För att kunna möta framtidens striktare reningskrav för avloppsvatten och en ökad belastning på grund av befolkningstillväxt bygger Stockholm Vatten och Avfall (SVOA) om Henriksdals reningsverk inom projektet Stockholms Framtida Avloppsvattenrening (SFA). En av de större förändringarna i det framtida Henriksdals reningsverk är införandet av MBR-teknik, där slam och vatten avskiljs genom membranfiltrering. Separationen medför förändrade egenskaper hos slammet då en större andel av partiklarna kan avskiljas från utgående vatten jämfört med avskiljning från konventionella sedimentationsbassänger. På Hammarby Sjöstadsverk drivs en pilotanläggning där MBR-teknik undersöks inför implementering i framtida Henriksdals reningsverk. Denna studie har undersökt skillnader i mängd partiklar, organiskt innehåll, filtrerbarhet, sedimenteringsegenskaper och förtjockningskapacitet hos överskottslam från MBR-linjen på Hammarby Sjöstadsverk (ÖS-MBR) och Henriksdals reningsverk (ÖS-CAS). Detta för att ge underlag till optimering av framtida slambehandling på Henriksdals reningsverk. Därutöver har massbalans för förtjockningsförsöken beräknats. Resultatet av studien visar att egenskaperna hos ÖS-MBR och ÖS-CAS skiljer sig tydligt för torrsubstans (TS), totalt suspenderade partiklar (TSS) och filtrerbarhet (TTF). Ingen skillnad i slamvolymindex (SVI) kunde verifieras i studien. Efter förtjockning av slammen i en trumsil, med olika polymertillsats, uppvisade ÖS-MBR högre TSS i rejektvattnet än ÖS-CAS. Denna skillnad indikerar att partiklar i ÖS-MBR har mindre benägenhet att binda till polymeren som användes, än partiklar i ÖS-CAS. Det är därför av betydelse att pröva ut rätt typ av polymer vid förtjockning av ÖS-MBR, för att nå målet på en TSS under 1000 mg/L i rejektvattnet. Därtill uppvisade ÖS-MBR högre TS i det förtjockade slammet än ÖS-CAS. Detta skulle kunna indikera att ÖS-MBR är lättare att förtjocka än ÖSCAS, men det kunde dock inte bekräftas av massbalanserna. Slutligen kunde denna studie inte samstämmigt visa på en skillnad i potentialen att förtjocka de båda slammen då fördelningen av partiklar mellan förtjockat slam och rejektvatten varierade i varje försök. Däremot minskade TSS i rejektvattnet med högre dos av polymer medan samma samband inte gällde för TS i det förtjockade slammet där dosen polymer, efter en viss mängd, hade en begränsad påverkan på TS. En viktig aspekt som påverkade förtjockningskapaciteten i denna studie var igensättning av trumsilen. Centrifuger, som kommer att användas i framtida Henriksdals reningsverk, kommer inte uppvisa samma typ av störningar i driften. / To comply with future stricter regulations on treated wastewater and an increasing load on the system due to a growing population, the Stockholm Vatten och Avfall Company (SVOA) is upgrading the Henriksdal wastewater treatment plant within the project Stockholm’s Future Wastewater Treatment (SFA). One of the main changes in the future plant is the introduction of MBR-treatment, where sludge and water will be separated through the use of membranes. This separation will change the composition of the sludge by removing a larger fraction of particles from the effluent than what can be achieved in conventional sedimentation basins. Hammarby Sjöstadsverk operates a pilot plant with a MBR-process, where the technology is evaluated before the implementation in the future Henriksdal wastewater treatment plant. This study examines the difference in the sludge characteristics, i.e. sedimentation, filterability, and the potential for thickening of excess sludge from the MBR-process in Hammarby Sjöstadsverk (ÖS-MBR) and from the activated sludge process in the current Henriksdal wastewater treatment plant (ÖS-CAS). Furthermore, a mass balance and a sensitivity analysis has been used within this study. The study aimed at providing decision support for optimisation of the sludge treatment at the future Henriksdal wastewater treatment plant once the MBR process is implemented. The results of this study show that the characteristics of ÖS-MBR and ÖS-CAS differ considerably in total solids (TS), total suspended solids (TSS) and filterability (TTF). No difference in sludge volume index (SVI) could be verified between the two types of sludges. After thickening in a rotary drum screen with different doses of polymer, the TSS in the reject water was higher for the ÖS-MBR than the ÖS-CAS. This difference indicates that particles in ÖS-MBR are less attracted to the particular thickening polymer used, than the particles in ÖS-CAS. Therefore, it is important to select the correct type of polymer when thickening ÖS-MBR in order to reach the target TSS of 1000 mg/L in the reject water. In addition, the thickened ÖS-MBR showed higher TS than ÖS-CAS. This could indicate that ÖS-MBR would be easier to thicken; however, this is not confirmed by the mass balances. In the end, this study could not conclusively show any trend in the level of thickening between the two types of sludges because the distribution of particles varied in each trial. Nevertheless, while a higher dosage of polymer evidently reduced the TSS in the reject water, the same was not true for the TS in the thickened sludge, which seems to be less affected by the dose of polymer after a certain level. An important consideration in this study was the clogging of the drum screen. However, centrifuges, which will be used in the future Henriksdal wastewater treatment plant, do not have the same operational problems.

