Volcanic ash, pumice and Moringa oleifera (M. oleifera) were investigated as indigenous materials for removal of natural organic matter (NOM) at Kampala and Masaka water treatment plants in Uganda. Coagulation and filtration experiments were done using raw water at Kampala (Ggaba) and Masaka (Boma) National Water &amp; Sewerage Corporation water treatment plants. Assessment of the two plants was done and they were found to be faced with differing challenges given the nature of their raw water sources. Therefore, the study was conducted to seek appropriate treatment processes that suite the conditions at the respective plant and avoid or minimize formation of unwanted chlorination by-products. The results from the study indicated that there were both operational and design handicaps at the Ggaba treatment plant with a need to modify the filtration and clarification units. At Masaka, pre-chlorination led to increases in total trihalomethanes as high as 4000%. The characterization studies indicated the major fraction of NOM to be hydrophilic and there was no variation in the character of NOM along the unit treatment processes investigated. On the other hand experiments conducted at both the pilot and laboratory scale gave promising results. Simple horizontal flow roughing filter at Masaka gave rise to dissolved organic carbon (DOC) and ferrous iron removals of 27% and 89% respectively. With a combined use of pumice and hydrogen peroxide in the filter, DOC removals of up to 68% were achieved. The results from jar test experiments also indicated that use of alum with M. oleifera coagulant extracted with sodium chloride solution as coagulant aid is promising as a first stage in the treatment train for waters with a humic materials and high content of iron, typical of swamp water sources. Therefore the findings show that it is possible to avoid the formation of unwanted by-products by application of roughing filtration with hydrogen peroxide in place of the pre-chlorination process. Assessment of the characteristics of the volcanic ash showed that it meets the requirements for a filtration material; and results obtained from the pilot study showed that it was a suitable alternative material for use in a dual media filtration system. There was an increase in the filter run length of about two and half fold in the dual media filtration column compared to the mono medium column. / Vulkanaska, pimpsten och Moringa oleifera (M. oleifera) undersöktes som inhemska material for borttagande av naturligt organiskt material (NOM) i Kampala och Masaka reningsverk i Uganda. Koagulation och filtreringsexperiment gjordes med hjalp av råvatten i Kampala (Ggaba) och Masaka (Boma)reningsverk, som ingår i Nationella Vatten- och avloppsreningsverk, ett företag i Uganda. En bedömning av de två anläggningarna gjordes och det visade sig stå inför olika utmaningar på grund av de olika råvattnens karaktär. Den här studien genomfördes för att söka lämpliga processer för behandling av anpassade till förhållandena vid respektive anläggning samt för att undvika eller minimera uppkomsten av olika klorerade biprodukter. Resultatet från studien visade att det fanns problem både när det gäller design och arbetsrutiner på reningsverket Ggaba med ett behov att ändra filtrerings- och klarningsenheternaI Masaka ökade förkloreringsprocessen den totala mängden trihalometaner med 4000 %. Karakteriseringen av naturligt organiskt material (NOM) visade på en stor andel hydrofilt material och att ingen förändring av det organiska materialets karaktär skedde längs den undersökta processenheten. Å andra sidan visade både laboratorieförsök och experiment i pilotanläggningen att lovande resultat. Ett enkelt horisontellt flöde genom ett grovt filter i pilotanläggningen i Masaka resulterade i 89% mindre järn och 27% mindre NOM. Med en kombination av pimpsten och väteperoxid i filtret var avlägsnandet av löst organiskt material(DOC) från vattnet 68%. Resultaten från batchexperiment (jar test) i laboratoriet visade också lovande resultat för aluminium tillsammans med en koagulant extraherad med natriumklorid från Moringa oleifera (MOC-SC), som ett första steg för vatten från sumpmark med höga halter av järn och organiskt material. Således visar resultaten att det går att undvika bildandet av höga halter av trihalometan (THM) genom genom tillämpning av grovfitrering med väteperoxid i stället för förkloreringsprocessen. Utvärderingen av vulkanaskans egenskaper visade att vulkanaskan uppfyller kraven på ett filtermaterial och resultaten från pilotanläggningen visade att det är ett lämpligt material i ett filtreringssystem med två media. Den utnyttjade delen av filtret var 2,5 gånger längre i körningen med dubbla medier jämfört med ett medium. / <p>QC 20120910</p> / MAKERERE – Sida/SAREC RESEARCH COLLABORATION

