Syftet med detta examensarbete var att undersöka högskolestudenters erfarenheter av övergången från studier inom kemi på gymnasial nivå till högskolenivå för att se om det finns ett glapp i undervisningen. Undersökningen bestod av dels en enkätundersökning och dels svaren från tentamensfrågor av samma karaktär som enkätfrågorna. Resultatet visar att studenterna anser att det är en skillnad mellan att läsa kemi på gymnasial nivå och på högskolenivå och att den största skillnaden ligger i ett förändrat arbetssätt. Av studenternas svar på enkätfrågorna och tentamen kan slutsatsen dras att studenterna känner till termer och begrepp, men har svårt att använda dem för att förklara kemiska fenomen.

Tidigare synsätt på självrapporterad kemisk irritation har utmanats. Definitioner har växt fram för att beskriva det tillstånd som upplevs vid patologisk gräns, dessa är bland annat:byggnadsrelaterad ohälsa (BRO) och kemisk intolerans (CI). Elektrodermala mätningar (EDA)är metoder varav man förväntas se de ändringar i svettning som sker i respons till olika stimuli. Syftet med denna uppsats är att undersöka ifall det går att predicera en ökning av självrapporterad sensorisk irritation med hjälp av EDA, som beror på exponering för akrolein.Vidare, är målet att granska ifall de som reagerar på akrolein skiljer sig från de som inte reagerar. Data från 74 individer har sammanställts från två tidigare exponeringsstudier som ärutförda i luktlabbet på Umeå Universitet och rådata från EDA har använts. Studierna hade en inom-individsdesign med en aktiv maskerad betingelse och en inaktiv betingelse. Resultatet visade en icke-statistiskt signifikant skillnad i EDA-respons mellan de som klassades som responders och icke-responders. Gruppen responders, de som skattade sensorisk irritation högre på akrolein, hade signifikant fler som hade självrapporterad CI än gruppen icke-responders. Framtida forskning bör ha högre urvalsstorlek, inkludera andra mått på förändringar i autonoma nervsystemet och möjligtvis fokusera på potentiella interaktioner mellan akrolein och heptan. / Previously held perspectives on self-reported chemical irritation have been challenged. Definitions have been put forward as to describe the condition experienced when it reaches pathological levels, some of these definitions are: building-related illness (BRO) and chemical intolerance (CI). Electrodermal measurements are methods on which it is expected to see changes in sweating in response to different stimuli. The purpose of this essay is to explore if it is possible to predict an increase in self-reported sensory irritation with the aid of EDA, dependent upon acrolein exposure. Furthermore, the aim is to analyze if individuals who react to acrolein is different from those who do not react. Data from 74 individuals has been compiled from two earlier exposure-studies which were performed in the smell-laboratory at Umeå University and furthermore, the raw data regarding EDA from these studies has been used. The studies were conducted as within-subject designs with one masked active condition and one inactive condition. The results showed a non-statistically significant difference in the EDA response, between the subjects classified as responders and non-responders. The responder group, those who reported higher sensory irritation during the acrolein exposure, had significantly more self-reported CI cases than the non-responder group. Future research should include a larger sample size, include other methods as to measure autonomic nervous systemactivity and perhaps focus on potential interactions between acrolein and heptane.

Den här rapporten behandlar framställning av nanocellulosa, CNF, och hur det kemiska innehållet för barr- respektive lövmassa påverkar framställningen. De massor som använts i undersökningen var båda ursprungligen från oblekta sulfatmassor. De blev först kloritdelignifierde och genomgick sedan alkalisk extraktion för att ta bort hemicellulosan. Innan massorna homogeniserades enzymbehandlades de med endoglukanas. De erhållna nanofibrerna karakteriserades genom kolhydratsanalys, mätning av polymerisationsgraden, konduktometrisk titrering, mätning av transmittans, AFM, röntgendiffraktion, centrifugering och DLS. Utifrån resultaten kunde det ses att mellan barr- och lövmassorna var barrmassan det bästa alternativet vid framställning av nanocellulosa. Inom barrmassorna var den kloritdelignifierade barrmassan det bästa alternativet vid framställning av nanocellulosa.