Eskilstuna har sedan länge varit en industristad vilket har inneburit utsläpp av främst metallföroreningar men även organiska ämnen till Eskilstunaån. Provtagningar har vid upprepade tillfällen gjorts och det har visats att sedimentet i ån innehåller höga halter av förorenande ämnen. Sediment förorenat av miljögifter utgör en risk för både miljön och människors hälsa. Beroende på vilka förhållanden som råder i vattendraget skiljer sig sedimentationshastigheten åt, dels mellan olika vattendrag men den kan också variera inom recipienten vilket gör att det kan finnas särskilda områden där sediment och föroreningar ackumuleras. Det kan vara av vikt att identifiera dessa platser för att minska risken för återsuspension av sedimentet, som sedan kan transporteras vidare nedströms, samt för eventuella framtida åtgärder.  I examensarbetet undersöktes föroreningsspridningen i Eskilstunaån och var ackumulationsbottnar kan förväntas ligga. En sedimenttransportmodell byggdes upp i programmet HEC-RAS med åns batymetri som utgångspunkt. Resultaten från modelleringar analyserades och tolkades med det geografiska informationssystemet ArcGIS och jämfördes med bottens hårdhet samt tidigare utförda sedimentprovtagningar. Sedimenttransportmodelleringen tyder på att området med mest ackumulation finns i Eskilstunaån där den passerar centrum och där åns botten är relativt mjuk. De högsta halterna för majoriteten av de undersökta metallföroreningarna påträffades trots detta längre nedströms där botten, sett till hela ån, inte var utmärkande mjuk men i jämförelse med närliggande platser var den däremot mjuk och relativt djup. En slutsats som kan dras ur detta är att vid lokalisering av ackumulationsbottnar bör vattendragets batymetri analyseras i kombination med bottens hårdhet och det bör göras på kortare sträckor. / Eskilstuna has been an industrial town for a long time which has caused emissions of mostly metal contaminants but also organic substances in to the Eskilstuna river. Samples from the sediment shows high content of some pollutants. Contaminated sediments can cause environmental and health hazards. Therefore, it is of importance to locate accumulation areas in the riverbed to avoid resuspension of the sediment, for preventing further transport downstream, and it may be of use if remediation measures becomes necessary.  In this thesis the distribution of metal contaminants in the Eskilstuna river were investigated and accumulation areas located. A sediment transport model, based on the bathymetry, was implemented in the river analysis system HEC-RAS. The results from the model were later analyzed in the geographical information system ArcGIS and compared to the riverbeds hardness and the sediment samples. The sediment transport model showed an accumulation area in the river where it flows through the city center and the riverbed is relatively soft. The highest concentrations of most pollutants were found further downstream where the riverbed has a higher relative hardness. However, if only the neighbouring areas are compared to this locations the accumulation area is soft with a relative large depth. As a conclusion, one may have to take both bathymetry and the riverbeds hardness into account when locating accumulation areas.

