The treatment of industrial wastewater is an important measure to prohibit eutrophication and intoxication of lakes and oceans. Major industries often have location-basedwastewater treatment and to avoid undesired effluents it is essential to make it robust.The integrated pulp- and papermill Braviken is experiencing a malfunction in their wastewater treatment plant. The wastewater treatment at Braviken is divided into multiplestages where one of them is biological treatment by an activated sludge process. Thisstage is modeled as a Low Sludge Production (LSP) where an aerated selector helps tofaciliate the microbial growth of the wastewater. The microorganisms digest wastewaterpollutants in this step only to be consumed by micro-animals in the next step, the activesludge basin. During recent winters, Braviken have experienced a problematic sludge bulking in the selector. During the most problematic episodes, manual removal of the foamhave been needed with an excavator. The aim of this study have been to explain why thefoaming occurs and present an action proposal to prevent the bulking.To answer the questions at issue, previously measured monitoring data from the foamingepisodes have been analysed. A principal component analysis was performed, using monitoring data from each problematic winter and compared to the non-bulking referencewinter of 2017-2018. Additional sampling was collected and analysed to investigate theconnection between process management and its influence of the physical characteristicsof the wastewater.When the investigation had been accomplished it was concluded that the waste waterbulking was caused by a low nitrogen and phosphorus concentration combined with a highorganic carbon influent. This caused a reduction in the metabolism of the microorganisms,resulting in a increased colloidal surface charge and high extracellular polymeric substance(EPS)-content. The reason for the problem occuring during winters can be explained bya generally low water temperature in the selector and a physical difference in the woodcompared to summer wood. When performing microbial studies of the wastewater itoccured to be a presence of filamentous bacteria in both the selector and the previousleveling basin. This presence was concluded to be a result of reduced aeration and anincreased hydraulic retention time during the winter 2020-2021.To avoid future problematic foaming in the activated sludge process, an increased dosage ofnitrogen and phosphorus is recommended. The result show that a increased concentrationof phosphorus and nitrogen in relation to influent COD had a reducing effect of thecolloidal surface charge in the wastewater.

Målet med detta examensarbete har varit att utföra en energikartläggning på Nymölla Bruk med utgångspunkt i företagets befintliga energiaspektregister. Syftet har varit att tydliggöra hur energianvändningen på Nymölla Bruk ser ut. Bakgrunden till detta arbete är företagets deltagande i programmet för energieffektivisering i energiintensiv industri (PFE). I examensarbetet har en energikartläggning på Nymölla Bruk för år 2010 utförts. Fallstudien delades in i två steg där första steget i studien var att kartlägga energiflödena in och ut från bruket.Andra delen av studien innefattade att kartlägga de interna processerna och deras energiflöden. Energiflödenas storlekar baseras främst på mätdata från processerna, som erhållits från Nymölla Bruks interna loggnings- och mätsystem WinMops. Antaganden som i vissa fall varit nödvändiga bygger på uppskattningar som genomförts i samråd med medarbetare på Nymölla Bruk med insikt i och kunskap om respektive delprocess. Enligt detta examensarbete förbrukades år 2010 cirka 510 GWh el, varav massafabriken förbrukade 50 % och pappersbruket 46 %. Resterande andel utgörs bland annat av mät- och överföringsförluster. Under året tillfördes totalt 2060 GWh bränsle där luten står för cirka 75 %. Från bränslena tillfördes 1800 GWh nyttig värme till ångproduktionen. Total energimängd i producerad ånga uppgick till cirka 2190 GWh (från referensnivå). De största förbrukarna av ånga var papperstillverkningen som använde 32 % och indunstningen som använde 19 % av total energimängd distribuerad med ånga. / The aim of this study was to perform an energy survey of Nymölla Mill on the basis of the company's existing energy aspect register. The aim has been to clarify how the energy at Nymölla Mill is used. The background to this thesis is the company's participation in the Programme for Improving Energy Efficiency in Energy Intensive Industries (PFE). In this thesis an energy survey based on 2010 of Nymölla Mill has been performed. The case study was divided into two stages where the first step in the study was to identify the energy flows in and out of the mill. The second part of the study included identifying the internal processes and their energy flows. Energy flows are based primarily on data from processes, obtained from Nymölla Mill's internal logging and measuring system WinMops. Necessary assumptions were made based on estimates provided in consultation with employees on Nymölla Mill with knowledge and understanding of each sub-process. According to this thesis approximately 510 GWh of electricity were consumed in 2010 of which the pulp factory consumed 50 % and the paper mill 46 %. The remaining portion consists of measurement and transmission losses. A total of 2060 GWh of fuel was added of which liquor accounts for about 75 %. From fuels 1800 GWh of useful heat was added to the steam production. The total amount of energy in the steam was about 2190 GWh (from baseline). The largest consumers of steam was the paper productioning unit using 32 % and the evaporation unit using 19 % of total energy distributed by steam.

