Vattentillgången på Öland har under en lång tid varit mycket ansträngd och har kommit till en punkt då det inte längre är hållbart. För att nå en mer långsiktig lösning planerar Mörbylånga kommun med hjälp av Norconsult att bygga ett vattenreningsverk. Detta kommer att rena bräckt vatten ifrån Kalmarsund samt processvatten ifrån Guldfågeln AB, som tillsammans kommer att fungera som ett komplement till det redan befintliga sötvattnet. Två pilotanläggningar som renar processvatten ifrån en industri, genom ultrafilter kombinerat med omvänd osmos, har utvärderats. En metod för att sammanställa de kostsamma driftparametrarna elförbrukning, förbrukning av kemikalier samt underhållsarbete vid drift och membranens inköpskostnad genom en LCC har tagits fram. Denna metod ger en ungefärlig totalkostnad per kubikmeter av det renade vattnet. Även vattenkvaliteten på ingående råvatten, vattnet mellan membranen samt det utgående vattnet har analyserats. Detta för att undersöka att processerna fungerar som den ska, samt ge en indikation på vilka mineraler som kommer att behöva tillsättas i efterhand. Pilot B blir ca fem kronor dyrare per kubikmeter jämfört med Pilot A. De totala kostnaderna, 9.70 – 10.79 kr/m3 för Pilot A och 15.19 – 15.28 kr/m3 för Pilot B, kan jämföras med den nuvarande kostnaden för en kubikmeter vatten i Mörbylånga, 15 kr/m3, samt den kostnad kommunen betalade sommaren 2016 för att frakta vatten i tankbilar, 70 kr/m3.

Avloppsreningsverket i Forsmark renar vattnet med aktivt slam i en satsvis biologisk rening (SBR) reaktor samt med våtmarker. Våtmarkerna består av fyra pulskärr och en damm. Pulskärren är utformade som bassänger fyllda med grus som filtermaterial där ytan är bevuxen. Pulskärren beskickas satsvis med 60 m^3 vatten när någon av SBR-reaktorerna töms, vattnet rinner då ut över ytan samtidigt som det perkolerar ner i bädden. När SBR-reaktorn har tömts är hela pulskärret mättat. Tömningen av pulskärret sker genom ett dränerande gruslager i botten och sedan flödar vattnet vidare ut genom ett ställbart dräneringsrör till slutdammen. Pulskärrens uppgift är att stoppa partiklar och att fungera som ett nitrifierande steg ifall verket i framtiden skulle få ökade reningskrav. I detta arbete har pulskärrens funktion som nitrifierare av ammonium undersökts. Detta genom att sammanställa befintliga driftdata från reningsverket, fältstudier samt en litteraturgenomgång. Målet med fältstudien var att mäta halten ammonium, nitrat och totalkväve i vattnet som gick in och ut ur pulskärret för att se hur halterna ändrades. Dessutom mättes temperatur, syrehalt, pH och konduktivitet. Provtagningen genomfördes på två pulskärr med tömningstiderna två respektive fyra timmar. Resultaten visade att ammoniumhalterna halveras i pulskärren. Inkommande ammonium till pulskärren var cirka 3 mg/l under studien men om ammoniumkoncentrationen skulle öka kommer nitrifikationen antagligen ske i liknande utsträckning. Detta då liknande system påvisat sådana resultat. Ökad tömningstid för pulskärren medför ökad nitrifikation, pulskärren bör därför ställas om så att tömning sker under cirka fyra timmar. För att hitta en optimal tömningstid bör vidare undersökningar göras. Forsmarks avloppsreningsverk möter de reningskrav som ställts med marginal. Trots att detta inte var syftet, avskiljs 80 % av inkommande kväve och det kunde konstateras att den största kväveavskiljningen sker i SBR-reaktorn. Kvävereduktionen har uppstått då verket haft låg belastning samtidigt som mycket syre tillsatts till processen. Då rening genom pulskärr sker efter att vattnet passerat genom SBR-reaktorerna borde luftningen kunna minskas för att istället utnyttja pulskärrens nitrifierande egenskaper. Svensk kärnbränslehantering AB har planer på att leda lakvatten till reningsverket för att avskilja kväverester, skulle detta ske kommer flödena över pulskärren att öka. Att den hydrauliska belastningen ökar borde inte utgöra några problem då flödena troligen inte kommer överstiga pulskärrens kapacitetsgränser. I extrema fall kan tömningstiden på pulskärren minskas. / Forsmark wastewater treatment plant treats wastewater using an active sludge process in sequencing batch reactors (SBR:s) and followed by constructed wetlands. The wetlands consist of four intermittent loaded soil filters (ILS:s) and a pond. The ILS:s is designed as pools filled with filter material and with a plant-grown surface. One of the ILS:s fills up with water when one of the SBR reactors is emptied. The water flows out over the surface as it percolates into the bed. When the SBR reactor is emptied, the entire ILS becomes saturated. The ILS then drains through a drainage gravel layer at the bottom and