An apple wine produced by Kiviks Musteri AB have an undesirable flavor of yeast. As a step in the development to reduce this off-flavour the wine flavor was analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GCMS) with headspace solid-phase microextraction (HS-SPME). Two other wines without the flavor of yeast where analyzed as references. Samples from the production step prior to clarification where also analyzed. Through matching against mass spectrum library, retention index and in some cases references a total of 37 volatile compounds were identified in the apple wines. Some uncertainty in the relative quantification of a few compounds was caused by insufficient clearance (deadsorption) of the SPME-fiber. When comparing the different wines the compounds were divided into groups: key compounds, ethyl esters, derivatives of 3-methyl-1-butanol, other compounds: group 1 and other compounds: group 2. In each group the percent area for each compound was calculated. Comparing the percent area of each wine showed that the samples prior to clarification contains a higher number of volatile compounds e.g. ethyl esters and 3-methylbutanol derivatives than the final wine products. The comparisons also revealed differences between the wines. The results from the analyses indicated that the compounds that hypothetically contribute to the yeast-flavor could be 2-phenylethanol; 3-methylbutanoic acid; 2-methyl-1-butanol; 2-phenylacetaldehyde och 2-methylthiolan-3-one. The results need to be verified e.g. by an odor panel if they are going to be useful for Kivik Musteri AB in its effort to solve the taste problem in the wine.

Bakgrund: Bakgrunden till denna studie är att tidigare forskning har visat att det finns många unga individer som kan beskriva känslan av att vara blyg och hur de lever med denna. Tidigare studier har varit inriktade på barn och ungdomar med målet att komma fram till en kategorisering av de unga, och det leder till att denna studie har en annorlunda vinkling av blyghet. Den teoriram som studien utgår ifrån är symbolisk interaktionism och social interaktion med begreppen generaliserande och signifikanta andra samt främre och bakre regioner. Syfte: Följande studie har som syfte att förstå hur barn och ungdomar ser på blyghet. Syftet är även att se hur unga individer hanterar blyghet i sina kamratrelationer under skoltiden. Frågeställningarna som har undersökts är: Hur beskriver barn och ungdomar blyghet?; Vilken betydelse har kamratrelationer för ungas sätt att hantera blyghet?; Vilka föreställningar finns om blyghet i situationer med nära och flyktiga relationer?; Hur upplever unga att blyghet hanteras genom strukturerade miljöer som i klassrummen, och i friare valda umgängesformer som under luncher, raster, innan och efter skolan? Metod: Genom att arbeta med semistrukturerade intervjuer där varje informant ges utrymme till att själv beskriva sina tankar och ord om blyghet i förhållande till kamratrelationer, tydlig-görs att utgångspunkten är en kvalitativ metod. En förståelse av att individer har egna sätt att se på fenomenet finns med under studien och det leder sedan fram till resultatet. Resultat och slutsatser: Resultaten visar att de tillfrågade barnen och ungdomarna hanterar blyghet på olika sätt, då en del väljer att hålla sig undan blyga människor och andra vill hjälpa dem. De har även egna ord på vad blyghet innebär, i och med att de flesta upplever det som ett negativt sinnestillstånd, medan några få informanter kan se det positiva med blyghet. Enligt dessa finns det nämligen fördelar med att som individ inte vilja vara i fokus hela tiden, att förstå andra samtidigt som en försiktighet hindrar den från att vara elak mot andra, och slutligen ser de en positiv aspekt av att blyghet gör att individen inte tjatar, utan i större utsträckning lyssnar. / Background: The background of this study is previous research has shown that there are sev-eral young individuals whom can describe shyness and how to live with it. Previous studies have had a focus on children and youth with the purpose of categorizing them, which leads this study to have a different approach to shyness. The study is based on symbolic interactionism and social interaction using the terms generalized others/significant others along with Front Stage/Back Stage. Aim: This study has an aim to understand how children and youth perceive shyness. The aim is also to see how young individuals handle shyness in friendships during school-hours. The leading questions which have been studied are: How does children and youths describe shyness?; To what degree does friendships affect young individuals ability to handle shyness?; Which conceptions about shyness exists in regards to close and transient relationships?; How does young individuals perceive how shyness is handled in structured environments such as in the classroom and in chosen relations with people such as lunch breaks, time between classes, before, and after school? Methods: By working with semi-structured interviews where each interviewee is freely able to describe their thoughts and words regarding shyness in relation to friendships, it's clarified that the basis of this study is qualitative. An understanding that individuals have their own perspec-tive on the phenomenon is incorporated into the study which leads to the result. Results and conclusions: The result shows that the interviewed children and youths handle shyness in different ways as some choose to keep away from shy individuals while others want to help them. They also have their own words to describe what shyness entitles since most find it to be a negative experience while some interviewees can see something positive with it. According to them there are advantages by not wanting to be in the spotlight, to understand others while caution prevents the person from being mean to them, and finally they find a positive aspect when shyness leads the individual to not badger, and instead listens to a greater extent.