The nitrogenous metabolite urea is an important biomarker that indicates cows’ nutritional intake. Today, determining the urea concentration from milk samples requires analysis techniques in a lab which is time-consuming and expensive. It would be favourable to have an on-site measurement method to achieve a fast detection allowing farmers to quickly adjust the feed of individual cows, which might make it possible to reduce costs, increase milk production, and/or reduce the amount of nitrogen emission to the environment. This thesis is a part of a collaboration project between Linköping University and the Swedish University of Agricultural Sciences named “On-farm measurement of milk urea - development of a sensor”. The thesis investigated the activity and stability of the urease in an electrochemical biosensor, in which the urease is immobilised via encapsulation in a gel of poly(carbamoyl sulfonate) on a screenprinted electrode coated with a metal catalyst (copper), a cation exchanger (Nafion) and a conductive polymer (polyaniline). The linear range of the biosensor was successfully extended up to 2500 μM urea with a diffusion barrier composed of chitosan and polyvinyl butyral, enabling higher urea concentrations measurement than without the barrier (680 μM). Reproducibility, reusability, and storage stability measurements of the urease immobilised electrodes were performed and evaluated. A comparison between free enzyme, immobilised enzyme on the electrode surface and immobilised enzyme on an electrode surface that had been stored for a few days, was conducted to determine urease activity and stability. In addition, five components of milk (casein, lactose, ammonium, iron, and ascorbic acid) were measured separately to evaluate their interferences during milk urea detection. Interference was observed in several cases. A final evaluation of the present electrochemical biosensor was done by analysis of real milk samples giving promising results for future development. / On-farm measurement of milk urea - development of a sensor

Till följd av ett mer fluktuerande klimat med ojämna vintrar och längre perioder med nederbörd, har högflödesförhållanden kommit att blivit allt vanligare. Vid högflödesförhållanden ställs det stora krav på reningsverkens kapacitet och reningsprocesser. När belastningen blir för hög tvingas en del vatten att bräddas, vilket betyder att vattnet inte genomgår samtliga reningssteg inom processen. På reningsverket vid Henriksdal hos Stockholm Vatten och Avfall startades en utredning kring högflödesrening 2018 och togs i drift 2019. Utifrån studien ansågs polyaluminiumklorid vara den bäst lämpade föreningen att använda som ytterligare fällningskemikalie och implementerades. Utöver dosering av fällningskemikalie vid högflödesförhållanden, doseras järnsulfat som förfällning kontinuerligt på Henriksdal.  Syftet med arbetet var dels att undersöka hur väl högflödesreningen med avseende på fosfor fungerar på Henriksdal, dels om det var möjligt att optimera den. Det övergripande målet med projektet var att optimera med avseende på fosforavskiljning och PAX-dos för nuvarande högflödesrening på Henriksdals reningsverk. Med en optimerad högflödesrening kan SVOA minimera påverkan på recipienten vid höga flöden och vara bättre förberedda för ett förändrat klimat. Projektet avgränsade sig till att analysera avloppsvatten från inloppet till Henriksdal och bräddpunkten utlut31. Utöver dessa provpunkter, analyserades vatten från inlopp och utlopp till försedementeringsbassängerna 3,4,6,7 och 9, samt utfördes flockningsförsök i flockningskammare för att utvärdera doseringen av fällningsmedel.  Provinsamling skedde med hjälp av automatiska provtagare som kontinuerligt samlade in avloppsvatten under en längre period, där det efter den kontinuerliga provtagningen även utfördes stickprover. Vid samtliga provpunkter analyserades halterna total-fosfor, fosfat och suspenderat material. Halterna total-fosfor och fosfat togs fram genom spektrofotometisk analys och suspenderat material genom filtrering och torkning. Resultaten från analyserna hade varierande reduktioner gällande total-fosfor, med reduktioner på cirka 93 respektive 58 %.  