further through an adjustable drainage pipe into the dam. The purpose of the ILS:s is to work as extra filter for removal of the remaining particles and escaping sludge. They have also been thought to act as a nitrifying step if the plant would have tougher cleaning requirements in the future. In this report, the function of the ILS:s as nitrifying steps was investigated by compiling existing operating data from the treatment plant, with conducted field studies and through a literature review. The field study aimed at measuring ammonium, nitrate and total nitrogen in the water at the entering and the outlet in the ILS to see how the different nitrogen concentrations was affected. Temperature, oxygen, pH and electricalconductivity were also measured. The sampling was done on two ILS with different drainage time, two and four hours. The results showed that the ILS:s nitrifies the incoming water with an average efficiency of 50 % depending on the ammonium contentration in the incoming water. An increased drainage time for the ILS seamed to result in better nitrification. Therefore, the ILS:s should be changed to drain for at least four hours. Should the ammonium concentration increase above 3 mg/l the nitrification rate would probably be about the same. Similar systems such as have shown similar nitrification removal but with higher ammonia concentrations. Forsmarks wastewater treatment plant meets the purification requirements imposed on the plant with margin. It is remarkable that, without planning for any nitrogen removal, the removal is about 80 % of incoming nitrogen, most of which is removed in the SBR reactor. Svensk Kärnbränslehantering AB plans to lead leachate to the treatment plant for nitrogen removal. If this plan is fulfilled, the flows through the ILS will increase. This should not be a problem as the total flow trought the ILS will not exceed the capacity limits of the ILS. In case of high flows, the emptying time of the ILS:s can be reduced.

Främmande organismer i fartygs barlastvatten har med sjöfarten spridits runt världen med förödande konsekvenser. För att reglera denna spridning infördes Barlastvattenkonventionen av IMO, som innebär att fartyg inom en viss tid måste investera i godkända barlastreningssystem. Konventionens implementering har skapat ett visst huvudbry och rederier har ställts inför utmaningen att välja system som passar deras fartyg och fartområden. En kvalitativ intervjustudie genomfördes med representanter från svenska tankrederier för att få en bild av hur de har hanterat konventionen. Vidare undersöktes på vilka beslutsgrunder olika reningstekniker valdes samt hur eventuellt installerade system har levt upp till förväntningar. Intervjustudiens resultat visade att samtliga rederier har påverkats ekonomiskt och upplever problem med att hantera konventionens implementering samt att hitta tillförlitliga barlastreningssystem. En rapport kom även fram under intervjuerna där Saudiarabien hade gjort omfattande provtagningar på fartygs barlastvatten som visade att ett anmärkningsvärt stort antal fartyg med IMO-godkända barlastreningssystem inte klarade utsläppskraven. Intervjustudien indikerar påtagliga brister i barlastreningssystemen som Saudirapporten även bekräftar. / Aquatic invasive species have spread around the world in ships’ ballast water tanks with dire consequences. To regulate this spreading, the International Maritime Organization implemented the Ballast Water Management Convention which forces ships to, within a certain time frame, install approved ballast water treatment systems. The implimentation of the Convention has been complex and shipping companies have had to face challenges of choosing suitable treatment systems for their ships and trading areas. For this study, qualitative interviews were conducted with representatives from Swedish tanker shipping companies to examine how the Convention has affected them. On what grounds different treatment techniques were chosen was also examined, as well as if installed treatment systems have met expectations. Results from the study show that companies have suffered economical impacts, have had difficulties handling the implementation of the Convention as well as difficulties finding reliable treatment systems. Furthermore, one respondent referred to a report submitted by Saudi Arabia where extensive ballast water sampling had been conducted on ships calling their ports. The report showed that a considerable amount of ships with approved ballast water treatment systems did not meet the required levels of organisms in the treated ballast water. The interviews confirm the report’s description of the treatment systems’ fundamental flaws.

