The title of this study is Leather, skin, fur – a non-issue. A study of the endeavor in national support to municipal waste management to obtain toxic-free material cycles. The aim is to investigate the relation between municipal solid waste of leather, skin & fur on the one hand and a toxic-free circular economy on the other by studying perceptions among authorities and national agents giving support to municipal waste management and waste planning. The study focuses on the incineration of Chromium Tanned Leather Solid Waste (CTLSW). The research questions are: What are the perceptions of the relation between waste of leather, skin & fur and toxic-free material cycles within national support to municipal waste management & waste planning ? How does the above question relate to the management and planning of textile waste?   The main conclusions are that although no concern is expressed concerning toxic leakages from the incineration, the management of leather waste seems to be a non-issue at the Swedish Environmental Protection Agency and Waste Sweden. Further investigations would be needed to judge whether chromium (trivalent and hexavalent) from the waste incineration is polluting the environment and if the amount of hexavalent chromium could be reduced or contained by using another method of thermal treatment. Further there seems to be a discrepancy between waste management and waste planning where leather, skin & fur are collected as textile at the recycling stations whereas it is excluded from the definition of textile in waste planning. To enable the creation of toxic-free material cycles the knowledge of leather, skin & fur would need to be enhanced in society, for example by authorities cooperating in educating the public and by making room for these materials in academic studies in Sweden by incorporating the materials into Textile Science, Craft or by creating a new discipline including material innovations in the field of « syntetic leather ».

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

Det pågår en ökande trend i världen där fler flyttar in i tätorter. Det påverkar tätorterna i många dimensioner och en av dessa är den kommunala avfallshanteringen. När fler flyttar in mot städerna så blir det en påtryckning på befintlig hantering och är den dessutom bristfällig blir situation snabbt försämrad. Avfallshanteringen är ett känsligt område då det kan påverka människors hälsa och välmående. I utvecklingsländer är det allt för vanligt att lägga sitt avfall på öppna deponier eller låta avfallet ligga kvar längs gatorna. Detta avger farliga bakterier som ger smittsamma sjukdomar samt att tungmetaller tar sig ner i grundvattnet. FN förutspår att ungefär hälften av Afrikas befolkning kommer bo i tätorter till 2030. Denna studie handlar om avfallshanteringen i Burundi. Burundi är ett av Afrikas mest tätbefolkade länder och majoriteten lever i extrem fattigdom. Studien undersöker möjligheten för den största staden, Bujumbura, att energi återvinna sitt kommunala avfall i ett kraftvärmeverk. Det skulle vara en lösning på avfallsproblematiken samt generera el till staden. Bujumbura har idag (2022) en nästintill obefintlig avfallshantering och detta skulle vara en gynnsam lösning. I Bujumbura slängs approximativt 450 tusen ton avfall vilket har ett energiinnehåll på 5,3 PJ. Studien visar att potential för ett kraftvärmeverk med effekt på cirka 150 MW som kan omvandlas till 0,4 TWh el. Syftet med studien är att undersöka om Bujumbura kan förbättra sin avfallshantering och om det skulle vara möjligt för staden att förbränna sitt avfall i ett kraftvärmeverk. För att få underlag till vår studie har vi gjort en litteraturstudie, haft möten med berörda chefer i Bujumbura samt studiebesök på deponi och ställverk i Bujumbura. Resultatet visar att det finns möjligheter för Bujumbura att etablera ett kraftvärmeverk. För att detta ska kunna ske måste kommunen göra en omfattande satsning på hantering av avfall. / There is an ongoing trend in the world where more people are moving to urban areas. It affects in several dimensions and one of which is the municipal solid waste management. When more people move to the cities, there is a pressure on existing management and if also deficient, the situation quickly deteriorates. Waste management is a sensitive subject because it can affect people’s health and their wellbeing. In developing countries, it is common to put waste in open-air landfills. This releases dangerous bacteria that causes infectious diseases and heavy metals get into the groundwater. UN predicts that about half of Africa´s population will live in urban areas by 2030. The aim of this study is to minimize the environmental impact of municipal solid waste by establishing a combined heat and power plant in Bujumbura, Burundi, to generate electricity and heat from municipal solid waste for the city of Bujumbura as a solution to waste management challenges. Annually 450-thousand-ton waste with energy value of 5,3 PJ lays on open-air landfills. The study shows the potential for a power plant with a capacity of 150 MW. The CHP plant could generate approximately 0,4 TWh of electricity annually. This will reduce the development of unsorted waste that is otherwise dumped in open landfills. The electricity produced will be sold to the power grid to generate revenue. Furthermore, it will improve the management of solid waste and other departments who work for the development of sustainable environmental management for Bujumbura. For our study we have done a literature study, had meetings with relevant managers in Bujumbura and study visits to landfills and switchgears in Bujumbura. The results show that there are opportunities for Bujumbura to establish a combined heat and power plant. For this to happen, the municipality must make a comprehensive investment in waste management.

