This development project has been carried out in collaboration with the company Hitachi Energy Sweden AB in Landskrona. Hitachi currently uses three different types of ion exchange systems, one of which is compact and is used in smaller cooling systems. Hitachi thinks that their current compact ion exchange system is too expensive and wants to find a cheaper solution, which is why the new compact ion exchange system has been developed. The development of the new compact ion exchange system has resulted in drawings and CAD models of all components, material selection and calculations to validate that the system meets the technical requirements. The new compact ion exchange system has been designed with a view to reducing the cost of manufacturing and materials, as well as assembly and service friendliness. The purpose and goal of the project was achieved.

På kraftvärmeverket Allöverket I Kristianstad produceras processvattnet i en anläggning som heter totalavsaltningen. I denna anläggning som består ut av två identiska linjer låter man det inkommande vattnet passera genom jonbytare för att byta ut de oönskade jonerna i vattnet emot mer önskade. Anledningen till att man gör detta är att de oönskade jonerna i vattnet ger beläggningar på turbinen. När jonbytarna blivit mättade så måste de återställas till sin ursprungliga form. Detta sker genom att det startas ett regenereringsprogram, som består av ett antal steg så som backspolning, kemikalieintag och fyra olika spolningar. Det finns gränsvärden för vilken ledningsförmåga samt vilken halt av kisel vattnet skall ha för att få levereras men det finns endast mätning av ledningsförmåga kopplat till styrsystemet vilket gör att man får styra anläggningen efter olika tider. Till styrsystemet är det kopplat ett antal centrifugalpumpar och magnetventiler samt mätutrustning för mätning av ledningsförmåga. I totalavsaltningen sitter det ett Siemens S5 styrsystem som styr anläggningen efter vattenmängd, ledningsförmåga och olika tider för sekvenserna. Alla de styrande funktionerna sitter på ett styrskåp ute i fabriken. Siemens systemet är gammalt och omodernt och skall därför bytas ut emot ett ABB 800xA system. Detta system används redan på operatörsstationerna i manöverrummet för att styra andra delar av fabriken. Med denna studie så har jag tagit fram en ny funktionsbeskrivning av totalavsaltningen. Funktionsbeskrivningen består ut av funktionsdiagram som beskriver hur programmet styr anläggningen idag. Till funktionsbeskrivningen har jag också gjort en ny teknisk beskrivning samt reviderat det processchema som finns över anläggningen för att all dokumentation skall hänga samman. / The heat and power station Allöverket in Kristianstad produced the process water in a plant called the total desalination. In this plant which consists out of two identical lines, they let the incoming water passing through ion exchangers to replace the undesired ions in the water to more desired ions. The reason for doing this is that the undesired ions in the water give coatings on the turbine. When the ion exchangers have been saturated, they must be restored to the original condition. This is done by starting a regeneration program, which consists of a number of steps such as back flushing, intake of chemicals and four different flushes. There are limits on the conductivity and the content of silicon in the water that will be delivered. But there is only measurement of the conductivity connected to the control system, and because of this they control the plant with different timers. To the control system there is connected a number of centrifugal pumps, solenoid valves and instrumentation for measurement of conductivity. In the total desalination sits a Siemens S5 control system that controls the plant after amount of water, conductivity and different times of the sequences. The control functions are now located on a control cabinet out of the factory. The Siemens S5 control system is old and outdated and will be changed to an ABB 800xA control system. This control system they already use to control other parts of the factory from the control room. With this study I have developed a new functional description of the plant and it consists of function diagrams which describes how the software controls the plant today. To the function description, I have also made a new technical description and revised the process scheme so that all documentation of the plant says the same thing.