Denna studie genomfördes på uppdrag av det statliga forskningsinstitutet Formas. Syftet med rapporten var att undersöka hur effektiva våtmarker är som tilläggsrening av avloppsvatten, detta med avseende på reducering av läkemedel samt skadeeffekter på akvatiska organismer. Rapporten baserades på en tidigare studie utförd av Breitholtz et al. (2012) där mätningar av läkemedelshalter samt mortalitet och larvutveckling hos hoppkräftor, Nitocra spinipes, gjordes i fyra olika våtmarker.  De fyra våtmarkerna ligger i Eskilstuna, Oxelösund, Nynäshamn och Trosa. Deras mätningar undersökte mortalitet och larvutvecklingskvot för hoppkräftor i prover utspädda med bräckt vatten vid koncentration avloppsvatten på, 11,25 %; 22,5 %; 45% och 90 %. Proverna för läkemedelshalter späddes inte ut och enbart ett mätvärde per våtmark togs vid inflödet och utflödet. I denna rapport undersöktes dessa frågeställningar: (1) Är anlagda våtmarker som tilläggsrening en effektiv metod med avseende på skadeeffekter hos hoppkräftor, (2) till vilken grad reduceras halten läkemedel när våtmarker används som tilläggsrening samt (3) finns det ett samband mellan läkemedelsrester och hoppkräftornas överlevnad? För att besvara de tre frågeställningarna genomfördes en metaanalys av data från studien av Breitholtz et al. (2012). Hoppkräftors mortalitet, larvutvecklingskvot (LDR) och koncentration av läkemedel analyserades. Endast mortalitet och larvutvecklingskvot hade tillräckligt med data för utförande av en metaanalys. Läkemedelsanalysen kunde bara göras på en grundläggande nivå. Metaanalysen programmerades i MATLAB R2019b, där skillnaden i medelvärdet för mortalitet respektive larvutvecklingskvot beräknades mellan in- och utflöde för de fyra våtmarkerna. Skillnaderna för varje våtmark vägdes samman med invers-varians metoden för att få ett sammanvägt medelvärde. Analysen av läkemedel gjordes på nio läkemedel från Breitholtz et al. (2012). De nio valdes ut då de har pekats ut av Svenska Miljöinstitutet som intressanta ur ett avloppsreningsperspektiv. Excel användes för att göra enklare statistiska analyser mellan in- och utflöde i våtmarkerna. Slutligen gjordes en jämförelse mellan hoppkräftors skadeeffekter och läkemedelshalter genom att ta ut skillnaden i medelvärde mellan in- och utflöde. Resultatet från analyserna visade att när våtmarker användes som tilläggsrening minskade mortaliteten hos hoppkräftor för koncentrationerna 11,25 % och 90 % avloppsvatten. För koncentrationerna 22,5 % och 45 % fanns däremot ingen signifikant skillnad i mortalitet. Larvutvecklingskvoten minskade efter våtmarksbehandlingen för alla koncentrationer utom 90 %. Läkemedelshalten minskade i snitt med 30 % mellan inflöde och utflöde i våtmarkerna. För läkemedlen sulfametoxazol och oxazepam kunde dock en ökning ses efter behandling med våtmark. Ingen direkt trend kunde utläsas mellan läkemedelshalt och mortalitet hos hoppkräftor. Detta berodde troligtvis på att andra faktorer och föroreningar påverkade hoppkräftornas mortalitet och larvutvecklingskvot i högre grad än läkemedelshalterna. I studien kunde ingen slutsats dras om huruvida tilläggsvåtmarker är en effektiv reningsmetod med avseende på skadeeffekter hos hoppkräftor. Hoppkräftor är bra indikatorer på föroreningar i vattnet, dock är det svårt att bestämma vilka föroreningar som påverkar mest i detta fall. Detta medför att inga direkta samband mellan läkemedel och hoppkräftors mortalitet kunde påvisas i studien. De undersökta läkemedlen reducerades generellt. Eftersom mätningarna gjordes under vinterförhållanden då nedbrytningen i våtmarken är som minst effektiv bör resultatet ses som ett lägsta värde.