De senaste decenniernas forskning har påvisat att en omfattande bildning och nedbrytning av klororganiska föreningar sker i mark. Bildning av sådana föreningar sker genom att klorid binds in i organiskt material. Denna naturliga bildning har rönt uppmärksamhet dels för att många klorerade ämnen är giftiga och dels för man tidigare trott att alla klororganiska ämnen uteslutande kommer från mänsklig verksamhet. Huvudmålet för föreliggande avhandling var att (i) uppskatta transporten av klorerade föreningar i nederbörd och avrinningsvatten, (ii) diskutera de klorerade föreningarnas ursprung med utgångspunkt från hur deras förekomst varierar i avrinningsvatten, (iii) undersöka hur transporten av klorid (salt) påverkas av olika faktorer och (iv) studera hur frisättningen av flyktiga klorerade föreningar från mark påverkas av kväve. Avhandlingen bygger på en klorbudget som konstruerats utifrån fältstudier som genomförts i ett litet skogsbeklätt avrinningsområde i sydöstra Sverige. Dessutom har laboratoriestudier genomförts med jord som inhämtats från samma område. Resultaten visar att lagret av klor i marken är betydligt större än flödena och att det främst består av organiska ämnen medan flödet domineras av klorid (salt). Detta tyder på att en stor del av kloriden deltar i en biogeokemisk cykel vilket strider mot gängse uppfattning att klorid rör sig opåverkat genom mark. Hypotesen är att de översta marklagren fungerar som en sänka för klorid genom att omvandlas till organiskt bundet klor. De djupare jordlagren fungerar däremot som en kloridkälla genom att det klorerade organiska materialet transporterats med regnvatten från de ytligare till de djupare liggande lagren för att så småningom brytas ner, varvid klorid frisätts. Ovan beskrivna hypotes stöds av laboratoriestudierna där man kunnat notera att det sker såväl en fastläggning som en frisättning av klorid i mark. Resultaten från avhandlingen tillsammans med resultat från tidigare studier tyder på att en stor del av den klorid som finns i avrinningsvatten kommer från förmultnande organiskt material och att klorid med andra ord inte följer regnvattnets väg genom marken, vilket man tidigare trott. Studierna tyder alltså på att klorid till viss del ”gör en omväg” med en tidsfördröjning på troligen åtskilliga upp till hundratals år. Vidare tyder studierna på att flyktiga klorerade föreningar som kloroform och tetraklormetan bildas i mark och att tillsats av kväve orsakar en minskning av kloroform och en ökning av tetraklormetan. Avhandlingen visar tydligt att det är nödvändigt att rikta uppmärksamhet mot klors biogeokemi i mark och då inte minst mot de processer som påverkar transporten av klor från de övre marklagren till grundvatten och ytvatten om vi ska öka förståelsen av hur klorerade ämnen som tillförts naturen genom mänskliga aktiviteter beter sig. / It is generally known that chlorine compounds are ubiquitous in the environment. In recent years, researchers have concluded that chlorine is part of a biogeochemical cycle in soil involving an interaction between chloride (Clin) and organic-matter-bound chlorine (Clorg). Even though there is indisputable evidence that Clorg is formed naturally, there are actually few simultaneous field measurements of Clorg and Clin. Previously stipulated conclusions with respect to underlying processes and transport estimates have thus been deduced from rather few concentration measurements. It is well known that the chemical composition in soil and runoff water varies widely over time and in space. The main objective of the thesis is to investigate the on-site variation of Clin, Clorg and VOCls in runoff water in order to (i) construct a chlorine budget on a catchment scale to visualize the relative contribution of Clin, Clorg, and VOCls; (ii) more reliably estimate how and why the concentrations of Clin, Clorg, and VOCls in runoff water vary; and (iii) analyze the influence of various environmental variables on the transport. The present thesis highlights the on-site variation and fluxes of Clin, Clorg, and VOCls in a small forested catchment in southeast Sweden. Field flux data collected during a twoyear period and a constructed overall chlorine budget were evaluated. The results show that the storage is dominated by Clorg whereas the transport is dominated by Clin and that the storage is far much larger than the transport. Still, input and output is nearly in balance for all investigated chlorine species. It is interesting to note that these observations resemble observations made for carbon, nitrogen and sulphur; i.e. a large storage, small transport, complex biogeochemical cycling processes at hand but still close to steady state conditions with respect to output-input balances. It appears as if topsoil acts as a sink for Clin, while deeper soil acts as a source of Clin. In addition, the results of the thesis suggest that on-site variation depend on seasonal variations. These variations are to some extent caused by water discharge, but also by water residence time, internal chlorination/dechlorination of organic matter, and different soil water origins. Furthermore, both a net retention and a net release of Clin were observed in laboratory studies. The study indicates that simultaneous retention and release of Clin takes place in soil, which probably has an impact on the Clin import and export fluxes. Finally, the results show for the first time that tetrachloromethane can be emitted from laboratory incubated soil, and that soil nitrogen concentrations has quite different effects on the emission rates of chloroform and tetrachloromethane. The results of the thesis, considered together with results of previous research, suggest that the turnover of chlorine in soils is extensive and potentially important for chlorine cycling in general, which must be taken into account if one wishes to increase the understanding of the cycling of anthropogenic chlorine compounds in the environment. / <p>On the day of the public defence the status of article IV was: Accepted.</p>