Begreppet hushållsavfall och därmed jämförligt avfall från annan verksamhet infördes i svensk lagstiftning genom kommunala renhållningslagen (1970:892) på 70-talet. En skyldighet att bortforsla och hantera hushållsavfall och därmed jämförligt avfall från annan verksamhet ålades kommunerna samtidigt som ett förbud för andra att hantera avfallet lagfästes. Dokumentation över visst offentligtansvar för avfallshantering i Sverige finns daterat så långt tillbaka som på 1300-talet. På den tiden var renhållning avfallshanteringens främsta syfte vilken efterhölls på grund av sanitära skäl. Avfallslagstiftningen tjänar fortsatt att motverka nedskräpning, men idag är därutöver syftet med det kommunala avfallsmonopolet och omhändertagandeförbudet, skyddet för människors hälsa och miljön. Hushållsavfall och därmed jämförligt avfall från annan verksamhet vilket omfattas av det kommunala avfallsmonopolet definieras i 15 kap. 3 § miljöbalken (1998:808). Hushållsavfall är ett snävare begrepp än avfall, vilket innebär att avfallet först måste falla under avfallsdefinitionen för att komma i fråga som hushållsavfall. Tolkningen av avfallsdefinitionen har till stor del fastslagits genom EU-domstolens praxis. I Sverige råder sedan 70-talet oklarhet om vilket avfall som omfattas av därmed jämförligt avfall från annan verksamhet i 15 kap. 3 § MB och således omfattas av det kommunala avfallsmonopolet. Konsekvensen är att kommuner och verksamhetsutövare saknar kunskap om sina rättigheter och skyldigheter, vilket i sin tur leder till konflikter mellan verksamheter och kommuner. Eftersom avfall av given anledning inte hanteras på ett optimalt miljömässigt sätt, undergrävs i längden miljöbalkens syfte, att skydda människors hälsa och miljön. Flera områden av avfallshanteringen regleras idag av EU-rättsliga bestämmelser. Avfallshierarkin i artikel 4 Europaparlamentets och rådets direktiv 2008/98/EG av den 19 november 2008 om avfall och om upphävande av vissa direktiv1 (avfallsdirektivet) implementerades i 15 kap. 10 § MB genom SFS 2016:7822. Avfallshierarkin är en av flera viktiga principer i avfallsdirektivet, genom vilken en prioriteringsordning fastställs för vad som allmänt utgör det totalt sett bästa miljöalternativet inom lagstiftning och politik på avfallsområdet. Kommunens avfallsmonopol och avfallsdirektivet har skyddsintresset för hälsa och miljö gemensamt. I uppsatsen visas att svensk rätt sedan 2018 tillämpats i förenlighet med avfallshierarkin. I de fall var verksamheter visat att de hanterar deras avfall jämförligt med hushållsavfall enligt en metod med högre prioritet enligt avfallshierarkin än den kommunen eller dess anlitade entreprenör kunnattillgodose har verksamheterna givits dispens från det kommunala avfallsmonopolet. Något som kan ifrågasättas är att verksamhetsutövare i dagsläget fordras genomgå ett dispensansökningsförfarande för att tillåtas ansvara för det egna hushållsavfallet. För närvarande pågår nationella åtgärder för ytterligare tillnärmning av svensk lagstiftning till avfallsdirektivets syfte och ändamål samtförbättring av genomförandet i svensk rätt.