In this thesis, fluid flow and solute transport in heterogeneous aquifers and particularly in frac-tured rock have been investigated using Lagrangian Stochastic Advective-Reaction (LaSAR) framework. The heterogeneity of the aquifer structure or fracture configuration, as well as the various reaction/retention processes have been considered in the modelling approach. Advection and retention processes are considered to be the dominant transport processes. Monte-Carlo simulation results for transport of nonreactive tracers in 2D generic heterogeneous aquifers indicate that the travel time τ can be well approximated by a lognormal distribution up to a relative high degree of heterogeneity of the aquifers. Comparison between the Monte-Carlo simulation results and the results of first-order approximation reveals that the analytical solutions of the statistical moments of τ are valid only when the variability of the aquifer properties is small. For reactive tracers, Monte-Carlo simulations have been conducted by accounting for spatial variability of both hydraulic conductivity and one sorption parameter simultaneously. The simulation results indicate that the reaction flow path μ is a nonlinear function of distance for shorter distance, linear function for longer distance, and also that μ and τ are well correlated over the considered parameter range. The parameter β, which is purely determined by the flow condi-tions, quantifies the hydrodynamic control of retention processes for transport of tracers in frac-tures. Numerical simulations have been performed to study the statistical properties of the pa-rameter β, travel time τ and flow rate Q in a single heterogeneous fracture and in a sequence of fractures. The results of Monte-Carlo simulations indicate that the parameter β and τ are corre-lated with a power-law relationship β ∼ τm. The correlation between β and the flow rate Q have also been studied and an inverse power-law relationship β ∼ Q-m is proposed. The establishment of these relationships provides a link between the parameter β and measurable parameters τ (or Q). The LaSAR approach has been applied for prediction, evaluation and interpretation of the results of a number of tracer tests (TRUE-1, TRUE Block Scale and TRUE Block Scale Continuation) conducted by SKB at the Äspö site for tracer transport in fractures. The breakthrough curves may be predicted reasonably well, provided that the retention parameters, boundary conditions and hydraulic properties of the domain are given. The evaluation of TRUE tests indicates that the retention occurs mainly in the rim zone on site characterization time scales, while on the per-formance assessment time scale, diffusion and sorption in the unaltered rock matrix are likely to become dominant retention mechanisms. / QC 20100624

Landfill leachate contains a variety of contaminants and is created when rainwater percolates the landfill. For landfill management the leachate is the main issue that can cause problems to the environment. At the landfill of Fläskebo, Renova AB treats the leachate in a local treatment plant. The treatment consists of a chemical treatment step with chemical precipitation, flocculation, sedimentation and filtration, and a final step with a carbon and peat filter. Renova has to ensure that the condition of the leachate reaches the regulation set for the landfill before it is released to the recipient. This regulation has not yet been established and a final suggestion will be given to the county administrative board in spring 2006. In this master thesis the chemical treatment of Fläskebo is optimized. A comparison between the control program and the regulation was made to estimate the contamination of the leachate. Also the effectiveness of the two steps is evaluated. For optimization, the leachate was first tested in a laboratory with different coagulants and flocculants. The purpose was to increase the precipitation of particles and metals; arsenic, cadmium, chromium, mercury, lead, copper, nickel and zinc through sweep floc coagulation and hydroxide precipitation. After the laboratory tests the precipitation was tested in the treatment plant with higher pH and coagulant. Also the process control for sodium hydroxide was examined. The leachate had a small content of organic matter and nutrients, but had a large content of halogenated substances (AOX) and the heavy metals nickel and copper. High concentrations of contaminants were reduced better than low concentrations in the two treatment steps. The carbon and peat filter material also caused an increase of the arsenic content in the leachate after filtration. From the laboratory work the results showed a better reduction of metals with iron-chloride, PlusJÄRN and the anjonic polyacrylamid, Fennopol A. Because of the high content of chloride the iron- sulphate, PurFect was chosen for further