<p>På SSAB i Borlänge har man upptäckt att avgaser från färgen förorenar ugnarna vid härdning. Avgaserna består av lösningsmedel och andra flyktiga föreningar som sedan förkolnas och faller ner på lackerade plåtband. För att komma runt det här problemet har SSAB tillsammans med Akzo Nobel Industrial Finishes AB, i Gamleby, tillverkat en färg som inte ska ge ifrån sig något lösningsmedel och på så sätt minska bildandet av föroreningar i ugnarna. Färgen heter NOVA GreenCoat och innehåller rapsmetylester, RME, som är ett reaktivt lösningsmedel och ska binda till bindemedlet i färgen och på så sätt hindras från att avgå vid härdning.</p><p>Syftet har varit att undersöka om en viss metod fungerar bra för att samla upp avgaser vid härdning. Avgaserna analyserades med GC-MS och härdningen studerades med FTIR. Arbetet har utförts både i Borlänge och i Gamleby.</p><p>Metoden för uppsamling av avgaserna visade sig fungera, dock inte särskilt effektivt. Den skulle därför behöva optimeras.</p><p>Härdningen kunde till viss del följas med hjälp av FTIR. Förändring i IR-spektrumet syntes för hydroxyltoppen vid cirka 3500 cm^-1. En skillnad kunde ses för en topp vid 2858 cm^-1 som uppkom i det ohärdade materialet innehållande RME, men den försvann under härdning. Toppen ökade med ökad mängd RME och syntes inte alls för de prover som inte innehöll RME.</p><p>Samtliga gjorda analyser indikerade att RME avgick vid härdning. Vid analys med GC-MS kunde de föreningar som avgick från RME identifieras som: metyl-14-metyl pentadekanoat och/eller metyl hexadekanoat, olika former av metyl oktadekanoat samt olika former av metyl eikosanoat. Andra föreningar från klarlacken som avgick var lösningsmedel x och y samt i två av proverna hexametoximetylmelamin, HMMM.</p> / <p>Problems with exhaust gases from paint that contaminates the ovens have been discovered at SSAB in Borlänge.  The exhaust gases contain solvents and other volatiles that vaporize from the paint and later on carbonize and fall down on the next coming sheets. SSAB and Akzo Nobel Industrial Finishes AB have developed a paint that is not supposed to vaporize any solvents and therefore reduce the contaminations of the ovens. The paint is called NOVA GreenCoat and contains rapeseed methyl ester, RME. RME is a reactive solvent that is supposed to react with the binder in the paint and therefore be prevented from leaving during thermal cure.</p><p>The purpose was to investigate whether a specific method worked well, for collecting the exhaust gases during thermal cure, or not. The collected exhaust gases were analyzed by using GC-MS and the cure was studied with FTIR. The work was executed both in Borlänge and Gamleby.</p><p>The method for collecting the exhaust gases worked, unfortunately it wasn’t particularly effective. It therefore needs to be optimized.</p><p>The cure could partially be studied by using FTIR. Changes in the IR-spectrum could be followed by looking at the hydroxyl peak at approximately 3500 cm^-1. A certain difference was observed for a peak at 2858 cm^-1 that appeared in the uncured material containing RME. The peak disappeared during cure. It increased with increased amount of RME and could not be observed at all for the samples that did not contain RME.</p><p>All the analyzed samples indicated that RME vaporize during cure. When analyzed with GC-MS the volatiles that vaporize from RME were identified as: hexadecanoic acid methyl ester and/or penta decanoic acid methyl-14-methyl ester, different forms of octadecanoic acid methyl ester and different forms of eicosanoic acid methyl ester. Other volatiles that vaporize from NOVA GreenCoat were solvent x and solvent y and for two of the samples hexa metoxy methyl melamine, HMMM, was also found.</p>

På SSAB i Borlänge har man upptäckt att avgaser från färgen förorenar ugnarna vid härdning. Avgaserna består av lösningsmedel och andra flyktiga föreningar som sedan förkolnas och faller ner på lackerade plåtband. För att komma runt det här problemet har SSAB tillsammans med Akzo Nobel Industrial Finishes AB, i Gamleby, tillverkat en färg som inte ska ge ifrån sig något lösningsmedel och på så sätt minska bildandet av föroreningar i ugnarna. Färgen heter NOVA GreenCoat och innehåller rapsmetylester, RME, som är ett reaktivt lösningsmedel och ska binda till bindemedlet i färgen och på så sätt hindras från att avgå vid härdning. Syftet har varit att undersöka om en viss metod fungerar bra för att samla upp avgaser vid härdning. Avgaserna analyserades med GC-MS och härdningen studerades med FTIR. Arbetet har utförts både i Borlänge och i Gamleby. Metoden för uppsamling av avgaserna visade sig fungera, dock inte särskilt effektivt. Den skulle därför behöva optimeras. Härdningen kunde till viss del följas med hjälp av FTIR. Förändring i IR-spektrumet syntes för hydroxyltoppen vid cirka 3500 cm-1. En skillnad kunde ses för en topp vid 2858 cm-1 som uppkom i det ohärdade materialet innehållande RME, men den försvann under härdning. Toppen ökade med ökad mängd RME och syntes inte alls för de prover som inte innehöll RME. Samtliga gjorda analyser indikerade att RME avgick vid härdning. Vid analys med GC-MS kunde de föreningar som avgick från RME identifieras som: metyl-14-metyl pentadekanoat och/eller metyl hexadekanoat, olika former av metyl oktadekanoat samt olika former av metyl eikosanoat. Andra föreningar från klarlacken som avgick var lösningsmedel x och y samt i två av proverna hexametoximetylmelamin, HMMM. / Problems with exhaust gases from paint that contaminates the ovens have been discovered at SSAB in Borlänge.  The exhaust gases contain solvents and other volatiles that vaporize from the paint and later on carbonize and fall down on the next coming sheets. SSAB and Akzo Nobel Industrial Finishes AB have developed a paint that is not supposed to vaporize any solvents and therefore reduce the contaminations of the ovens. The paint is called NOVA GreenCoat and contains rapeseed methyl ester, RME. RME is a reactive solvent that is supposed to react with the binder in the paint and therefore be prevented from leaving during thermal cure. The purpose was to investigate whether a specific method worked well, for collecting the exhaust gases during thermal cure, or not. The collected exhaust gases were analyzed by using GC-MS and the cure was studied with FTIR. The work was executed both in Borlänge and Gamleby. The method for collecting the exhaust gases worked, unfortunately it wasn’t particularly effective. It therefore needs to be optimized. The cure could partially be studied by using FTIR. Changes in the IR-spectrum could be followed by looking at the hydroxyl peak at approximately 3500 cm-1. A certain difference was observed for a peak at 2858 cm-1 that appeared in the uncured material containing RME. The peak disappeared during cure. It increased with increased amount of RME and could not be observed at all for the samples that did not contain RME. All the analyzed samples indicated that RME vaporize during cure. When analyzed with GC-MS the volatiles that vaporize from RME were identified as: hexadecanoic acid methyl ester and/or penta decanoic acid methyl-14-methyl ester, different forms of octadecanoic acid methyl ester and different forms of eicosanoic acid methyl ester. Other volatiles that vaporize from NOVA GreenCoat were solvent x and solvent y and for two of the samples hexa metoxy methyl melamine, HMMM, was also found.

