Användandet av solceller ökar kontinuerligt i Sverige och effekten som genererasav solcellerna förvaras oftast i bly-syra batterier. Dessa batterier har en dåligpåverkan på miljön eftersom det krävs mycket energi och miljöfarliga material såsom bly och svavelsyra för att tillverka dessa batterier. Östersjökompaniet AB ochmånga av dess kunder inser vikten av ett hållbart tänkande och var intresseradeav att veta om det var möjligt att maximera livslängden av dessa batterier. Underarbetets gång analyserades olika metoder för upp- och urladdning av batterier somkan påverka ett batteris livslängd och hur man kan bära sig åt för att optimera det.En laddningskontroller användes för att optimera laddningen av batteriet. För attberäkna laddningsnivån i batteriet användes metoden ”Extended voltmeter”. Enprototyp som kunde ladda batterierna på ett optimalt sätt, varna då batterietsladdningsnivå blev för låg samt en användarvänlig applikation för övervakning avbatteriet konstruerades. Ett batteris beräknade livslängd är ingen exakt vetenskap.Enligt studier kan livslängden av ett batteri fördubblas om det laddas upp ochladdas ur på ett optimalt sätt i jämförelse med då det laddas ur helt. / The use of solar cells is continuously increasing in Sweden and the powergenerated by the solar cells is usually stored in lead acid batteries. These batterieshave a bad impact on the environment as much energy and environmentallyhazardous materials like lead and sulfuric acid are required to manufacture thesebatteries. Östersjökompaniet AB and many of its customers realize the importanceof sustainable thinking and were interested in knowing if it was possible tomaximize the lifetime of these batteries. During the course of the work, differentmethods of battery charging and discharging were analyzed that could affect thebatteries lifetime and how to take care of them to optimize them. A chargecontroller was used to optimize the charge of the battery. To calculate theremaining state of charge in the battery, the Extended voltmeter method was used.A prototype that was able to charge the batteries optimally, warn when the batterycapacity became too low, and a user-friendly application for battery monitoring wasdesigned. The calculated lifetime of a battery is not an exact science. According tostudies the lifetime of a battery can be doubled if it is c

Power outages, electric-grid deficiencies and renewable energies are all examples where stationary energy storages are useful. In this master thesis, two types of stationary electrochemical energy storages are examined; vent-regulated lead-acid batteries (VRLA) and lithium iron phosphate batteries (LFP), to find out the more beneficial one in stationary uses. The techniques are examined for a large range of electric-grid services in a techno-economical investigation. The cost per delivered kWh of the energy storage is the basis of comparison which is calculated using battery degradation data with respect to C-rate, SoC, DoD, temperature, storage time and cycle frequency to estimate calendar and cyclic aging. Modelling presents neither alternative as superior although LFP is the more versatile alternative. VRLA-batteries can be a more cost-beneficial alternative for applications demanding less than 1 cycle/day, at temperatures lower than 30C, short project lifetimes and when utilizing storages beyond 80% EoL. The investment cost is lower for VRLA at equal C-rates. Cost items neglected will decrease the chances of VRLA being the cheapest technique. From a sustainability point of view, LFP is under almost all circumstances the less energy and CO2-intense technology, however recyclability is in clear favor for VRLA. / Strömavbrott, underdimensionerade elnät och förnybar energi är tre exempel där ett stationärt energilager kan tillämpas. I den här masteruppsatsen undersöks två typer av stationära elektrokemiska energilager; ventilreglerade bly-syra-batterier och litium-järnfosfat-batterier (LFP), för att finna det mer fördelaktiga alternativet i stationära applikationer. De två teknikerna analyseras i ett stort antal elnätsapplikationer i en tekno-ekonomisk studie. Kostnaden per levererad kWh av energilagret används som jämförelsebas vilken beräknas utifrån batteridegraderingsdata med avseende på C-rate, SoC, DoD, temperatur, lagringstid och cykelfrekvens för att estimera kalender- och cyklisk åldring. Modellering visar att inget av batterialternativen är överlägset i alla situationer men LFP är det mångsidigare alternativet. Bly-syra-batterier kan vara mer kostnadseffektiva för applikationer som kräver mindre än 1 (full-ekvivalent) cykel/dag vid temperaturer lägre än 30C, korta projektlivstider samt när batterilagren används bortom 80% EoL. Investeringskostnaden är lägre för bly-syra-batterier när likadan C-rate appliceras. Negligerade kostnadsposter kommer minska chanserna att bly-syra-batterier är det billigaste alternativet. Från ett hållbarhetsperspektiv är LFP nästan uteslutande den mindre energikrävande och mindre CO2-intensiva tekniken. Bly-syra-batterier har dock en klar fördel när det kommer till återvinningsbarhet.