tests. The optimal pH for the heavy metals arsenic, zinc, copper and nickel was between pH 9 and 9, 5. The precipitation in the treatment plant showed better results with sodium hydroxide and a higher pH, pH 9 in the flocculation basin. An increase of the coagulant PurFect from 202 mg/l to 225 mg/l meant only a higher chemical cost. The process control of sodium hydroxide showed an oscillating and unstable control performance, which may lead to a higher consumption of chemicals. / Lakvatten har varierande föroreningsgrad och karaktär och bildas då regnvatten perkolerar igenom en deponi. För en deponiverksamhet är lakvattnet den huvudsakliga påverkan på den omgivande miljön. Vid en av Renova ABs deponier, Fläskebo, utanför Göteborg sker reningen av vattnet i den lokala reningsanläggningen. Reningen består av kemisk fällning, flockning, sedimentering och filtrering samt ett kol- och torvfilter. För att få släppa ut lakvattnet har Renova just nu ett prövotidsvillkor på lakvattnets kvalité och till våren 2006 skall förslag på slutgiltiga utsläppsvillkor lämnas till Länsstyrelsen. I detta examensarbete har den kemiska reningen av lakvattnet från Fläskebo optimerats utifrån lakvattnets karaktär. Lakvattnets föroreningsgrad bedömdes efter en jämförelse av analysresultatet inom kontrollprogrammet och riktvärdena i prövotidsvillkoret. Dessutom utvärderades effektiviteten i varje enskilt reningssteg, den kemiska reningen och kol- och torvfiltret. För optimering av den kemiska reningen testades lakvattnet först på lab med olika fällnings- och flockningsmedel. Uppgiften var att öka partikelfällningen och reducera metallerna arsenik, kadmium, krom, kvicksilver, bly, koppar, nickel och zink i lakvattnet genom svepkoagulering och hydroxidfällning. Utifrån resultaten på lab testades sedan fällningen i full skala, pH höjdes i flockningsbassängen och så även dosen fällningsmedel till vattnet. En inledande undersökning av regleringen av lutdosering gjordes med några stegsvarsexperiment. Lakvatten innehöll låga halter av organiskt material och närsalterna kväve och fosfor, medan de halogena ämnena (AOX) och tungmetallerna nickel och koppar var höga. De båda reningsstegen, kemisk rening och kol- och torvfiltret var generellt bra på att rena föroreningar i höga koncentrationer men var sämre vid låga. Kol- och torvfiltret ökade koncentrationen i vattnet av arsenik genom materialets interna läckage. I fällningsförsöken gav järnkloriden, PlusJÄRN och den anjoniska polyakrylamiden, Fennopol A bäst resultat i att avskilja metaller. Järnsulfaten PurFect gav näst bäst resultat och valdes istället för järnkloriden för vidare försök då kloridhalten i lakvattnet redan var högt. Optimalt pH för arsenik, zink, koppar och nickel var inom pHintervallet 9 och 9,5. Fällningen i full skala ute i verket visade ett bättre resultat vid tillsatt lut och ett högre pH (pH 9) i flockningsbassängen. Däremot betydde en höjning av fällningskemikalien från 202 mg/l PurFect till 225 mg/l enbart en ökad kemikaliekostnad och en överdosering. Det visade sig dessutom att lutregleringen var svängig och på gränsen till instabil. Regulatorn bör därför ses över så att risken för ökad kemikaliekonsumption och kostnader minskar.

Highly polluted urban storm water from e.g. highways can contain large amounts of heavy metals that may cause harm if they are discharged into recipients. To remove the heavy metals a possible low-cost method that does not require much maintenance, could be the use of reactive filters with filter materials consisting of industrial residues or other cheap mineral based materials. Dissolved metal ions are removed by reactive filters through the processes of ions binding to active sites on the surface of the filter materials, or by formation of insoluble precipitates. The ability of CaO-treated granulated blast-furnace slag, iron oxide coated sand, olivine and nepheline to remove seven heavy metals (Cr, Cd, Cu, Ni, Zn, Pb and Hg) from urban storm water was studied. Initially batch experiments were performed where the effect of pH, dissolved organic carbon (DOC) and dissolved ions on the adsorption efficiency was studied. The experiments were conducted with urban storm water and with a reference solution (10 mM NaNO3), both containing the same concentration of heavy metals (approx. 