Betong är ett av världens mest använda byggnadsmaterial, men kan också vara en stor miljöbov. Cementklinker är en betydande beståndsdel i betong som vid tillverkning frigör stora mängder koldioxid, av den anledningen optimeras betongrecept idag genom att ersätta en del av cementen med flygaska som är en restprodukt från kolkraftsindustrin. I takt med att samhället rör sig mot en fossilfri produktion beräknas tillgången till flygaska att avta och material med liknande egenskaper undersöks som alternativa bindemedel i betong.  Syftet med studien är att, genom litteraturstudier och laboratoriska tester, undersöka huruvida naturliga puzzolaner kan ersätta mängden flygaska i en cementsammansättning utan att försämra betongens hållfasthetsegenskaper. Tryckhållfastheten samt hållfasthetsutvecklingen har undersökts hos 150x150x150 mm provkuber med varierande mängd flygaska samt vulkanaska av isländsk pimpsten respektive jordanska tuffer. Målet med studien är att minska mängden, eller helst ersätta hela andelen flygaska i en klimatförbättrad betongsammansättning.  De laboratoriska testerna har utförts enligt svensk standard där totalt 48 provkroppar gjutits. Referenskuben i undersökningen består av 80% portlandkalkstencement och 20% flygaska. Totalt har 6 olika kombinationer av provkuber gjutits där andelen flygaska ersätts med 20%, 15% eller 10% vulkanaska. Vardera provkub har utsatts för tryckhållfasthetsmätning efter 2, 7 samt 28 dygn.  Resultatet av provtryckningen visade att provkuberna innehållande isländsk pimpsten gav en ökad eller oförändrad hållfasthet vid samtliga mätningar, jämfört med referenskuben. Provkuberna innehållande jordanska tuffer medförde däremot en reducering av hållfastheten vid samtliga mätningar, jämfört med referenskuben. Provkuberna innehållande vulkanaska från isländsk pimpsten gav högst sluthållfasthet då ingen flygaska förekom i sammansättningen och något sämre värden vid inblandning av flygaska, till skillnad från provkuberna innehållande vulkanaska från jordanska tuffer som utan flygaska i princip stannade av i sin hållfasthetstillväxt efter 7 dygn. Skillnaden i resultatet mellan vulkanaska av pimpsten respektive tuffer antyder att vilken typ av material det är samt dess ursprung har betydelse för hur det presterar som bindemedel i betong. / Concrete is one of the most widely used building materials in the world, but it can also be a major environmental culprit. Cement clinker is a significant component of concrete that releases large amounts of carbon dioxide during production. For this reason, concrete recipes are now optimized by replacing some of the cement with fly ash, which is a byproduct from the coal power industry. As society moves towards fossil-free production, the availability of fly ash is expected to decrease, and materials with similar properties are being investigated as alternative binders in concrete.  The purpose of the study is to investigate, through literature review and laboratory tests, whether natural pozzolans can replace the amount of fly ash in a cement composition without deteriorating the strength properties of the concrete. The compressive strength and strength development have been studied on 150x150x150 mm test cubes with varying amounts of fly ash and volcanic ash from Icelandic pumice and Jordanian tuffs. The goal of the study is to reduce the amount, or preferably replace the entire portion, of fly ash in a climate-improved concrete composition. The laboratory tests have been performed according to Swedish standards, where a total of 48 test specimens have been cast. The reference cube in the study consists of 80% Portland limestone cement and 20% fly ash. A total of 6 different combinations of test cubes have been cast, where the proportion of fly ash is replaced with 20%, 15%, or 10% volcanic ash. Each test cube has been subjected to compressive strength measurement after 2, 7, and 28 days. The results of the compression testing showed that the test cubes containing Icelandic pumice provided increased or unchanged strength at all measurements, compared to the reference cube. However, the test cubes containing Jordanian tuffs resulted in a reduction of strength at all measurements, compared to the reference cube. The test cubes containing volcanic ash from Icelandic pumice provided the highest final strength when no fly ash was present in the composition, and slightly lower values when fly ash was added, unlike the test cubes containing volcanic ash from Jordanian tuffs which essentially plateaued in their strength development after 7 days without fly ash. The difference in results between volcanic ash from pumice and tuffs suggests that the type and origin of the material are significant factors in how they perform as a binder in concrete.