Östersjön är idag det system med störst utbredning av syrefattiga eller syrefria bottnar i hela världen. Problemet har uppstått som följd av den massiva näringsbelastning från de kringliggande länderna som pågått sedan industrialiseringen intensifierades på 1900-talet. I och med omställningen till förnybar energi planeras framtida vindkraftsparker att byggas i Östersjön. Överflödig energi planeras att användas till havsbaserad vätgasproduktion som sedan forslas in till land med rör. Vid storskalig vätgasproduktion produceras som biprodukt enorma mängder syrgas vilket ger helt nya förutsättningar för artificiell syresättning av Östersjöns syrefria bottnar. Tre övergripande tekniker för att artificiellt syresätta bottenvatten med syrgas har identifierats på 21 platser runt om i världen: Downflow Bubble Contact System (DBCS), Side Stream Pumping System (SSPS) och Direct Oxygen Injection System (DOIS). Alla tre tekniker har med goda resultat förhöjt syrgaskoncentrationen i bottenvatten från hypoxiskt (< 2 mg/l) till oxiskt (> 2 mg/l). I flera fall har syresättningen bidragit till reduktion av näringsämnen och/eller utökat habitat för fiskar och bottendjur. En pilotanläggning i fjärden Slätbaken skulle ge bättre förståelse för hur ett system skulle kunna utformas i andra delar av Östersjön. En massbalansmodell konstruerades över Slätbaken och resultatet var att pilotanläggningen bör ha en kapacitet på 8 ton O2/dygn för att med säkerhet kunna höja syrgaskoncentrationen till > 4 mg/l. Detta skulle ge en lämplig säkerhetsmarginal för den lokala bottennära eller bottenlevande faunan med avseende på syrgashalt. / As of today, the Baltic Sea is the system with the globally largest expansion of hypoxic or anoxic bottom waters, so-called “dead zones”. It is a consequence of the massive load of nutrients from the surrounding countries that started with the intensified industrialization in the start of the 20th century. With the transformation towards renewable energy, wind parks are planned to be built in the Baltic Sea on a substantial scale. Thereby, superfluous energy is planned to be used for sea-based production of hydrogen gas that can be piped to land. Large scale hydrogen gas production would generate enormous amounts of oxygen gas as a byproduct, which gives a theoretical opportunity to artificially oxygenate the dead zones of the Baltic Sea. Three main techniques to artificially oxygenate bottom waters were identified in 21 freshwater systems around the world: Downflow Bubble Contact System (DBCS), Side Stream Pumping System (SSPS) and Direct Oxygen Injection System (DOIS). All three techniques have successfully raised the concentration of dissolved oxygen from hypoxic (< 2 mg/l) to oxic (> 2 mg/l). In many cases, the oxygenation contributed to reduction of dissolved nutrients in the waters and/or enlarged habitats for fish and benthic fauna. A pilot plant for oxygenation in the bay Slätbaken would contribute to better understanding of how a future oxygenation system could be constructed in other parts of the Baltic Sea. A mass balance model was constructed, representing oxygen content and transport in Slätbaken. Results indicated that establishing a pilot plant would need a capacity of 8 tons O2/day to guarantee a dissolved oxygen concentration of > 4 mg/l, which would provide local fauna with a suitable safety margin regarding dissolved oxygen concentrations.