1 μM). The two materials with the best results were further investigated in a column study, where the capacity of the filter was tested. Chemical equilibrium calculations using the program Visual MINTEQ were performed in order to assess the role of precipitation as a mechanism for removal. The results show that the blast-furnace slag was the most effective filter material and that it has great potential to be used as a heavy metal remover. Also the iron oxide coated sand worked satisfactory. The highest degree of removal was obtained for lead, cadmium and nickel, for which the removal efficiency exceeded 90% after a load of 300 times the water volume in the columns. For some metals, mainly copper, chromium and mercury the dissolved organic matter affected the removal negatively. The chemical mechanisms causing the removal are specific adsorption to the surfaces of the materials, and for the blast-furnace slag probably precipitation of insoluble metal sulfides. / Starkt förorenat dagvatten som rinner av från exempelvis motorvägar, kan innehålla betydliga mängder tungmetaller som kan orsaka skada om de kommer ut i omgivande vattendrag. En billig metod för tungmetallavskiljning, som inte kräver så mycket underhåll, skulle kunna vara att använda reaktiva filtermaterial bestående av restprodukter eller andra mineraliska lågkostnadsmaterial. Reaktiva filter fungerar som metallavskiljare genom att de lösta metalljonerna binder till ytgrupper på filtermaterialen eller att svårlösliga utfällningar bildas. Förmågan att avskilja sju tungmetaller (Cr, Cd, Cu, Ni, Zn, Pb och Hg) ur dagvatten har undersökts för fyra mineraliska filtermaterial, kalciumoxiddopad masugnsslagg, järnoxidsand, olivin och nefelin. Studien inleddes med skakförsök där adsorptionens pH-beroende undersöktes. Försöken gjordes dels med dagvatten, dels med en referenslösning (10 mM NaNO3) med samma tungmetallkoncentration (ca 1μM). Detta gjordes för att studera effekter av löst organiskt material och andra ligander på adsorptionen. Därefter testades de material som uppvisat bäst resultat i skakförsöket i kolonnförsök, ett försök som mer efterliknar en praktisk tillämpning och där filtrets kapacitet kan studeras. Genom kemiska jämviktsberäkningar med programmet Visual MINTEQ var det möjligt att undersöka om bildningen av svårlösliga metallutfällningar bidrog till metallavskiljningen. Resultaten visar att slaggen var det effektivaste filtermaterialet och att detta har stor potential att användas för avskiljning av tungmetaller. Även järnoxidsanden fungerade tillfredsställande. De metaller som avskiljdes bäst var bly, kadmium och nickel, för vilka avskiljningen var > 90 % i kolonnförsöket efter en belastning motsvarande 300 gånger vattenmängden i kolonnerna. För vissa metaller, främst koppar, krom och kvicksilver, försämrades avskiljningen betydligt när löst organiskt material fanns närvarande. Mekanismerna som står för avskiljningen är till störst del adsorption till grupper på filtermaterialens ytor, men bildning av svårlösliga metallsulfider är också tänkbar för slaggen.

Denna rapport ger förslag på olika metoder att automatiskt justera flytläget på en statiskt förankrad boj, en överblick över de processer som styr ändringen av vattennivån och en statisktisk analys på vattennivåförändringarna vid Stockholm, Kungsholmsfort och Kungsvik. Beroende på vattenivåns variation finns olika metoder för justering. Områden med små variationer av vattennivå lämpar det sig bäst utan någon som helst justering av flytläget. Områden med inte för stora tidvattensförändringar bör justeras med ett system bestående av vinsch, växellåda med en utväxling på 10 000:1, en 12 V DC motor, ett skötselfritt 12 V batteri, en luftlindad linjärgenerator och en trådtöjningsgivare. Områden med stora variationer i tidvatten behöver en avlastning för motorn i form av en fjäder och dämpare. De monteras horizontellt inuti bojen för att skyddas från den yttre miljön. Den statistiska analysen påvisade de största vattennivåändringarna vid både Kungsviks och Kungsholmsforts mätstationer, båda uppvisade ett intervall på 1,6 m mellan minimum och maximum. Kungsvik var den station med de största dagliga variationerna, detta på grund av tidvattnets påverkan i området. / This thesis gives examples of different methods of automated adjustment of floatation level for a static moored buoy, an overview of the theories behind water level change and a statistical analysis of the water level changes for Stockholm, Kungsholmsfort and Kungsvik. Depending on the range and frequency of the water level change different methods of adjustment are recommended. For areas with small changes in sea level the best choice would be no adjustment of the floatation level. Areas that are influenced by moderate tidal ranges should incorporate a system of regulation consisting of a winch, gearbox with a gear ratio of around 10,000:1, 12 V DC motor, 12 V maintenance free battery, air coiled linear generator and a strain gauge. For areas with large tidal ranges the previous system should be complimented with a horizontally mounted spring, inside the buoy, to lessen the loads on the motor. The statistical analysis found the largest extremes in water level of the three sites to be at Kungsvik and Kungsholmsfort, both exhibiting a range of almost 1.6 m. Kungsvik was the station with the largest daily variations, this is because this is the only station influenced by tidal variations.