För att utvärdera dosen fällningsmedel utfördes flockningsförsök, där dosen fällningsmedel varierades mellan 6–14 mg/l. Laborationerna utgick från olika startkoncentrationer av total-fosfor, vilket har tagits hänsyn till vid diskussion av resultatet. Resultatet visade på en viss variation av reduktionsgraden i jämförelse med dosen. Dock skiljde det endast cirka 2 % i reduktion mellan högsta och lägsta dosen.  Utifrån denna kvantitativa studie går det att konstatera att högflödesreningen på Henriksdal i det stora hela verkar fungera. Det finns dock undantag där det inte går att säkerställa detta påstående, exempelvis vid väldigt höga ingåendehalter total-fosfor.  I dagsläget finns det inte belägg för att doseringen av PAX ska ökas, eftersom en höjning med 4 mg PAX/l endast visat på ökning i reduktion med några få procent. Dessutom skulle det leda till att lagringsvolymen skulle ta slut ännu snabbare och ökade kemikaliekostnader. Dock visar resultaten på att doseringen skulle kunna sänkas och ändå uppnå reduktionsmålet på 75 %, vilket skulle vara fördelaktigt då dosering under längre perioder möjliggörs. / As a result of a more fluctuating climate with uneven winters and longer periods of rainfall, high flow conditions have become increasingly common. During high flow conditions, great demands are placed on the capacity of the treatment plants and the treatment processes. When the load becomes too high, some water is forced to overflow, which means that the water does not go through all the purification steps in the process. At the Stockholm Vatten och Avfall treatment plant, Henriksdal, an investigation of the high-flow treatment was started in 2018 and put into operation in 2019. Based on the study, polyaluminum chloride, PAC was considered to be the most suitable compound to use as an additional precipitation chemical and was implemented. In addition to the dosing of precipitation chemicals at high flow conditions, iron sulfate is dosed as pre-precipitation continuously at Henriksdal.  The aim of the work was to investigate how well the high-flow treatment with respect to phosphorus works at Henriksdal and whether it was possible to optimize it. Thus, the overall goal of the project was to optimize the PAC-dosage for phosphorus removal during high-flow treatment at Henriksdal's treatment plant. With an optimized high-flow treatment, Stockholm Vatten can minimize the impact on the recipient during high flows and be better prepared for climate changes. The project limited itself to analyzing wastewater from the Henriksdal inlet and the overflow point “utlut31”. In addition to these sample points, water from the inlet and outlet to pre-sedimentation basins 3,4,6,7 and 9 was analyzed, and flocculation experiments were carried out in flocculation chambers to evaluate the dosage of PAC.  Sample collection took place with the help of automatic samplers that continuously collected wastewater over a longer period. In addition, random samples were also taken after the continuous sampling. At all sample points, the levels of total phosphorus, phosphate and suspended solids were analyzed. The levels of total phosphorus and phosphate were determined by spectrophotometric analysis and suspended solids by filtration and drying. The results from the analyses showed that varying reductions of total phosphorus was achieved, with reductions of approximately 93 and 58%.  To evaluate the dose of PAC, flocculation experiments were carried out, where the dose of PAC was varied between 6–14 mg/l. The experiments were based on different starting concentrations of total phosphorus, which has been considered when discussing the results. The result showed a certain variation in the degree of reduction, compared to the PAC-dosage. However, there was only about a 2% difference in reduction between the highest and lowest dosage.  Based on this quantitative study, it can be concluded that the high-flow treatment at Henriksdal generally seems to be working. However, there are exceptions where it is not possible to ensure this claim, for example in the case of very high contents of total phosphorus.  Currently, there is no evidence that the dosage of PAC should be increased since an increase of 4 mg PAC/l only showed an increase in reduction by a few percent. In addition, it would result in the limited storage volume of PAC running out even faster and increased cost. However, the results show that the dosage could be lowered and still achieve the reduction target of 75%, which would be beneficial when dosing for longer periods is needed.