As Kungsängens wastewater treatment plant is considering a move, it opens up a possibility to implement nitrogen recovery technologies that comply with current and future legislative requirements. Nitrogen recovery offers simultaneous treatment of wastewater and collection of concentrated ammonia products for fertiliser production. This can create a circular and sustainable solution by reduced energy consumption, greenhouse gas emissions and nitrogen pollution. Despite the large amount of research that has been performed on this topic, practical use at wastewater treatment facilities in Sweden are still scarce. The aim of the degree project was to identify nitrogen recovery technologies and investigate their potential impact at a new Kungsängens wastewater treatment plant. A literature review provided different nitrogen technologies and concept scoring was used to rank and score them. Gas permeable membrane and ammonia stripping ranked the highest and both have the potential to be implemented at Kungsängens current or possible new site. Simulations were used to identify the change in energy consumption and change in effluent water quality related to the implementation of a nitrogen recovery technology. Calculations were performed to reach thequantities of nitrogen that could be recovered, and it was found that the nitrogen recovery potential was 0,2343 ton/d using gas permeable membrane, and 0,2750 ton/d using ammonia stripping. By replacing artificial fertilisers with recovered nitrogen, 7,95 kWh/kg N could be saved using gas permeable membrane and 2,76 kWh/kg N could be saved using ammonia stripping. The degree project also provides insight into European and Swedish lawconformity and predictability. Finally, a discussion of environmental impacts, potential for nitrogen recovery, nitrogen policies, and energy savings was conducted. It was concluded that nitrogen recovery can create benefits due to avoided nitrous oxide emissions, avoided production of precipitation chemicals and decreased energy consumption for aeration. Compared to artificial fertiliser produced using the Haber-Bosch method, it was determined that a significant reduction of carbon dioxide emissions could be reached.

Abstract The removal of Natural Organic Matter (NOM) from water supplies is crucial for the provision of clean, safe drinking water. Lab-scale experiments have been extensively utilized in water treatment facilities to optimize this process. The most used lab-scale method is known as jar test. However, with emerging membrane filtration, lab-scale inline coagulation has been recently utilized to mimic the inline coagulation over membrane filtration in water treatment plants (WTPs).     This study aims to compare the jar test with inline coagulation micro pilot methods from different aspects, including the NOM removal, time, and cost needed for each process. Three case studies were conducted using different water sources in Sweden: Katrineholm, Mälaren, and Mjörn.     In the experiments conducted to find the optimal NOM removal condition, the inline coagulation micro pilot method outperforms the jar test in terms of removal efficiency. In the Katrineholm case, the micro pilot method with a coagulant dosage of 4.5mg/l Al at pH 6.7 achieved removal efficiencies of 63% for fluorescent dissolved organic matter (fDOM), whereas the jar test showed 60% for fDOM but with a significantly higher coagulant dosage (7mg/l) . In the Mälaren case, the micro pilot method using a dosage of 2.5mg/l Al at pH 6.4 yielded removal efficiencies of 62% for UV254, absorbing organic matter and the jar test showed almost the same removal (64%) for UV254 but with a significantly higher coagulant dosage. Finally, in the Mjörn case, the micro pilot method with a coagulant dosage of 3.5mg/l Al at a pH of 6.6 resulted in removal efficiencies of 76% for UV254, the jar test also resulted in 76% for UV254 at the same pH level.     While the micro pilot method showed better removal efficiencies, it consumed more chemicals compared to the jar test. The micro pilot experiments required higher volumes of coagulant and additional chemical backwashing after each set of experiments. In contrast, the jar test method used lesser quantities of coagulant and chemicals due to the smaller scale of the experiments.     The findings of this study highlight the superiority of the inline coagulation micro pilot method over the jar test for optimizing NOM removal in water treatment processes. Despite the jar test being quicker and more cost-effective, it often required higher coagulant dosages to achieve comparable results. This was mainly because jar test demands heavy and large enough flocs to be removed from the water. Conversely, the micro pilot method, although more time-consuming and costly, provided more precise coagulant dosage control, resulted in higher removal efficiencies, and offered a more comprehensive understanding of the coagulation process. This is achieved by using a sensor called EXO sensor, which allows for immediate monitoring of the treatment results.