Glass production has historically occurred at around 50 glassworks in Sweden, in a region known as the Kingdom of Crystals (Glasriket). Today, most of these sites are no longer active and left behind is glass waste of different forms (both as fragments of finished glass as well as unrefined glass melts). Consequently, increased concentrations of different metals, especially arsenic, lead and cadmium, have been found around the sites, both in soil as well as in ground and surface water. Between 2016 and 2019, the Geological Survey of Sweden (SGU) assigned Golder Associates AB (Golder) to evaluate the environmental risks at three different glassworks: Flerohopp, Åryd and Alsterbro. The results, based on humidity cell tests (HCT) conducted on glass samples from each site, showed that glass itself leached to a surprisingly high extent. Based on this, the aim of this master thesis has been to explain trends in glass leaching by a thorough literature review and through the analysis of HCT data of glass samples. Additionally, the speciation of different metals in the leachate was investigated based on geochemical modelling using PHREEQC. Results from the literature review show that one of the possible mechanisms for the leaching of glass in contact with water is ion exchange, which occurs at the surface of the glass, namely between glass components and H+ ions in water. Additionally, the literature also argues that glass with higher silica content form a more resilient structure, in contrast to glass which contains a large amount of modifiers, such as Na and Ca. Researchers speculate that adding such modifiers to the glass mass opens up the structure, making it more vulnerable upon contact with water. Looking at the total concentration of elements from the three glassworks, the results show a variation in silica content in relation to other elements. In line with this hypothesis, the sample from Åryd, which contained a higher proportion of modifiers, showed a high leaching rate of both Na and Si. Furthermore, the result shows that the leaching of Na and As follows the same pattern over the HCT period for all glassworks. This is, to some extent, also the case for Pb although the correlation is not as significant. This could be explained by the result from geochemical modelling, showing that As tends to dissolve into the leachate while Pb is more prone to forming secondary minerals. Hence explaining their differences in leaching behavior. The result from this study showed no clear correlation between Ca and either As or Pb which could potentially be explained by the formation of precipitates. However, another approach to describe the difference in the behavior between Na and Ca is based on the glass structure itself as well as the hypothesis that Na+ participate in ion exchange to a larger extent than Ca2+. Consequently, the leaching of Na+ makes the surface structure more vulnerable, thereby promoting the leaching of other components such as As and Pb. / Produktion av glas har historiskt skett på cirka 50 glasbruk i Sverige i ett område som kallas Glasriket. I dag är produktionen vid majoriteten av dessa glasbruk avvecklad och kvar på platserna finns glasavfall i olika former, både som skärvor av färdigt glas och som ej färdigställd glasmassa. Som en konsekvens av detta har förhöjda halter av olika metaller, särskilt arsenik, bly och kadmium, påträffats i jorden såväl som i grund- och ytvattnet kring glasbruken. Mellan åren 2016 och 2019 gav Sveriges geologiska undersökning (SGU) i uppdrag till Golder Associates AB (Golder) att uträtta huvudstudier och bedömma risker vid tre olika glasbruk, Flerohopp, Åryd och Alsterbro. Resultaten, baserade på fuktkammarförsök på glassavfall, påvisade att glas lakade till en överraskande hög utsträckning. Detta resultat lade grunden till detta examensarbete med frågeställningar i