I Sverige förekommer strikta krav på fosforrening av avloppsvatten och detta har bidragit till att kemisk fällning har kommit att dominera som reningsmetod för fosfor vid svenska avloppsreningsverk. Fällningskemikalier är dyrt för reningsverken att köpa in och ger negativ påverkan på miljön vid tillverkning och transport. Strängare reningskrav har ökat behovet av nya reningsmetoder som på ett effektivt och miljövänligt sätt kan rena avloppsvatten från näringsämnen utan att kostnaderna för reningen blir för stora. Biologisk fosforavskiljning (bio-P) utnyttjar mikroorganismer som naturligt kan ackumulera fosfor i sina celler. En kritisk faktor för en väl fungerande biologisk fosforavskiljning är tillgången till kolkälla i form av flyktiga fettsyror (VFA). Kommunalt avloppsvatten innehåller vanligen för lite VFA för att tillgodose bio-P-processens behov. Den totala tillgången på organiskt material i avloppsvattnet är dock ofta stor och möjligheten finns därmed att genom biologisk slamhydrolys internt producera VFA. Vid biologisk hydrolys av slam utnyttjas mikroorganismers naturliga förmåga att under anaeroba förhållanden bryta ned organiskt material till mer lättomsättliga föreningar. Duvbackens avloppsreningsverk i Gävle tillämpar biologisk fosforavskiljning och producerar VFA till bio-P-processen genom primärslamshydrolys och sidoströmshydrolys av returslam. I detta examensarbete har hydrolysprocesserna vid reningsverket utvärderats med avseende på processernas förmåga att producera VFA till det biologiska reningssteget. Utvärderingen gjordes genom att mäta förändringen i halten organiskt material över hydrolysbassängerna samt genom att bedöma effektiviteten i bio-P-processen i fullskala och vid labskaleförsök. Möjligheten att stänga av primärslamshydrolysen vid verket undersöktes. Ett försök till att optimera driften av sidoströmshydrolysen gjordes genom att utföra hydrolysförsök i laboratorieskala. Resultaten indikerade att produktionen av VFA i primärslamshydrolysen var begränsad och att processen därmed bör kunna stängas av. Innan detta görs bör dock kompletterande mätningar av halten löst COD över primärslamshydrolysen utföras. Vid samtliga mättillfällen uppmättes en betydande ökning i halten organiskt material över sidoströmshydrolysen. Baserat på detta och den i examensarbetet konstaterade effektiviteten i bio-P-processen drogs slutsatsen att sidoströmshydrolysprocessen vid Duvbackens reningsverk var välfungerande. Hydrolysförsöken pekade på att ett större utbyte av VFA skulle erhållas om en kortare uppehållstid än den nuvarande användes i sidoströmshydrolysen. Detta bör vidare undersökas genom fullskaleförsök vid verket. / The strong regulations concerning phosphorus removal from wastewater in Sweden has resulted in chemical precipitation being the most common treatment method for phosphorus at Swedish wastewater treatment plants (WWTP). Precipitation chemicals are expensive and have a negative environmental impact when produced and transported. More stringent wastewater treatment requirements have increased the need of new, eco-friendly treatment methods that effectively can remove nutrients from wastewater without being too expensive. Enhanced biological phosphorus removal (EBPR) utilizes microorganisms that have the natural capability of accumulating phosphorus in their cells. A critical factor for a well-functioning EBPR-process is the availability of carbon source in form of volatile fatty acids (VFA). Municipal wastewater normally contains too small amounts of VFA to satisfy the need of the EBPR-process. The total amount of organic matter in the wastewater is on the other hand large and the possibility consequently exists to internally produce VFA through sludge hydrolysis. Biological sludge hydrolysis takes advantage of the natural capability of microorganisms to degrade complex organic compounds into easily degradable organics. Duvbacken WWTP in Gävle uses EBRP for phosphorus removal and produces carbon source through hydrolysis of primary sludge and sidestream hydrolysis of return sludge. In this master thesis the hydrolysis processes at the WWTP was evaluated with regard to the capacity of the processes to produce VFA to the biological treatment step. The evaluation was performed by measuring the change in organic material content over the hydrolysis basins and by estimating the effectiveness of the EBPR-process in full scale and by laboratory experiments. The possibility to turn off the primary sludge hydrolysis process was examined. An attempt to optimize the operation of the sidestream hydrolysis process was made by conducting hydrolysis experiments in laboratory scale. The results indicated that the production of VFA by primary sludge hydrolysis was limited and that it thus would be possible to turn off the process. Before this is done complementary measurements of COD levels over the primary hydrolysis basin should be performed. At all times considerable increments in COD content was measured over the sidestream hydrolysis basin. Based on this and the in the thesis confirmed effectiveness of the EBRP-process the conclusion was drawn that the sidestream hydrolysis of return sludge at Duvbacken WWTP was well functioning. The hydrolysis experiments indicated that a larger VFA yield would be obtained if a shorter retention time than the present was used in the sidestream hydrolysis process. This should further be investigated by experiments in full scale at the WWTP.