Hållbar dagvattenhantering är ett koncept som, i takt med ökade regnmängder och tät bebyg-gelse, blivit mer och mer uppmärksammat inom stadsplanering. Det handlar om att hitta ettmer robust system för att hantera det dagvatten som uppstår genom att kombinera både rör-och ledningssystem med andra lösningar som fördröjer och renar vattnet innan det når ut tillrecipienten. Samtidigt är samhällsbyggnadsprocessen ofta komplex och involverar många olikaaktörer vilket också gäller för dagvattenhantering. I och med detta uppstår ett antal utmaningarsom problematiserar processen mot att få till en mer hållbar dagvattenhantering. Detta arbetesyftar till att komma underfund med de utmaningar som finns när det kommer till samverkanrelaterat till dessa frågor samt att klargöra hur samverkan kan förbättras för att uppnå en merhållbar dagvattenhantering. I arbetet görs en litteraturstudie vars främsta syfte är att reda ut begreppet samverkan, vad sombidrar till god samverkan och vilka positiva effekter samverkan kan ha i ett projekt. För att sedanreda ut vilka utmaningar och framgångsfaktorer som finns kring dagvattenfrågan genomförs enkvalitativ studie i form av sju intervjuer med personer som på olika sätt arbetar med dagvatten.Dessutom används två analysverktyg, Fyrfältaren och Forum-Arena-Court, för att sortera in debehov och förbättringar som behövs arbetas med. Det framkommer att det finns en del problematik kopplat till samverkan och dagvattenhantering.Det finns främst förbättringspotential när det kommer till att hantera de olika perspektiv ochintressen som kommer med att ha många olika aktörer involverade. Där framstår det som viktigtatt dagvattenfrågan är med tidigt i processen och att det skapas en gemensam målbild kring vadsom ska genomföras i projektet. Utöver detta finns det även en del utmaningar när det kommertill tydlighet kring hur projektet ska genomföras. Här är det viktigt att det finns tydliga riktlinjerfrån kommunens sida samt att se till att det finns en kontinuitet och dialog. Sammantaget finnsdet behov av förbättring kring samverkan och detta skulle kunna möjliggöra vägen mot en merhållbar dagvattenhantering. / Sustainable stormwater management is a concept that, with increasing amounts of rain and densesettlements, has been paid more attention to in urban planning. It revolves around finding amore robust system for managing stormwater by combining systems using pipes with othersolutions that delay and clean the water before it reaches the recipient. At the same time, theprocesses within urban planning are complex and involve many different parties which is alsotrue for stormwater management. Consequently, a number of challenges arise which complicatesthe process of achieving sustainable stormwater management. This study aims to find what thecooperation challenges are and to find out how cooperation can be improved to achieve a moresustainable stormwater management. In the study, a literature study is conducted with the purpose of investigating the conceptof cooperation, what good cooperation consists of and what positive effects it might have ina project. To figure out what the challenges and the factors of success are when it comes tostormwater management, a qualitative study consisting of seven interviews with people workingwith storm water is conducted. In addition, two tools for analysis, Forum-Arena-Court andFyrfältaren, are used to categorize the needs and improvements that need working with. There appears to be some issues regarding cooperation in connection to stormwater management.Mainly, there is potential for improvement when it comes to handling the different perspectivesand interests that come with having several different parties involved. It seems important to makesure that stormwater management is included early in the process and that there is a commonvision regarding what is supposed to be achieved within the project. Moreover, there are also afew challenges in regards to clarity of how the project is to be carried through. It is important tohave clear guidelines from the municipality’s side as well as continuity and dialogue throughoutthe project. To summarize, there are a few areas where improvement is needed when it comesto cooperation and this could possibly lead the way towards a more sustainable stormwatermanagement.