Under tillverkningsprocessen i massa- och pappersindustrin bildas avloppsflöden i flera olika steg. Ett av de miljöbelastande utsläppen utgörs av organiskt material. Organiskt material kan mätas som biokemisk syreförbrukning (BOD), kemisk syreförbrukning (COD) eller som totalt organiskt kol (TOC). Analys av COD inkluderar ofta miljöfarliga ämnen (till exempel kvicksilver). Naturvårdsverket har under flera år aviserat att analysen kan komma att förbjudas och därmed blir analys av TOC allt mer vanligt. EU:s referensgränsvärden anges dock i COD och design av reningsanläggningar utgår oftast från COD. Detta leder till att båda parametrarna kommer att fortsätta att vara aktuella. Med syftet att förbättra kunskapen om sambanden mellan COD och TOC för olika typer av avlopp inom massa- och pappersindustrin samlades jämförande serier över COD och TOC in från olika svenska bruk. Serierna analyserades med hjälp av regressions- och korrelationsanalys, för att sedan jämföras med medelvärdet av brukens COD/TOC faktorer (omvandlingsfaktorer). Studien innehöll även en del där information om analyser, förbehandlingar och övergången från COD till TOC samlades in genom intervjuer med personer ute på bruken. Som en avslutande del av projektet genomfördes ett laborativt arbete i mindre skala med främsta syfte att se hur konstant omvandlingsfaktorn var över tiden. Resultaten visade att korrelationen mellan COD och TOC ofta var hög men att omvandlingsfaktorn var beroende av typ av tillverkningsprocess och rening. Värdet på omvandlingsfaktorn varierade därför mycket mellan olika bruk och delströmmar. Bruk med tillverkningsprocesser som använder få kemikalier hade en mer lika omvandlingsfaktor sinsemellan än bruk med kemikaliekrävande processer. Dessutom gav en högre reningsgrad en lägre omvandlingsfaktor. Omvandlingsfaktorn föreföll varken påverkas av halten suspenderat material eller vara årstidsberoende. Dessutomvar den också relativt konstant över tiden. / The industrial production of pulp and paper generates wastewater in several different steps in the production chain. Organic material from the wastewater will have an impacton the surrounding environment. Biological oxygen demand (BOD), chemical oxygendemand (COD) and total organic carbon (TOC) are three ways to measure organicmaterial. When analyzing COD, harmful substances such as mercury are often used. The Swedish Environmental Agency has for several years forecasted that this analysis might be banned, and therefore analysis of TOC has become more and more common in Sweden. However, COD is often used as a design parameter when designing new wastewater treatment plants and the European Union’s reference values are given as COD. Hence, both parameters will continue to be used and both need to be taken into consideration. With the aim to improve the knowledge of the relationship between COD and TOC, data series with TOC and COD were collected. The data originated from several different Swedish pulp and paper mills, as well as from different types of waste water streams within each mill. The data series were analyzed using linear regression and correlation analysis, and then compared with the companies’ mean value of the ratio between COD and TOC (the conversion factor). Information about the shift from COD to TOC, and the analyzing methods and pretreatment methods was gathered by conducting interviews with employees at the different mills. The final part of the project was a laboratory study, with the main focus to examine if the conversion factor changed over time. The results showed that the correlation between COD and TOC often was high, but that the conversion factor depended on type of manufacturing process and waste water treatment. Mills with a low use of chemicals had a more similar conversion factor than mills with a more chemical demanding process. Furthermore, a high degree of purification resulted in a lower conversion factor. The conversion factor did not seem to depend on neither the content of suspended solids nor the time of the year. Additionally, the conversion factor was relatively constant over time.