Stockholms- och Uppsalaregionen tar sitt dricksvatten från Mälaren och dess tillflöden. Med ett varmare och fuktigare klimat, vilket är ett scenario i framtiden, kommer troligen kolhalten i vattnet att öka vilket kan leda till att nuvarande reningstekniker måste utvecklas. Organiskt material i dricksvatten kan orsaka en rad problem så som desinfektionsbiprodukter, biologisk tillväxt i distributionssystemen samt även dålig lukt, smak och färg. En lovande metod för rening av organiskt material har visat sig vara anjonbytaren MIEX® (Magnetic Ion Exchange resin process). Syftet med detta projekt var att utvärdera MIEX® förmåga att rena vatten från löst organiskt material (DOC), då anjoner (Cl-, HCO3- och SO42-) som kan konkurrera finns närvarande. Detta gjordes genom experiment med vatten som innehöll olika kombinationer och koncentrationer av de fyra ovan nämnda jonerna. Målet med projektet var att skapa en modell i PHREEQC utifrån experimentella data så som TOC/DOC, anjoner, alkalinitet, pH och UV-absorbans. Dessa parametrar bestämmer koncentrationen av ett ämne i lösning, där värdena i sin tur kan användas för att beräkna hur olika anjoner binder till MIEX®. MIEX® förmåga att rena löst organiskt material från vatten försämras om det förekommer närvaro av sulfatjoner. I närvaro av höga halter sulfatjoner kommer dessa att konkurrera om platser på jonbytaren och jämvikten för DOC kommer att förskjutas så att mer organiskt kol blir kvar i vattnet. För mer exakta värden för hur mycket Cl- och HCO3- som binder in till MIEX® måste fler experiment utföras, då dessa inte utvärderades helt. Modelleringen i PHREEQC visade att sulfat binder nästan 3,5 gånger starkare till MIEX® än vad DOC gör. Är koncentrationen av DOC låg går reaktionshastigheten snabbare än om halten DOC i vattnet är hög. / The cities of Stockholm and Uppsala take its drinking water from lake Mälaren and its tributaries. An increase in concentration of carbon in water is likely to follow a warmer and more humid climate, which may be a future scenario. This may lead to that the current methods of purification that are used today are going to be insufficient and have to be developed further. Organic matter in drinking water can cause a variety of problems such as disinfection by-products, biological growth in distribution systems and also odor, bad taste and unwanted color. A promising method of reducing organic matter from drinking water has proved to be the anion exchange process MIEX® (Magnetic Ion Exchange resin process). The purpose with this project was to examine MIEX® capacity of reducing dissolved organic matter (DOC) from water in presence of anions (Cl-, HCO3- and SO42-). This was done through performing experiments with water containing different combinations of above-mentioned anions. The main objective was to create a model in PHREEQC from experimental data such as TOC/DOC, anions, alkalinity, pH and UV-absorbance. These parameters determine the concentration of chemical compounds in a solvent. The values could be used to calculate how the different anions bind to MIEX®. MIEX® ability to purify dissolved organic matter from water deteriorate when high concentrations of sulfate ions are present in the solvent. The sulfate ions and the organic matter contest about positions on the ion-exchanger and the equilibrium will displace and more organic carbon will be left in the water. To evaluate how much Cl- and HCO3- that binds to MIEX® requires further experiments since sufficient data to validate the result is unavailable. A mathematical model in PHREEQC showed that sulfate binds almost 3,5 times stronger to MIEX® than DOC. If the concentration of DOC is low, the reaction rate will increase compared to if the concentration of DOC is high.