Today, pharmaceutical residues are widely found in nature as a cause of the extensive use of human and veterinary medicine. The pharmaceutical residues have shown to have a damaging impact on flora and fauna. Wastewater Treatment Plants (WWTPs), today, are not designed for pharmaceutical removal, which calls for new methods and the implementation of these to avoid increased concentrations of pharmaceutical residues in nature. This thesis addresses three main areas. Firstly, a pre-study regarding the prevalence of pharmaceutical residues at different parts of a WWTP and in the nearby river, secondly, an evaluation of removal of pharmaceutical residues using ozone and, thirdly, the construction of a pilot plant scale Activated Carbon (AC) unit and an evaluation of its capacity for pharmaceutical and ozone removal. This work was done in order to verify the quality of a future full-scale unit including the advanced techniques ozone and AC that will be implemented at a WWTP for pharmaceutical removal. The pre-study shows that the total concentration of the Active Pharmaceutical Ingredients (APIs) was largest at the inlet (93.8 mg/L) and decreased throughout the process steps to be the lowest at the outlet (5.6 mg/L). Paracetamol was found in the highest concentration (86.5 mg/L) at the inlet but could not be detected in the outlet. In the recipient none of the APIs could be found. However, caffeine was detected in the recipient. The pilot plant studies were performed in a batch process, one at high ozone generation and one at low ozone generation. The pilot test at high ozone generation showed that all of the measured APIs were below their Limit of Quantification (LOQ) after 2 minutes. The pilot test at low ozone generation showed a total API-removal of 44% after 7 minutes, 78% after 13 minutes, 97% after 20 minutes and more than 99% after 60 minutes. All of the APIs were below their LOQ after 180 min. The AC-filter construction mirrored the conditions within a full-scale unit as closely as possible and was scaled by the superficial velocity. The AC-filter showed an ozone removal of approximately 99% and removed all pharmaceutical residues apart from Ranitidine which was decreased by 76%. / Idag återfinns läkemedelsrester i stor utsträckning i naturen, vilket är ett resultat av den omfattande användningen av human- och veterinärmediciner. Läkemedelsresterna har visat sig ha en skadlig effekt på flora och fauna. Dagens avloppsreningsverk är inte byggda för att rena vattnet från läkemedelsrester, vilket kräver att nya metoder utvecklas och implementeras för att förebygga spridning av läkemedel. Denna avhandling redogör för tre huvudområden, inledningsvis en förstudie om förekomsten av läkemedelsrester i olika delar av ett vattenreningsverk samt i en närliggande å. Därefter en studie av ozons förmåga att eliminera läkemedelsrester och slutligen konstruktion av ett aktivt kolfilter och en utvärdering av dess förmåga att ta bort läkemedel. Detta gjordes med syftet att verifiera kvalitén hos en fullskalig anläggning som kommer att installeras på ett vattenreningsverket där ozon och aktivt kol kommer användas för borttagning av läkemedelsrester. Förstudien visar att totalkoncentrationen av de aktiva läkemedelssubstanserna (API:er) var som störst vid inloppet av reningsverket (93.8 μg/L) och koncentrationen minskade genom de olika processtegen och var som lägst i utloppet (5.6 μg/L). Paracetamol återfanns i den högsta koncentrationen i inloppet (86.5 μg/L), men kunde inte detekteras i utloppet. Ingen av API:erna återfanns i recipienten, men däremot detekterades koffein. Pilotanläggningsstudierna genomfördes i en batch och genomfördes med högozongenerering och med låg ozongenerering. Studien med hög ozongenerering visade att alla läkemedelsrester var under analysmetodens detektionsgräns efter 2 minuter. Pilotstudien med låg ozonegenerering visade att den totala läkemedelsborttagningen var 44 % efter 7 minuter, 78 % efter 13 minuter, 97 % efter 20 minuter och mer än 99 % efter 60 minuter. Alla läkemedelsrester var under analysmetodens detektionsgräns efter 180 min. Kolfiltret konstruerades för att efterlikna det fullskaliga filtret så mycket som möjligt och skalades således efter den hypotetiska tomma bäddhastigheten. Kolfiltret tog bort cirka 99 % av ozonet och alla läkemedelsrester utom Ranitidin som reducerades med 76 %.