För att tackla miljöproblemen som uppstår vid skurning av verkstadsgolv utreder detta examensarbete möjligheten att med hjälp av kemisk fällning på plats i verkstaden rena vattnet för att klara de miljökrav som ställs av reningsverken. Vidare utreds det om vattnet är tjänligt nog för att återanvändas för att skura golven flera gånger för att på så sätt minska vattenförbrukningen och arbeta mot att helsluta verksamheten. Processen är uppbyggd för att ha simpel konstruktion för att göra tekniken så tillgänglig som möjligt, med en standardiserad IBC-behållare på 1000 liter med en kran vid 450 liters nivå för att kunna tömma klarfasen efter fällning.  Metoden testades först i laboratorieskala och sedan i fullskala för att undersöka om metoden fungerar i praktiken. De parametrar som undersöktes var avskiljning av tungmetaller, BOD-7, COD, oljeindex och mikrobiologisk analys.  Den mikrobiologiska analysen visade att den kemiska fällningen gav mycket hög avskiljning för bakterier, vilket är av intresse om klarfasen ska återanvändas för skurning.  Reningsgraden för tungmetaller var relativt hög, men otillräcklig enligt utsläppskraven för tungmetallerna Cd, Cu, Ni och Zn.  Reningsgraden för BOD-7, COD och oljeindex var bra i i laboratorieskala, men otillräcklig i fullskala.  Metoden har stor potential och med optimering av processen och eventuellt komplettering med ytterligare reningssteg som filtrering efter den kemiska fällningen är min bedömning att den kan klara utsläppskraven.  Jag bedömer att det inte är praktiskt att återanvända klarfasen för att skura golven igen, då det innebär en större anläggning och mer arbete för personal som ska använda skurmaskinen. Vidare behövs ytterligare ett reningssteg med exempelvis filtrering innan vattnet är tillräckligt rent för att återanvändas. / To deal with the environmental problems that arises when scrubbing the workshop floors, this work examines the posibility of using chemical precipitation on site at the workshops to clean the scrubbing water to meet the tough demands from water treatment plants. It is also examined the possibility to reuse the treated water to scrub the floors again and thereby reduce the water usage.  The process is built with a simple construction to make the technique as cheap and available as possible, with a standardized IBC container with a volume of 1000 liter, and a tap at the 450 liters level to be able to drain the cleaned water.  The method first tested in both laboratory scale and in full scale to see if the process worked as planned.  The parameters examined was the reduction of heavy metals, BOD-7, COD, oil index and microbiological material in order to see if the water is sufficiently clean to reuse.  The microbiological analysis showed a very high reduction from the precipitation which is important if the water is to be reused.  The reduction of heavy metals was relatively high, but not high enough for Cd, Cu, Ni and Zn.  The reduction of BOD-7, COD and oil index was great in lab scale, but not very high in full scale.  The method has good potential, but needs to be optimized further, and possibly with the addition of a filtration stage before it can manage the emission requirements and be implemented.  I make the conclusion that it is not practical to reuse the water to clean again, since it requires additional work, a bigger facility with extra steps to make it work.