syfte att förklara lakning av glas baserat på en genomgående litteraturstudie samt analys av resultat från fuktkammarförsöken. Vidare har även geokemisk modellering med programmet PHREEQC gjorts för att identifiera olika specifieringar av metaller som kan förväntas påträffas i lakvätskan. Resultat från litteraturstudien visar att en möjlig process som kan förklara lakning av glas vid kontakt med vatten är jonbyte mellan glasets beståndsdelar och H+-jonerna i vattnet. Tidigare studier påvisar att ett högre kiselinnehåll i glaset skapar en mer motståndskraftig struktur än glas som innehåller en förhållandevis hög andel modifierare, såom Na och Ca. Forskare spekularar kring huruvida tillsatsen av modifierare till glasmassan bidrar till att öppna upp glasstrukturen och som en konsekvens av detta göra strukturen mer sårbar. Vid analys av prover tagna vid de tre olika glasbruken påvisade resultaten ett varierat kiselinnehåll i förhållande till övriga ämnen. I linje med denna hypotes påvisade provet från Åryd den högsta andelen modifierare och samtidigt även den högsta lakningen av Na såväl som Si. Vidare påvisar resultatet att lakningen av Na och As följer samma mönster över hela fuktkammarförsöket. Detta kan delvis ses för Pb men korrelationen är inte lika signifikant som för As. En förklaring till detta baseras på resultat från geokemisk modellering, där As tenderar att gå i lösning medan Pb kan förväntas forma sekundära mineral vilket därmed kan antas kontrollera lakningen. Resultatet från denna studie visade ingen korrelation mellan varken Ca och As eller Ca och Pb vilket också skulle kunna förklaras av utfällningar i form av Ca-mineral i lakvätskan. En annan utgångspunkt för att beskriva den skillnad som kan ses mellan Na och Ca baseras på själva glasstrukturen och hur Na+ deltar i jonbyte till en högre grad än vad Ca2+ gör. Som en konsekvens av detta bidrar lakningen av Na+ till att ytan på glaset blir mer sårbar och på så sätt gör att ämnen som As och Pb blir mer lättåtkomliga. Detta resulterar i en större möjlighet för dessa att delta i reaktioner på ytan och därmed laka ut från strukturen.

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.

No description available.

Det här arbetet ger en orientering i växters olika förmågor att rehabilitera miljöskador och belyser möjligheten att använda växternas essentiella och varierande förmågor i miljöarbetet. De ämnen som har skadlig inverkan på miljön kallas för miljögifter. Både globalt och i Sverige har omloppet av många miljögifter ökat markant de senaste århundradet. Växter kan användas för att rena förorenad mark. De olika processerna när växter renar mark, vatten och luft från föroreningar samlas under begreppet fytoremediering. Det finns olika metoder och reningsprocesser inom fytoremediering. Växter kan dels ta upp och lagra föroreningar, bryta ned dem till ofarliga beståndsdelar samt förhindra så att de inte sprider sig ut i ekosystemet. I det här examensarbetet har föroreningssituation vid järnvägsstationen i Ockelbo använts som exempel för att konkretisera fytoremediering till en specifik plats. En beskrivning av de till platsen relaterade föroreningarna arsenik, bly, kadmium, kvicksilver, koppar, zink, PAH (polycykliska aromatiska kolväten) och olja presenteras tillsammans med aktuella fytoremedieringsmetoder och grödor för respektive förorening. Som slutsats bedöms fytoremediering vara möjligt för järnvägsstationen i Ockelbo. Fördelar och nackdelar med fytoremediering på stationen lyfts fram och möjliga parallella användningsområden medan fytoremedieringen pågår diskuteras. Vidare diskussion förs kring fytoremediering, miljöfrågor och rådande regelverk och logistik i Sverige. Arbetet innefattar ett förslag till utformning av fytoremediering på stationsområdet. Förslaget inkluderar ett växtval av olika fytoremedieringsgrödor lämpliga för platsen.