Syftet med den här studien är att göra en teknoekonomisk utvärdering av processer för förvätskning av CO2 med hjälp av Aspen Plus. Ett flertal förvätskningsprocesser från tidigare studier jämfördes och från dessa valdes två förvätskningsprocesser ut för fortsatta studier och simuleringar. Dessa två förvätskningsprocesser var ett internt kylt förvätskningssystem och ett externt kylt förvätskningssystem av Øi et al., Energy Procedia 86 (2016) 500-510, som kallats system A, samt av Seo et al., International Journal of Greenhouse Gas Control 35 (2015) 1-12 kallat system B. Dessa två olika processer simulerades för teknisk analys med hjälp av Aspen Plus. Aspen Economical Analyzer (AEA) användes för att göra den ekonomiska analysen. I dessa simuleringar användes ett massflöde på 45 ton/h inkluderat vatteninnehåll, i jämförelse med tidigare studier med högre massflöden runt 100 ton/h. Elektricitet-och kylbehovet undersöktes i ett flertal olika fall med varierande kyltemperatur mellan kompressorerna. Två fall med integrering av fjärrvärme samt två fall med en värmepump undersöktes också med varierande återgående temperatur på fjärrvärmevattnet. Detta gjordes för att undersöka hur mycket värme som kan tillvaratas från förvätskningsprocessen. Vidare bestämdes även investeringskostnader samt driftskostnader med hjälp av AEA. Från detta bestämdes även den årliga kostnaden av kapitalet, CAPEX, och kostnaden att förvätska CO2 räknades ut i form av €/ton.  Resultaten visade att integrering av fjärrvärme samt värmepumpar är användbart för att tillvarata på så mycket värme som möjligt från förvätskningssystemen. I de fall med en värmepump samt en återgående temperatur på 47°C i fjärrvärmenätet hade ett COP på 3.07 samt 3.15 för system A samt system B vardera. Kostanden att förvätska CO2 var 17.42 €/ton för system A samt 17.75 €/ton för system B utan använding av en värmepump samt en återgående temperatur på 47°C i fjärrvärmenätet. Vid integrering av en värmepump gick kostnaden av förvätskning upp till 20.85 €/ton för system A samt 21.69 €/ton för system B. Kostnaden av förvätskning dominerades av driftskostnader med kostnaden av kapitalet har en mindre påverkan. Utnyttjandegraden har även en stor påverkan på kostanden av förvätskning, då lägre kapaciteter visade sig leda till markant högre förvätskningskostnader. När intäkterna från fjärrvärmeproduktionen adderades till kostnadskalkylen, minskade kostnaden av förvätskning, speciellt för de system med en värmepump, där priset minskade till 10.26 €/ton för system A eller 10.98 €/ton för system B. I linje med tidigare studier pekar även dessa resultat på att det ekonomiska optimumet sammanfaller med energioptimum. Resultaten visade även att system A, det internt kylda systemet, hade den lägsta förvätskningskostanden och minsta elektricitetsförbrukningen med och utan värmepump, och därför är system A optimalt för småskalig CO2 förvätskning. / The aim of this study is to do a technoeconomical analysis on CO2 liquefaction systems using Aspen Plus. Several liquefaction systems from previous studies were compared, and from these, two liquefaction systems were chosen for further studies and simulations. These liquefaction systems were namely an internal liquefaction system and an external liquefaction system by Øi et al., Energy Procedia 86 (2016) 500-510, called system A and Seo et al., International Journal of Greenhouse Gas Control 35 (2015) 1-12, called system B. These systems were simulated for technical analysis using Aspen Plus, and Aspen Economical Analyzer (AEA) was used for economical studies. A small-scale liquefaction system was studied with a mass flow rate of 45 tonne/h including the water content, as compared to other studies with higher mass flow rates of around 100 tonne/h. The electricity demand and cooling demand were studied in several cases of interstage cooling between compressors. Furthermore, two cases of district heating as well as two cases of heat pumps were studied with varying return temperatures of the district heating water. This was done to study how much heat could be recovered from the liquefaction process. Furthermore, the capital expenses as well as the operating expenses were also determined using AEA. From this, the annual CAPEX and the cost of CO2 was calculated in terms of €/tonne CO2.  The results showed that district heating and heat pumps can be useful to recover heat from the liquefaction processes. The simulations that included a heat pump and assumed a return temperature of 47°C had a COP of 3.07 and 3.15 for system A and B respectively. The determined cost of production was 17.42 €/tonne for system A and 17.75 €/tonne for system B when not using a heat pump and a return temperature of 47°C in the district heating grid. However, when adding a heat pump the total production cost (TPC) increased to 20.85 €/tonne for system A, and 21.69 €/tonne for system B. It was also shown that the TPC is highly dominated by the operating expenses while the total capital investment has a smaller impact on the TPC. The capacity is also important for the TPC as lower capacities was shown to lead to significantly increased production costs. When taking the revenue streams from district heating into account the TPC was decreased, in particular for the systems including the heat pumps, where the TPC for system A was 10.26 €/tonne while for system B it was 10.98 €/tonne. In accordance with previous studies it was shown that the economical optimum is closely related to the energy optimum. It was concluded that as system A, the internal liquefaction system, had the lowest TPC and electricity input with and without the heat pump and thus it is the optimal configuration for small-scale CO2 liquefaction.