Himmerfjärdsverket i Grödinge drivs av Syvab vars uppgift är att ta emot och rena avloppsvatten. Vattnet renas från organiskt material, kväve och fosfor och släpps sedan ut till Syvabs recipient Himmerfjärden. Syftet är att skydda miljön mot utsläpp som kan påverka Östersjön och minska övergödningen.  För att rena vattnet från fosfor används idag kemisk förfällning med hjälp av fällningsstrategin ”Försedimentering, Avskiljning av Suspenderat material med Trippeldosering”. Detta förkortat ”FAST”. Kemikaliedoseringen är bestående av tre olika kemikalier innan avloppsvattnet når försedimenteringen. Först doseras järnklorid för att fälla ut fosfor. Sedan tillsätts en katjonpolymer och till sist en anjonpolymer för att förstärka sedimenteringen. Doseringen av järnklorid styrs efter inkommande flöde.  På grund av att fosforavskiljningen varierat utan att ändringar gjorts i styrningen var målet med projektet att undersöka om det går att identifiera nyckeltal vid kemikaliedoseringen så att utifrån inkommande analyser kunna erhålla förväntade analyssvar efter försedimenteringen. För att nå målet har först en litteraturstudie gjorts och sedan en undersökning av de parametrar som har en betydelse för processen. Parametrarna som undersöktes var totalfosfor, fosfatfosfor, suspenderat material, pH samt alkalinitet. Mätningar gjordes på prover från inkommande avloppsvatten, direkt efter försedimenteringen och från primärslammet och massbalanser ställdes upp över systemet. Parametrarna jämfördes mot avskiljningen av fosfor för att hitta eventuella samband.  Arbetet visar inget starkt samband mellan de undersökta parametrarna och avskiljningsgraden av fosfor. Därför kan inte nyckeltal för kemikaliedoseringen i FAST-systemet identifieras. Litteraturstudien visar att blandningsförhållanden, variationer i avloppsvattnet, vattnets fosforinnehåll och vattnets alkalinitet och pH avgör hur goda reningsresultat som kan uppnås. Det går dock inte att utifrån teorin bestämma optimal kemikaliedosering eftersom avloppsvattnets sammansättning är komplex, vilket innebär att mekanismen som styr utfällningen är svår att specificera. Järn(III) binder bland annat till svavel och bildarjärnsulfid. För att undersöka om svavel har en inverkan på fosforavskiljningen rekommenderas en mätning av järnsulfid innan försedimenteringen. Om halten är hög kan man prova att lufta aggressivare i sandfånget för att oxidera järnsulfidfällningar och regenerera järn(III)joner som fäller ut ytterligare fosfat.  För att ytterligare förbättra fosforavskiljningen rekommenderas att inblandningen av järnklorid ses över. Om inblandningen sker snabbare och effektivare antas större andel fosfat och polyfosfat reagera med järnet. / Himmerfjärdsverket in Grödinge is run by Syvab, whose task is to receive and purify wastewater. Contaminants like organic material, nitrogen and phosphorus are removed from the wastewater and then released to Syvab's recipient Himmerfjärden. The goal is to protect the environment against emissions that can affect the Baltic Sea and reduce eutrophication.  Chemical precipitation is used to remove phosphorus from the wastewater and the precipitation strategy is called "Pre-sedimentation, Separation of Suspended Material with Triple Dosing". Which is abbreviated to "FAST". The chemical dosage consists of three different chemicals before the wastewater reaches the pre-sedimentation. First, ferric chloride is dosed to precipitate phosphorus. Then a cationic polymer is added and finally an anionic polymer to enhance the sedimentation. The dosage of iron chloride is controlled by incoming flow.  Since the phosphorus separation has varied without any changes being made in operation, Syvab wanted to investigate whether it was possible to identify the key figures for the chemical dosing so that, based on incoming analyzes, they could obtain expected analytical results after pre-sedimentation. This was done through a literature study and by examining the parameters that are important for the process. The parameters examined were total phosphorus, phosphate phosphorus, suspended matter, pH, and alkalinity. Measurements were made on samples from incoming wastewater, immediately after pre-sedimentation and from the primary sludge and mass balances were calculated across the system boundary. The parameters were compared against the separation of phosphorus to find possible connections.  Based on the analysis results obtained, it was not possible to identify the key figures for the chemical dosage in the FAST system. No strong association was detected between the parameters examined. According to the literature study, it was found that mixing conditions, variations in the wastewater, the water's phosphorus content and the water's alkalinity and pH determine how good purification results can be achieved. However, it is not possible to determine the optimal chemical dosage based on the theory alone because the composition of the wastewater is complex, which means that the mechanism is difficult to specify. Iron (III) also react with sulfur and forms iron sulfide. To investigate whether sulfur influences phosphorus separation, a measurement of iron sulfide is recommended before pre- sedimentation. If the content is high, one thing to try is to air more aggressively in the sand trap to oxidize iron sulfide precipitates and regenerate iron (III) ions that precipitate additional phosphate.  To further improve phosphorus separation, it is also recommended to review the mixing conditions of ferric chloride. If the mixing takes place faster and more efficiently, a larger proportion of phosphate may react with the iron.

