, which can for example be used for flushing toilets and urinals, watering greenery or for cleaning. The subject of this diploma thesis is to state the possibilities for utilisation of greywater. In the first part of this thesis, research will be elaborated on the given topic. In the following chapters, I would like to state examples of the possibilities for utilisation of greywater. The practical part should consist of design of a system for treatment of greywater in a specific building.