Today, lead is used in various engineering applications due to its desirable tribological properties. However, the negative health and environmental impacts associated with lead have raised concerns and resulted in regulatory restrictions on its use. It is therefore nessessary to fnd lead-free materials that can provide similar or even better performance than the commonly used lead-containing alloys. Scania, currently uses leaded alloys for a number of gearbox components where sliding wear can be an issue. This study aims to evaluate the tribological properties of fve lead-free alternative materials and assess their suitability as replacement for the currently used material, Leaded Brass. The tests were conducted in a pin-on-disk setup under similar conditions of those found in Scania’s gearbox. The results showed that the friction and wear was similar between Copper Beryllium and Leaded Brass, which indicates that Copper Beryllium is a potential replacement. Additionally, Nedox and Aluminum Bronze (APS) demonstrated signifcantly superior wear resistance, exhibiting 97% less wear compared to Leaded Brass while maintaining similar friction levels. These results underscore the potential for implementing lead-free materials to enhance sustainability and performance in critical applications like gearbox components. / Idag används bly i olika tekniska tillämpningar på grund av dess önskvärda tribologiska egenskaper. Men de negativa hälso- och miljöeffekterna associerade med bly har väckt oro och resulterat i reglerande begränsningar för dess användning. Det är därför nödvändigt att hitta blyfria material som kan erbjuda liknande eller till och med bättre prestanda än de vanligt förekommande blyhaltiga legeringarna. Scania använder för närvarande blyhaltiga legeringar för ett antal växellådskomponenter där glidande slitage kan vara ett problem. Denna studie syftar till att utvärdera de tribologiska egenskaperna hos fem blyfria alternativa material och bedöma deras lämplighet som ersättning för det nuvarande materialet, blyhaltig mässing. Testerna utfördes i en pin-on-disk konfiguration under liknande förhållanden som de som återfinns i Scanias växellåda. Resultaten visade att friktionen och slitage var liknande mellan kopparberyllium och blyhaltig mässing, vilket tyder på att kopparberyllium är en potentiell ersättare. Dessutom visade Nedox och aluminiumbrons (APS) betydligt överlägsen slitagebeständighet, med 97% mindre slitage jämfört med blyhaltig mässing, samtidigt som båda materialen hade liknande friktionsnivåer. Dessa resultat visar potentialen som finns med att implementera blyfria material för att förbättra hållbarheten och prestandan i kritiska tillämpningar som växellådskomponenter. / Heutzutage wird Blei aufgrund seiner wünschenswerten tribologischen Eigenschaften in verschiedenen technischen Anwendungen verwendet. Jedoch haben die negativen gesundheitlichen und Umweltauswirkungen, die mit Blei verbunden sind, Bedenken hervorgerufen und zu regulatorischen Beschränkungen seiner Verwendung geführt. Daher ist es notwendig, bleifreie Materialien zu finden, die ähnliche oder sogar bessere Leistungen als die üblicherweise verwendeten bleihaltigen Legierungen bieten können. Scania verwendet derzeit bleihaltige Legierungen für eine Reihe von Getriebekomponenten, bei denen Gleitverschleiß auftreten kann. Das Ziel dieser Studie ist es, die tribologischen Eigenschaften von fünf bleifreien Alternativmaterialien zu bewerten und ihre Eignung als Ersatz für das derzeit verwendete Material, Bleihaltiges Messing, zu prüfen. Die Tests wurden in einem Pin-on-Disk-Aufbau unter ähnlichen Bedingungen wie in den Getrieben von Scania durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass Reibung und Verschleiß zwischen Kupferberyllium und Bleihaltigem Messing ähnlich waren, was darauf hinweist, dass Kupferberyllium ein potenzieller Ersatz sein könnte. Darüber hinaus wiesen Nedox und Aluminiumbronze (APS) eine signifikant überlegene Verschleißfestigkeit auf und zeigten 97 % weniger Verschleiß im Vergleich zu Bleihaltigem Messing bei gleichbleibendem Reibungsniveau. Diese Ergebnisse unterstreichen das Potenzial zur Implementierung von bleifreien Materialien, um die Nachhaltigkeit und Leistungsfähigkeit in kritischen Anwendungen wie Getriebekomponenten zu verbessern.