Syftet med den här studien var att undersöka skummet som bildas på ytan i flockningskammare för kemisk fällning vid dricksvattenberedning i Kommunalförbundet Norrvattens ytvattenverk Görvälnverket. Skummet som bildas sprayas sönder med vatten och följer med vidare i reningsprocessen. För Norrvatten är det intressant att veta om det finns PFAS eller andra miljögifter i skummet för att en eventuell avskiljning av skummet skulle kunna vara aktuellt. Målet var att svara på följande frågor: 1. Under vilka förutsättningar bildas skum i flockningskammare för kemisk fällning på Görvälnverket? 2.Vad skulle det betyda för vattenkvaliteten om skummet avskiljs? 3.Vilka möjligheter finns det för Görvälnverket att avskilja skummet?  Poly- och perfluorerade alkylsubstanser (PFAS) uppdagas på flera ställen i samhället och t ex i dricksvatten hittas förhöjda halter. Det har observerats att PFAS orsakar skada på både djur och människors hälsa. PFAS har en hydrofil (vattenlöslig) och en hydrofob (olöslig i vatten) ände. De egenskaperna gör att de kan agera som ett ytaktivt ämne och förekomma i naturligt eller processrelaterat skum och kan också därför avskiljas med hjälp av t ex skumfraktionering.  Det genomfördes två provtagningar vid olika tillfällen för att mäta halten av PFAS11 och totalt organiskt kol (TOC) i skummet. Två enkäter skickades ut, en till skiftingenjörer på Görvälnverket och den andra till vattenverk i Sverige. En flödesmätning av sprayvattnet utfördes samt en analys av mätdata från Görvälnverket.  Resultatet bekräftade halter av PFAS11 i skummet, 2600 ng/l vid första provtagningstillfället och vid andra 3200 ng/l. TOC-halten vid andra tillfället var 180 mg/l TOC. Enkätsvaren påvisade att det skummar mest på våren i Görvälnverket och att andra ytvattenverk också har skumbildning i flockningskammare. Under ett år går det åt nästan 22 miljoner liter vatten för att spraya sönder skummet som istället skulle kunna distribueras. Dataanalys visade att det finns ett samband mellan TOC och konduktivitet.  Slutsatsen är att avskiljning av skummet skulle ge en förbättrad vattenkvalitet då flotation inte är i bruk. Ett förslag på en sugfunktion presenteras som en möjlig avskiljningsmetod. Vidare undersökning för under vilka förutsättningar det bildas skum behöver utföras. / The aim of this study was to investigate the foam formed on the surface of a flocculation chamber for chemical precipitation, which is a step in the preparation of drinking water in the Norrvatten local federation's surface water plant Görvälnverket. The foam that is formed is removed by spraying with water and hence the material in the foam follows the treatment process. Norrvatten are interested to know whether PFAS or other environmental toxins are present in the foam so that a possible removal of the foam could be considered. The objective was to answer the following questions: 1. Under what conditions is foam formed in flocculation chambers for chemical precipitation at Görvälnverket? 2.What would be the impact on water quality if the foam was removed? 3. What are the possibilities for Görvälnverket to remove the foam?  Poly- and perfluoroalkyl substances (PFAS) are found in many places in society and examples of elevated levels include drinking water. PFAS has been observed to cause harm to both animal and human health. PFAS have a hydrophilic (water-soluble) and a hydrophobic (water-insoluble) end. These properties allow them to act as surfactants and to be present in natural or process-related foam and can therefore also be separated by e.g. foam fractionation.  Two samples were taken at different times to measure the PFAS11 and total organic carbon (TOC) content of the foam. Two surveys were sent out, one to engineers at Görvälnverket and other to waterworks in Sweden. A flow measurement of the spray water was carried out as well as an analysis of the measurement data from Görvälnverket.  The result confirmed levels of PFAS11 in the foam, 2600 ng/l at the first sampling point and 3200 ng/l at the second. The TOC content at the second occasion was 180 mg/l TOC. The survey responses showed that foaming is most common in spring at Görvälnverket and that other surface water plants also have foaming in flocculation chambers. In a year, almost 22 million litres of water are used to spray the foam, which could be distributed instead. Data analysis showed that there is a correlation between TOC and conductivity.  It is concluded that removal of the foam would improve the water quality when the flotation step is not in use. A proposal for a suction feature is presented as a possible removal method. Further investigations on under what conditions foaming is formed needs to be carried out.