The aim of this thesis is to give suggestions on what measures to take to improve the VOC emission situation in refineries in Tianjin, China, through existing technologies in refineries in Sweden. This has been done by identifying the main places of leakage in oil refineries in Sweden, identifying what VOC compounds are emitted from the plants and the amounts emitted, mapping out different measures taken by oil refineries in Sweden to minimize VOC emissions, evaluating the different measures and suggesting how to move forward with VOC control in Tianjin. Six case studies have been done in Sweden; at Preemraff Lysekil, Shell refinery in Gothenburg, Berg depot Statoil Sweden situated in Nacka, Nynas refinery situated in Nynäshamn, Scandinavian Tank Storage situated in Torshamnen and Oxelösund harbor. Two case studies at Chinese refineries were made, PetroChina Dagang Petrohemical Company and China Petroleum and Chemical Corporation, Sinopec, Tianjin Branch, both situated in Tianjin Binhai New Area. Since the data retrieved from the Chinese refineries is insufficient to make a qualitative evaluation of the state of their VOC treatment it is not possible to propose measures for these two refineries. Instead this evaluation is focused on general problems and solutions at refineries and gives an idea of what can be done to improve the VOC emission situation at refineries. The report contains an evaluation of internal measures and technical solutions at Swedish refineries and other petrochemical companies. The evaluation is focused as much as possible on the Chinese situation. The technologies have been evaluated from an environmental, technical and economical point of view. This has resulted in recommendations for refineries that wish to enhance their VOC control. / Detta examensarbete har gjorts som en avslutande del i utbildningen Civilingenjör i Kemiteknik vid Kungliga Tekniska högskolan, Stockholm. Idén för arbetet introducerades av Östen Ekengren, IVL Svenska Miljöinstitutet, och har utförts vid IVL:s kontor i Stockholm. Den har handletts från Institutionen för Industriell Ekologi, KTH. Oljeraffinaderier släpper ut stora mängder VOC. På grund av den stora produktionsskalan och fabriksområdets omfattning är det svårt att veta hur mycket och vad som släpps ut. Lättflyktiga organiska ämnen (Volatile organic compounds, VOC) är organiska föreningar som har ett tillräckligt högt ångtrycker för att förångas under normala förhållanden. Stora mängder VOC läcker från oljeraffinaderier varje år. Tianjin är en industristad med stora investeringar. På grund av den stora industriella aktiviteten i området är VOC-problemen stora. En av de stora utsläppsbovarna är den petrokemiska industrin. Tianjin Academy of Environmental Science (TAES) har frågat efter Svensk teknik att minimera VOC-utsläpp från petrokemisk industri. Målet med detta examensarbete är att ge förslag på vilka åtgärder som kan tas för att förbättra VOC-utsläppssituationen i raffinaderier i Kina genom befintlig teknik på Svenska raffinaderier. Detta har gjorts genom följande steg: Identifiera de största utsläppsområdena på oljeraffinaderier i Sverige Identifiera vilka VOC-föreningar som emitteras från raffinaderierna samt i vilken mängd. Kartlägga olika åtgärder vid oljeraffinaderier i Sverige och i Tianjin, Kina för VOC-utsläpp. Utvärdera de olika åtgärderna och föreslå hur man kan gå vidare med VOC-kontroll i Kina. Sex fallstudier har genomförts i Sverige; Preemraff Lysekil, Shell raffinaderi i Göteborg, Bergs depot Statoil Sweden i Nacka, Nynas refinery i Nynäshamn, Scandinavian Tank Storage i Torshmnen och Oxelösunds hamn, Oxelösund. Två fallstudier har genomförts vid Kinesiska raffinaderier; PetroChina Dagang Petrochemical Comapany och China Petroleum and Chemical Corporation, Sinopec, Tianjin Branch, båda placerade i Tianjin Binhai New Area. Eftersom otillräcklig data från de Kinesiska raffinaderierna har gjort det svårt att göra en kvalitativ utvärdering av hur långt de kommit i VOC-arbetet har det inte varit möjligt att föreslå åtgärder för dessa två raffinaderier specifikt. Istället har utvärderingen fokuserats på generella problem och lösningar vid raffinaderier och att ge en ide om vad som kan göras för att förbättra VOC-utsläppssituationen vid raffinaderier. VOC från oljeraffinaderier med traditionell aktivitet består i huvudsak av alkaner, alkener och aromater där alkaner utgör den största delen. Alla dessa tre grupper förekommer naturligt i råolja. Vilka föreningar som förekommer i VOC-plymen från en fabriksanläggning beror på vilken råolja som används, hur processen ser ut och vilka produkter som produceras. Sammansättningen av VOC-plymen varierar därför från