I takt med att städerna växer ökar belastningen på de kommunala avloppsreningsverken. Käppalaförbundet förutspår att antalet anslutna personekvivalenter till Käppalaverket kommer att öka med över 160 % under de kommande tre decennierna. En ökad belastning leder till en större mängd slam som måste behandlas. Detta görs idag med stabilisering genom mesofil rötning samt efterföljande avvattning och hygienisering. Samtidigt finns ett behov av hållbara energikällor i samhället, dit avloppsreningsverken bidrar genom tillhandahålla energirik biogas som biprodukt från rötningen.  Utrötningsgraden är beroende av slammets uppehållstid i rötkammaren och uppehållstiden kommer att bli kortare i takt med att belastningen ökar. Termofil rötning har identifierats som ett möjligt alternativ till inköp av ytterligare rötkammarvolym då metoden har rapporterats ge en snabbare stabilisering och därmed ett likvärdig resultat med kortare uppehållstid. Dessutom finns indikationer för att termofil rötning kan producera en större mängd biogas per enhet organiskt material i jämförelse med mesofil rötning. För att utreda huruvida Käppalaförbundet kan åtnjuta dessa fördelar har ett termofilt rötningsförsök bedrivits i pilotskala.  Pilotanläggningen bestod av en 5 m³ rötkammare som matades semikontinuerligt med 65 mass% primärslam och 35 mass% överskottsslam. Försöket inleddes med en temperaturövergång från en mesofil ymp till termofila betingelser, följt av att processen tilläts acklimatisera. Processen drevs därefter under tre uppehållstider med en längd på 18 dygn vardera. Samtliga driftparametrar härleddes i den mån det var möjligt från fullskalig slambehandling på Käppalaverket. De experimentella resultaten jämfördes med simuleringsresultat baserade på den matematiska modellen Anaerobic Digestion Model No. 1. Temperaturövergången och acklimatiseringen utfördes med framgång. Vid referensbelastningen var utrötningsgraden 54.4 % och den specifika metanproduktionen var 0.221 Nm3 CH4/kgVS, vilket var otillräckligt för att överträffa den mesofila, fullskaliga processen. Försöket indikerade att proteiner bryts ned lättare i en termofil process. Vidare observerades avtagande processtabilitet och försämrade avvattningsegenskaper hos rötresten. / As cities grow, the load on the municipal wastewater treatment plants increases. The Käppala Association predicts that the number of population equivalents connected to the Käppala Wastewater Treatment Plant will increase by over 160 % in the coming three decades. An increased load leads to a larger amount of sludge that must be treated. This is done today with stabilization through mesophilic anaerobic digestion and subsequent dewatering and hygienization. At the same time, there is a need for sustainable energy sources in society, to which wastewater treatment plants contribute by providing energy-rich biogas as a by-product from the anaerobic digestion. The degree of digestion is dependent on the retention time of the sludge in the digester and the retention time will become shorter as the load increases. Thermophilic anaerobic digestion has been identified as a possible alternative to the investment of additional digester volume as the method has been reported to provide a faster stabilization and thus an equivalent result with a shorter retention time. In addition, there are indications that thermophilic anaerobic digestion is able to produce a larger amount of biogas per unit of organic material in comparison with mesophilic anaerobic digestion. To evaluate whether the Käppala Association can enjoy these benefits, a thermophilic anaerobic digestion experiment has been conducted on a pilot scale. The pilot plant included a 5 m³ digester which was fed semi-continuously with 65 mass% primary sludge and 35 mass% waste activated sludge. The experiment began with a temperature transition from a mesophilic inoculum to thermophilic conditions, followed by allowing the process to acclimatize. The process was operated thereafter for three retention times with a length of 18 days each. All process parameters were derived as far as possible from the full-scale sludge treatment at Käppala Wastewater Treatment Plant. The experimental results were compared with simulation results based on the mathematical model Anaerobic Digestion Model No. 1. The temperature transition and acclimatization was performed successfully. At reference load, the degree of digestion was 54.4 % and specific methane production was 0.221 Nm3 CH4/kgVS, which was not enough to overcome the mesophilic full-scale process. Indications pointed towards proteins being more easily digested in a thermophilic process. Furthermore, deteriorating process stability and dewaterability of the digestate was observed.