For decades, waste and other chemicals were managed in an unsustainable manner, leading to serious environmental risks. Consequently, serious measures were taken by politicians to address the severe threats to the environment. Instead of burning food waste, the process of anaerobic digestion was introduced. This process works by breaking down food waste, manure, and other nutrient-rich materials in an oxygen-free system in four stages, where bacteria use these substrates as building blocks for biogas production. Through anaerobic digestion, food waste is converted into biogas, which can replace fossil fuels, benefiting the environment. Additionally, the residues left after digestion are used as nutrients for plants. This achieves both environmental and socio-economic benefits for society and farmers. The digestion process requires inoculum, which is the source of microorganisms, as well as substrate containing nutrient-rich materials that the bacteria use for biogas production. In 2023, studies showed that the use of hydrochar led to efficient biogas production. Hydrochar is formed during the carbonization of biomass through the HTC process, resulting in gas, liquid, and a carbon called hydrochar. This study focuses on investigating the effect of hydrochar on biogas production by developing various analytical methods to study the carbon mass balance and carbohydrate levels produced in the presence of hydrochar. The study also examines other metabolites present in the solution. To achieve this result, anaerobic digestion systems were built in six reactors: two contained only inoculum, two contained inoculum with substrate and served as references, and the last two contained inoculum, substrate, and hydrochar. Three of the reactors were connected to gas bags to investigate the biogas levels produced, while the other three were connected to bubble counters. Daily samples were taken from each bottle to analyze VFA, ammonia, and total organic carbon to examine how other metabolites affect biogas production. To ensure the stability of anaerobic digestion, pH values were measured daily. The gases produced in the connected bags were analyzed daily with gas chromatography, and the results were used to measure the carbon mass balance. This involved measuring how much carbon was in the liquid at the beginning of the experiment and how much remained at the end, as well as how much biogas was produced per day. The results showed that biogas production was higher in the reactors containing hydrochar compared to the other reactors. The carbon mass balance also showed higher amounts of total organic carbon at the beginning of digestion and lower amounts remaining in the solution at the end, indicating higher gas formation. The results also showed higher carbohydrate levels, higher VFA, lower ammonia levels, and lower pH values in hydrochar reactor, indicating effective conditions for better biogas production. / Under årtionden hanterades avfall och andra kemikalier på ett ohållbart sätt, vilket ledde till allvarliga miljörisker. Av denna anledning vidtogs seriösa åtgärder av politikerna för att bemöta de allvarliga hoten mot miljön. Istället för att bränna matavfall infördes processen för anaerob rötning. Denna process fungerar genom att matavfall, gödsel och andra näringsrika ämnen bryts ner i ett syrefritt system i fyra steg, där bakterierna använder dessa substrat som byggstenar för biogasproduktion. Genom anaerob rötning omvandlas matavfall till biogas, som kan ersätta fossila bränslen, vilket är fördelaktigt för miljön. Dessutom används de rester som finns kvar efter rötningen som näringsämnen för växter. Detta uppnår både miljömässiga och socioekonomiska fördelar för