raffinaderi till raffinaderi. De största emissionskällorna vid raffinaderier som producerar i första hand bensin och diesel är tankparkerna, speciellt under fyllning. Tankparker som innehåller råolja utgör den största emissionspunkten vid dessa raffinaderier. Den näst största källan är processområdet. Detta medför att tankparker och processområde är de områden där störst fokus på minimering skall ligga för raffinaderier med samma typ av verksamhet. Produktionen vid Nynas Refinery kräver en annan råolja Här är det processen som utgör den största utsläppskällan tillsammans med vattenrening. Uppvärmda bitumencisterner utan rening utgör också en stor utsläppspunkt. Eftersom processområdet och tankparkerna har många potentiella läckpunkter är det primära sättet att minimera VOC-utsläpp tätning och underhåll på hela fabriksområdet. Införandet av rutiner för detta har visat sig mycket effektivt speciellt vid Shell raffinaderi. En annan idé skulle kunna vara att inkludera VOC-utsläppsmätning i on-line system för produktkvalitet. Detta skulle medföra ett inbyggt VOC-kontrollsysem. Detta har inte gjorts än men det kan vara värt att ta en närmare titt på. Kina har stort fokus på luktkontroll. Detta är bara en liten del av VOC-problemet. Metan utgör en stor del av utsläppen från råoljecisterner, vilka är vanliga luktbovar. För att eliminera lukt är adsorbtion med aktivt kol effektivt. Filtret fångar däremot inte kortare kolkedjor som metan och etan. För att eliminera dessa är förbränning den enda lösningen. Ingen luktsanerningsmetod som presenteras i denna rapport genererar någon vinst för företagen. Gasåterföringsanläggningar (VRU) har visats vara en gynnsam metod för att behandla emissioner vid tankning. En snabb överslagsräkning baserat på den återförda mängden bensin och diesel vid Preemraff Lysekil 2008 ger en vinst på 0,9 – 1,3 miljoner Euro/år. En stor andel VOC förbränns i fackla på raffinaderier. Denna gas skulle kunna användas som bränngas eller för energiåtervinning. Penningvärdet på energin i gasen som facklas är stor. Genom att installera en kompressor kan gas som skulle facklas användas som bränngas i raffinaderierna istället. Båda de studerade raffinaderierna i Kina angav fackling som den primära VOC-åtgärden. Man kan därmed anta att stora mängder gas facklas där. Detta visar att det finns mycket att tjäna på att hitta alternativa sätt att använda gasen. Flyktiga utsläpp är en stor del av VOC-källorna vid oljeraffinaderier. Utsläppunkterna beror på typ av råolja, process och produkter. Varje raffinaderi ar unikt och måste därför mäta sin a utsläpp. Vid mätning av ett helt fabriksområde med Solar Occulation Flux-metoden, som är en on-lineteknik som mäter VOC-utsläpp i from av alkaner, fås en bild av totala utsläppen från hela fabriken. Detta är till stor hjälp vid identifiering av problemområden och behandling av dessa. När VOC-behandling skall påbörjas vid ett raffinaderi rekommenderas följande: Mätning av VOC över hela raffinaderiområdetAnvända on-lineteknik, så som SOF Identifiera sammansättning av plymen genom kanisterprov etc. Läcksökning / Underhåll Om följande tekniska lösningar går att applicera vid raffinaderiet föreslås det att de prioriteras. Införa VRU-anläggning Energiåtervinning (minimerad fackling) Införa kommunicerande kärl För fortsatt arbete rekommenderas följande. Undersöka om det finns intresse och möjlighet att införa on-line VOC-konrollsystem eller on-line konstrollsystem för produktkvalitet. Är det tekniskt möjligt och ekonomiskt hållbart? För att kunna utvärdera miljöpåverkan av NMVOC från oljeraffinaderier har en studie av effekterna från emissionerna från Preemraff Lysekil och Shell Göteborg gjorts genom att använda karakteriseringsdata från databaserna CLM2001 och EDIP97. Detta resulterade i ett värde som ger hur många gånger fler de två raffinaderierna per ton satsad råolja bidrar till ozonformationspotentialen och globala uppvärmningspotentialen i förhållande till årspersonsekvivalenten (vad en normalperson bidrar med per år). Det visade sig att de bidrar med mycket mindre än årspersonsekvialenten per ton råolja, 0,03 gåner för Preemraff och 0,02 gånger för Shell. Men med antalet ton råolja som processas per år i åtanke så blir oljeraffinaderierna en stor källa till miljöpåverkan. Toxicitetsvärdena visade att Shell hade mycket större andel toxiska utsläpp än Preemraff. I förbränning, som fackling, så förbränns VOC till CO2. Detta medför att VOC har en sekundär GWP. Om hänsyn tas till detta kan man se att den totala GWP av VOC främst utgörs av den sekundära effekten genom fackling. Denna utvärdering visar att miljöpåverkan är olika för olika raffinaderier, även de med samma typ av verksamhet.