Användningen av kommunalt avfall för att producera förnybar energi, huvudsaklig biogas, uppfyller 8 av Sveriges 16 miljökvalitetsmål. Två typer av rötningsprocesser som används är kontinuerligt omrörda tankreaktorer (CSTR) och pluggflödesreaktorer (PFR). Rapportens syfte är att direkt jämföra de två reaktorkonfigurationerna, PFR och CSTR, med samma substratblandning. Båda reaktortyperna drevs med samma belastning (5,2 g VS/L dag), hydraulisk retentionstid (30 dagar) och driftstemperatur (520C). Två PFR-reaktorer drevs med återcirkulation av rötrester. Under projektets gång mättes olika parametrar, vilka var: pH, total gasvolym och gassammansättning, FOS/TAC (organiska syror/alkalinitet), flyktiga fettsyror (VFA), ammonium-kvävekoncentration och TS (torrsubstanshalt) och VS (organiska ämnen). Studieresultatet var uppdelat i två sektioner. Avsnitt 1 sammanfattar uppstartsperioden, där alla tre CSTR (D1-R, D2-NR och C1-NR) kördes i icke-återcirkulerande läge. Uppstartsperioden gjordes för att säkerställa reaktorernas stabilitet och det gällde att uppnå en liknande baslinje för detektion. Inom studien accepterades avvikelser för baslinjen inom intervallet 0-5%. För uppstartsperioden varierade den specifika metanproduktionen med 2 % mellan D1-NR och D2-R, D1-R och C1-NR med 6 %, och D2-NR och C1-NR med 8 %. För ammoniak-koncentrationen var skillnaden mellan D1-R och D2-NR 2 % och mellan D1-R och C1-NR 9 %, mellan D2-NR och C1-NR, 7%. Med dessa variationer togs beslutet att utesluta reaktor C1-NR från den experimentella perioden för projektet. Avsnitt 2 jämför PFR och CSTR återcirkulerat/icke återcirkulerat läge. En CSTR drevs med 30 % återcirkulation av rötrest och en CSTR drevs i icke-återcirkulationsläge. Att jämföra PFR och CSTR återcirkulerat/icke återcirkulerat läge visade att PFR:erna övervann båda CSTR:erna när det gäller den specifika metanproduktionen. Där PFR producerade 395±93 NL/KgVS och 372±42 (N)L/KgVS CSTR med återcirkulation 280±10 (N)L/KgVS och den icke-återcirkulerade CSTR producerade 250±7 (N)L/KgVS. NH4+-N-nivåerna mellan PFR och CSTR visade en skillnad på 1 g/L, där PFR var den med högre NH4+-N (2,53±0,39 g/L för PFR-A och 2,73±0,43 g/L för PFR-T). En av skillnaderna mellan de återcirkulerade och de icke-återcirkulerade CSTR:erna var VFA-koncentrationen. VFA-koncentrationen i de återcirkulerade var 1,05±0,90 g/L och 0,43±0,25 g/L i de icke-återcirkulerade. VFA-koncentrationen för PFR var i genomsnitt 0,28±0,12 g/L och 0,40 ±0,16 g/L. Graden av nedbrytning i CSTRs var 90-91%, och 63-65% i PFR. Den är möjligen felberäknad och visar en inkonsekvens mellan reaktorernas prestanda och specifik metanproduktion. / The use of municipal waste to produce renewable energy, in the form of biogas, fulfils eight of Sweden's sixteen environmental quality objectives. The most common technology to produce biogas is anaerobic digestion (AD). Two common types of AD processes are continuously stirred reactors (CSTR) and plug flow reactors (PFR). The thesis aims at directly comparing the two reactor configurations using the same substrate mix. For this, two PFRs (PFR-T and PFR-A) and three CSTRs (D1-R, D2-NR and C1-NR) were setup. All reactors were operated at the same organic loading rate (5.2 g VS/L-day), hydraulic retention time (30 days) and operational temperature (52°C). During the project, various parameters were measured to evaluate the reactor performance, such as pH, total gas volume and gas composition, FOS/TAC (organic acids/alkalinity), volatile fatty acids (VFA), ammonium-nitrogen concentration, and solid and volatile solid of digestate.   The study result was divided into two sections. Section 1 summarises the start-up period (42 days), where the CSTRs and the PFRs were operated under non-recirculation mode. The start-up period was done to ensure the stability of the reactors and was concerned with achieving a similar baseline for performance. For the start-up period, the specific methane production between D1-R and D2-NR varied by 2% while the variation between C1-NR and D2-NR was 8%. Likewise, for the ammonia concentration, the difference between D1-R and D2-NR was 2%, while C1-NR differed by 9% from D2-NR. Based on these findings, the decision was taken to exclude reactor C1-NR from the experimental period of the project.  Section 2 compares the PFR and CSTR. One CSTR was operated with 30% recirculation of digest, while the other CSTR was operated in non-recirculation mode. The two PFRs were operated with recirculation of digestate. The experiments showed that the PFRs outperformed both CSTRs regarding the specific methane production. The PFRs produced 395±93 (N)L/kg-VS and 372±42 (N)L/kg-VS. In contrast, the CSTR with recirculation reached 280±10 (N)L/kg-VS and the non-recirculated CSTR produced 250±7 (N)L/kg-VS. The NH4+-N levels for the PFRs and CSTRs showed a 1 g/L difference, with a higher value for the PFRs (2.53±0.39 g/L for PFR-A, and 2.73±0.43 g/L for PFR-T). One of the significant differences between the recirculated and the non-recirculated CSTRs was the VFA concentration. The VFA concentration in the recirculated and non-recirculated reactor was 1.05±0.90 g/L and 0.43±0.25 g/L, respectively. The VFA concentration for the two PFRs was on average 0.28±0.12 g/L and 0.40 ±0.16 g/L. The degree of degradation in the CSTRs was 90-91% compared to 63-65% in the PFRs. The degree of degradation is possibly miscalculated and shows an inconsistency between the reactor performance in terms of specific methane production.