samhället och lantbrukarna. Rötningsprocessen kräver ymp som är källan till mikroorganismer,samt substrat som innehåller näringsrika ämnen vilka bakterierna använder för biogasproduktion. År 2023 visade studier att användningen av hydrokol ledde till effektiv biogasproduktion. Hydrokol bildas vid karbonisering av biomassa genom hydrotermisk karbonisering HTC-processen, som resulterar i gas, vätska och ett kolrikt fast material som kallas hydrokol. Denna studie fokuserar på att undersöka effekten av hydrokol på biogasproduktionen genom att utveckla olika analysmetoder för att studera kolmassbalansen och kolhydrathalterna som produceras i närvaro av hydrokol. Studien undersöker även andra metaboliter som finns i lösningen. För att uppnå detta resultat byggdes ett anaerob rötnings system i sex reaktorer: två innehöll enbart ymp, två innehöll ymp med substrat och fungerade som referenser, och de sista två innehöll ymp, substrat och hydrokol. Tre av reaktorerna var kopplade till gas påsar för att undersöka biogashalterna som produceras, medan de andra tre var kopplade till bubbelräknare. Dagliga prover togs från varje flaska för att analysera VFA, ammoniak och total organiskt kol för att undersöka hur andra metaboliter påverkar biogasproduktionen. För att säkerställa stabiliteten i den anaeroba rötningen mättes pH-värden dagligen. Gaserna som producerades i de kopplade påsarna analyserades dagligen med gaskromatografi, och resultaten användes för att mäta kolmassbalansen. Detta innebar att mäta hur mycket kol som fanns i vätskan i början av försöket och hur mycket som fanns kvar i slutet, samt hur mycket biogas som bildades per dag. Resultaten visade att biogasproduktionen var högre i de reaktorer som innehöll hydrokol jämfört med de andra reaktorerna. Kolmassbalansen visade också högre mängder av total organiskt kol i början av rötningen och lägre mängder kvar i lösningen i slutet, vilket indikerar högre gasbildning. Resultaten visade också högre kolhydrathalter, högre VFA, lägre ammoniak nivåer och lägre pH-värde för hydrokol reaktorn, vilket indikerade effektiva förhållanden för bättre biogasproduktion. Kolhydrater och VFA fungerar som byggstenar för bakterier som producerar biogas, samt den lägre ammoniakhalt som sänker pH-värdet till optimala nivåer, vilket skapar en gynnsam miljö för biogasproduktion. / <p>The thesis has permission from ASTM International to include and reference ASTM standards.</p> / HY BIO

Stretchable aqueous-based Zn-ion batteries have shown promise as a sustainable and safe energy storage system for wearable electronics used in healthcare, sports, soft robotics, and prosthetics. A battery consists of the active electrode, electrolyte, current collector, and encapsulation. In this work, we focus on the development of the electrolyte component, which is a hydrogel based on polymers. Natural polymers (e.g proteins, polysaccharides) are chosen over synthetic ones because they are biodegradable, abundant in nature, and environmentally sustainable. Here, a hydrogel based on gelatin (G) and kappa-carrageenan (kC) were prepared and evaluated. We observed that the addition of kC into the hydrogel composite improved its mechanical properties. Optimum conditions at weight ratios of G:kC -99:1 wt%, the hydrogel showed good mechanical strength with an elongation at break of 370 ± 28%, elastic modulus of 0.119 ± 0.0256 MPa, and reversibility during 100 cyclic stretching at 50% strain. The hydrogel had a reasonable ionic conductivity of 14.80 mS/cm and was successfully integrated into a battery with a capacity of 0.24 mA/cm2. / <p>Examensarbetet är utfört vid Institutionen för teknik och naturvetenskap (ITN) vid Tekniska fakulteten, Linköpings universitet</p>