The gap between resource demand for the industrialized world and non-renewable feedstock like fossil fuels, essential agricultural fertilizer is getting increasingly severe, which has resulted in alarming-increasingly impacts on worldwide environmental problems. Meanwhile, wastewater treatment plants (WWTPs), as an essential facility for urbanization, is also confronting new rising challenges such as energy consumption and operation costs rather than only improving effluent wastewater quality. It is thereby important to develop new approaches for next-generation WWTPs with less energy consumption and costs in a sustainable way. The objective was to study the application of volatile fatty acids (VFAs) from waste as an external carbon source on denitrification by manometric tracking method in the lab-scale. Food waste and primary sludge were used for anaerobic fermentation to produce VFAs, which was then used as a sole external carbon source with various C/N ratio in denitrification batch test. The results were compared with traditional external carbon sources, acetate and methanol. It was found that the maximum denitrification rate with VFAs as an external carbon source was 15.73 ± 0.95 mg NOx-N/g VSS h, faster than those with acetate and methanol as external carbon sources. When C/N ratio ≥ 4.5 nitrate removal efficiency and the highest maximum denitrification rate were reached, the optimum C/N ratio for dosing VFAs as an external carbon source was thus determined as 4.5. In addition, denitrification capacity experiments with addition of VFAs produced from three different pH-controlled digestion reactors as an external carbon source were then conducted under an optimum C/N ratio of 4.5. As a result of the composition difference between VFAs produced from different pH environment, it was observed that, with VFAs from pH-10 digestion reactor denitrification rate was slightly higher than those with VFAs from pH-5 and none-pH-controlled digestion reactors. Furthermore, denitrification batch test using chemical tracking method was conducted to compare with manometric tracking method, and it was proven that the results obtained from manometric denitrification tests were reliable and valid. The overall results show that VFAs produced from anaerobic fermentation are an excellent external carbon source for denitrification, and it realizes the utilization of carbon resource recovery from WWTPs, which is crucial for next-generation wastewater treatment. / Klyftan mellan resursefterfrågan i den industrialiserade världen och icke-förnybar råvara som fossila bränslen, essentiell jordbruksgödsel, blir allt svårare, vilket har resulterat i oroväckande effekter på globala miljöproblem. Samtidigt står avloppsreningsverk (ARV), som är en viktig anläggning för urbanisering, inför nya ökande utmaningar som energiförbrukning och driftkostnader snarare än att förbättra kvaliteten på renat avloppsvatten. Det är därmed viktigt att utveckla nya strategier för nästa generations ARV med mindre energiförbrukning och kostnader på ett hållbart sätt. Målet var att studera tillämpningen av flyktiga fettsyror (VFA) från avfall som en extern kolkälla i denitrifikation med manometrisk metod i laboratorieskala. Matavfall och primärslam användes för anaerob rötning för att producera VFA, som sedan användes som en extern kolkälla med olika C/N-förhållanden i denitrifikationstest. Resultaten jämfördes med traditionella externa kolkällor, acetat och metanol. Det visade sig att maximal denitrifikationskapacitet med VFA som extern kolkälla var 15,73 ± 0,95 mg NOx-N/g VSS h, snabbare än de med acetat och metanol som extern kolkälla. När C/N-förhållandet ≥4,5 uppnåddes högsta nitratborttagningseffektivitet och maximala denitrifikationskapacitet, varför det optimala C/N-förhållandet för dosering av VFA som extern kolkälla bestäms som 4,5. Dessutom genomfördes experiment med denitrifikationskapacitets med tillsats av VFA producerat från tre olika pH-kontrollerade rötningsreaktorer som externa kolkällor under ett optimalt C/N-förhållande av 4,5. Som ett resultat av kompositionsskillnaden mellan VFA producerade från olika pH-miljöer, det observerades att med VFA från pH-10 kontrollerad reaktor denitrifikationskapacitet var något högre än med VFA från pH-5 och en icke-pH-kontrollerad reaktor. Vidare utfördes denitrifikationstest med användning av kemisk metod för jämförelse med manometrisk metod, och det visades att resultat erhållna från manometrisk denitrifikationstest var tillförlitliga och giltiga. De övergripande resultaten visar att VFA som produceras från anaerob rötning är en utmärkt extern kolkälla för denitrifikationsprocessen, vilket betyder att utnyttjandet av kolresursåtervinning från AVR är avgörande för nästa generations avloppsrening.

Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are a group of bioplastics, which are produced through microorganisms. They are accumulated in granules inside bacteria’s cell cytoplasm and serve as an energy reserve. Moreover, PHAs are completely biodegradable and biocompatible biopolyesters, which make them to suitable materials for medical applications and replace conventional petrochemical plastics. However, it is not economically feasible to produce PHAs yet, as it is four to nine times as expensive as to produce fossil fuel-based plastics. In order to reduce the price, it is possible to use waste streams rich in carbon and mixed cultures as microorganisms, which was applied in this thesis work. In this study, PHAs were synthesized from a volatile fatty acid (VFA) mixture rich in hexanoic acid, which was produced by anaerobic digestion of waste streams. To be able to obtain the maximum PHA content, the experimental work was separated into a selection phase and a production phase respectively. During the selection step, enrichment of the mixed culture took place during 50 days altering feast/famine cycles. The production phase was then conducted in a fed-batch cultivation to accumulate as much PHAs as possible, while utilizing the enriched mixed culture.  