Detta arbete har genomförts i samarbete med Hitachi Sweden AB, beläget iLandskrona. Hitachi använder sig av fyra olika storlekar av tuber, som fyllsmed jonbytarmassa för att kunna användas i ett kylsystem. Det nuvarande fyllningssystemet kräver mycket arbetskraft av operatörerna och det tarlång tid att genomföra hela fyllningsprocessen. Därför önskar Hitachi att fåen lösning som effektiviserar och minskar tiden för operatören att fylla påvarje tub. Konceptframtagning utfördes först för att undersöka och definieraproduktens funktioner, utformning, egenskaper och andra viktiga faktorerför att skapa en vision för slutprodukten. Genom utvecklingsprocessen avhela fyllningssystemet för jonbytarmassan, användes CAD för konstruktion, finita elementmetoden samt ritningar för alla delar. Beräkningar användsför att validera systemet och visa om det uppfyller de specifika kraven ochmaterialvalen. Syftet med arbetet är att minska både arbetet för operatörerna och tiden som krävs för att påfylla, med fokus på att monteringenoch fyllningen ska vara enkel att utföra. Den slutliga konstruktionen bestårav en vibrationsmotor som ska tillföra vibration till en del av konstruktionen för att få massan och flöda genom, där stativet är gjord av låglegeratstål och ett kon av rostfritt stål där massan hälls ned och ett munstycke iABS-plast som kan bytas ut beroende på tubstorlek. Vibratorfjädrar sättspå konstruktionen för att eliminera vibration från hela konstruktionen ochendast ha det på konen och bottenplattan. / This work has been carried out in collaboration with Hitachi Sweden AB,located in Landskrona. Hitachi uses four different sizes of tubes, whichare filled with ion exchange resin to be used in a cooling system. Thecurrent filling system requires a lot of manual labor from the operators andtakes a long time to complete the entire filling process. Therefore, Hitachiwishes to have a solution that streamlines and reduces the time for theoperator to fill each tube. Concept development was first carried out toinvestigate and define the product’s functions, design, features, and otherimportant factors to create a vision for the final product. Throughout thedevelopment process of the entire ion exchange resin filling system, CADwas used for design, finite element method, and drawings for all parts.Calculations were used to validate the system and show whether it meetsthe specific requirements and material choices. The purpose of the workis to reduce both the workload for the operators and the time requiredfor filling, with a focus on making the assembly and filling process easyto perform. The final construction consists of a vibration motor that willprovide vibration to a part of the structure to facilitate the flow of themass. The stand is made of low-alloy steel, and a cone made of stainlesssteel is used for pouring the mass. The nozzle, made of ABS plastic, canbe replaced depending on the tube size. Vibrator springs are placed on thestructure to eliminate vibration from the entire construction and only haveit on the cone and base plate.

Stormwater is a significant transport medium for pollutants to recipients located near cities. Substances commonly found in stormwater include nutrients, metals, organic substances and particles. A group of pollutants detected in stormwater are per- och polyfluoroalkyl substances (PFAS). PFAS is a group of chemicals which have been proven to have harmful effects on health, such as endocrine disruptive effects. The most sensitive considered parameter today is effects on the immune system, but a few of these substaces are also classified as carcinogenic or potentially carcinogenic. The distribution of PFAS to the environment is significant from both new and historical uses and sources, which continue to contribute to the environment due to high persistence of PFAS. The most significant point sources of PFAS in stormwater are industrial processes and manufacturing of PFAS-containing products, firefighting foam and hydraulic oil. Atmospheric deposition, building materials and traffic also contribute but in a smaller scale.  This thesis is based on a case study of a Swedish stormwater system and is aimed to evaluate which concentrations that can be classified as elevated in the stormwater system. Another aim is to investigate various remedial measures against the elevated levels of PFAS in the stormwater system. This was accomplished by a literature study of remediation techniques for PFAS applicable to a case study of an investigated stormwater system. The case study was carried out in different parts to estimate the risks and possible measures. The parts were action levels, site-specific guideline values, sampling, requirements for actions or remediation, and possible remediations techniques. Action targets and site-specific guideline values were developed based on literature and results obtained using a conceptual model. The action target was stated as follow: Stormwater must not contribute to the distribution of per- och polyfluoroalkyl substances which in a long term can result in levels in surface water that pose a risk to human health. The site-specific guideline value of 4,4 ng/L PFOA-equivalents at the outlet of the storwater, was developed based on background levels and environmental quality standards from EU:s water directive for surface water.  Sampling and analysis of 22 different PFAS compounds was carried out at 10 different sampling locations in the actual stormwater system of the case study. The measured levels were compared to the site-specific guideline value, and an assessment of requirements for actions or remediation was carried out. The measured levels in the stormwater system were calculated, 5,76 ng/L PFOA-equivalents. Finally, an investigation was done of possible remedial actions and suitable remediations techniques. The stormwater system needed further investigations to make a legitimate decision about the need for stormwater treatment of PFAS. Investigations of potential point sources were suggested as adequate in order to apply the most resource efficient remedial action. Various remedial techniques were also considered for the stormwater system. The techniques were evaluated based on the criterias's; remedial capacity, water matrix, estimations of captial- and operating costs, energy requirements and availability on the market.