The selection phase was seen as successful since the quantity of synthesized PHA increased with time. Solely polyhydroxybutyrate (PHB) was formed during this period. The specific consumption rates for the hexanoic acid and acetic acid were almost the same in this phase (0.10 g hexanoic acid/(g volatile suspended soilds (VSS),h) and 0.11 g acetic acid/(g VSS,h)), which suggests that the consumption of these majoritarian fatty acids was simultaneous. However, the determined consumption rate for butyric acid was approximately solely half of the values for hexanoic acid and acetic acid. The highest PHA yield obtained in the enrichment phase was 0.26 g PHB/g VFA.  In the production phase, the highest achieved PHA content was 31.4 % of VSS, which was obtained after five hours. Both PHB and polyhydroxyvalerate (PHV) were formed in this phase, even though the quantity of accumulated PHB dominated with its approximately 97 weight-%. / Polyhydroxialkanoater (PHA:er) är en grupp bioplaster som produceras med hjälp av mikroorganismer. De ackumuleras inuti granulater som finns i bakteriers cellcytoplasma, och används som en energireserv. PHA:er är dessutom fullständigt bionedbrytbara och biokompatibla biopolyestrar, vilket gör dem till lämpliga material att applicera inom medicinska preparat och för att ersätta konventionella petrokemiska plaster. Det är däremot inte ekonomiskt fördelaktigt att producera PHA:er än så länge, då det är fyra till nio gånger dyrare att producera än i jämförelse med att producera plaster från fossila bränslen. Ett tillvägagångssätt för att reducera priset är genom att applicera kolrikt avfall som råmaterial och en blandad kultur av mikroorganismer. Det var detta som tillämpades i detta examensarbete vid PHA produktionen. I denna studie syntetiserades PHA:er från en blandning av flyktiga fettsyror rik på hexansyra, som framställts av avfall genom anaerobisk digestion. Det experimentella arbetet delades in i två faser: en selektionsfas och en produktionsfas. Detta för att kunna erhålla högsta möjliga PHA innehåll. Den blandade kulturen av bakterier berikades under selektionsfasen genom applicering av alternerande svält/frossa cykler i 50 dagar. Produktionsfasen utfördes därefter i en så kallad ”fed-batch odling” för att ackumulera högsta möjliga kvantitet av PHA, med hjälp av den berikade kultur blandningen.  Selektionsfasen ansåg vara lyckad, då mängden ackumulerad PHA ökade med tiden. Endast polyhydroxibutyrat (PHB) producerades under berikelsefasen. De erhållna specifika konsumptionshastigheterna för hexansyra och ättiksyra var i samma storleksordning (0.10 g/(g flyktiga suspenderade ämnen, h) respektive 0.11 g/(g flyktiga suspenderade ämnen, h)), vilket tyder på att förbrukningen av dessa fettsyror skedde samtidigt. Konsumptionshastigheten för butansyra var däremot endast cirka hälften av hastigheterna för hexansyra samt ättiksyra. Det högsta PHA-utbytet beräknades till 0.26 g PHB/g flyktiga fettsyror. Det högsta PHA-innehållet som erhölls i produktionsfasen var 31.4 % av de flyktiga suspenderade ämnena, vilket uppmättes efter fem timmar. Både PHB och polyhydroxivalerat (PHV) bildades under denna fas, även om mängden ackumulerad PHB dominerade med 97 vikt-%. / <p>I och med COVID-19 presenterades examensarbetet via zoom</p> / Carbon Neutral Next Generation Wastewater Treatment Plants

This work describes a master’s thesis in engineering physics at Umeå University carried out during the spring semester of 2014. In the thesis the student has constructed and tested a temperature controlled cell for cooling/heating of surface-enhanced-Raman-spectroscopy (SERS) substrates for rapid detection of volatile substances. The thesis was carried out at the Swedish Defence Research Agency (FOI) in Umeå, Sweden. A Linkam Scientific Instruments TS1500 cell was equipped with a Peltier element for cooling/heating and a thermistor temperature sensor. A control system was constructed, based on an Arduino Uno microcontroller board and a pulse-width-modulated (PWM) H-bridge motor driver to control the Peltier element using a proportional-integral (PI) control algorithm. The temperature controlled cell was able to regulate the temperature of a SERS substrate within -15 to +110 °C and maintain the temperature over prolonged periods at ±0.22 °C of the set point temperature. Gas phase of 2-chloro-2-(difluoromethoxy)-1,1,1-trifluoro-ethane (isoflurane) was flowed through the cell and SERS spectra were collected at different temperatures and concentrations. This test showed that the signal is increased when the substrate is cooled and reversibly decreased when the substrate was heated. Keywords: temperature control, Raman scattering, surface enhanced Raman spectroscopy SERS, SERS substrate, volatile substances, Peltier module, thermistor, PWM, H-bridge, PI(D) control. / Detta dokument beskriver ett examensarbete för civilingenjörsexamen i teknisk fysik vid Umeå Universitet som utförts under vårterminen 2014. I examensarbetet har en kyl-/värmecell för temperaturkontroll av substratytor för ytförstärkt ramanspektroskopi (SERS) för snabb detektion av farliga flyktiga ämnen konstruerats och testats. Arbetet utfördes vid Totalförsvarets forskningsinstitut (FOI) i Umeå, Sverige. Utgångspunkten var ett Linkam Scientific Instruments TS1500 mikroskopsteg, vilket utrustades med ett Peltierelement för kylning/värmning och en termistor för temperaturövervakning. Ett styrsystem baserat på ett Arduino Uno mikrostyrenhetskort konstruerades med ett motordrivkort (H-brygga) vilket använder pulsbreddsmodulering (PWM) för att reglera spänningen till Peltierelementet utifrån en PI-regulator. Den färdiga cellen klarade att reglera temperaturen på ett SERS-substrat i ett temperaturspann på ungefär -15 till +110 °C med en temperaturstabilitet på ±0.22 °C av måltemperaturen. Cellen testades sedan på flyktiga ämnen för att visa dess funktion. Difluorometyl-2,2,2-trifluoro-1-kloroetyleter (isofluran) i gasfas, med instrumentluft som bärargas, flödades genom cellen och SERS-spektra erhölls vid olika koncentrationer och temperaturer. Vid samtliga koncentrationer visades att lägre temperatur ger ökad signalstyrka. När ytan sedan värmdes upp sjönk signalen reversibelt tillbaka till ursprungsvärdet. Nyckelord: temperaturkontroll, ytförstärkt ramanspektroskopi, SERS, flyktiga ämnen, Peltierelement, thermistor, PWM, H-brygga, PI(D)-regulator.