The euthropthication of the Baltic Sea is a threat that is beginning to be taken seriously by the governments concerned. In Sweden, regulations concerning the allowed nitrogen (N) concentration in the effluent water from wastewater treatment plants are being tightened up. The Rimbo wastewater treatment plant has been imposed to reduce the annual mean concentration of total N in the effluent water to levels below 15 mg l-1. A more and more common way to reduce the nitrogen level in wastewater is to let the water pass through a wetland. This study investigates the possibility to build this kind of wetland at the outlet of the Rimbo wastewater treatment plant. A prestudy of the topography, soil characteristics and groundwater flow indicates that the land area in question is well suited for the construction of a wetland. A proposal for the design has been made by using a physically based computer model developed in the PRIMROSE project (PRocess based Integrated Management of constructed and Riverine wetlands for Optimal control of wastewater at catchment ScalE), which is financed by the EU. Analysis of the residence time distribution (RTD) is a tool for understanding wetland design characteristics and can be used for wetland engineering such as optimizing design for best possibleefficiency in nitrogen removal. In order to characterize the performance of a wetland, it is useful to translate the RTD to a key figure representing the treatment efficiency. In this work, two types of such key figures have been used. Key figure 1 gives the hydraulic efficiency and Key figure 2 gives an estimation of the nitrogen retention by an integration of hydraulic characteristics and the chemical transformation of nitrogen. The results of this study show that constructing a wetland in Rimbo probably would be an efficient way to reduce the nitrogen level at the effluent of the wastewater plant below the limits of the regulations. In addition, a wetland would form a nice place of recreation for the people in Rimbo and also make a good habitat for birds. / Övergödningen i Östersjön är ett problem som uppmärksammas alltmer. Ett led i att minska kvävebelastningen på Östersjön är ökade krav på rening i de svenska kommunala reningsverken. Rimbo avloppsreningsanläggning har blivit ålagd ett riktvärde för totalkväve på 15 mg l-1 i utgående vatten, vilket motsvarar en reningsgrad som inte uppnås idag. Ett alltmer vanligt sätt att minska föroreningshalterna är att anlägga våtmarker i anslutning till reningsverken för att efterpolera spillvattnet. Det här arbetet är en del av en förstudie till en sådan våtmark i Rimbo. En förundersökning av topografi, jordart och grundvattenflöden indikerar att det område som föreslagits i anslutning till reningsverket i Rimbo lämpar sig väl för ett våtmarksbygge. Förslag till utformning har tagits fram med hjälp av en fysikaliskt baserad modell över vattenströmning, utvecklad inom det EU-finansierade projektet PRIMROSE (PRocess based Integrated Management of constructed and Riverine wetlands for Optimal control of wastewater at catchment ScalE). Analys av vattnets uppehållstidsfördelning ger förståelse för våtmarkens egenskaper och kan därför användas vid t ex optimering av våtmarksdesign med avseende på kväverening. För att på ett enkelt sätt kunna jämföra olika våtmarkers effektivitet är det praktiskt att översätta uppehållstidsfördelningen till ett nyckeltal för reningseffekten. I det här arbetet har två olika sådana nyckeltal beräknats. Det första ger den hydrauliska effektiviteten och det andra bygger på en metod där våtmarkens interna hydraulik integreras med den kemiska omvandlingen av kväve. Nyckeltal 1 ger ett mått på hur stor del av volymen i våtmarken som används för kväverening, medan Nyckeltal 2 ger ett mått på den procentuella kväveavskiljningen. Den här förstudien visar att en våtmark sannolikt skulle vara ett utmärkt sätt att klara riktvärdet för kvävehalten vid reningsverket i Rimbo. Därutöver skulle en våtmark kunna utgöra ett positivt inslag i landskapet och öka den biologiska mångfalden, inte minst vad gäller fågelliv.

Subsurface processes are usually characterized by rare field experiments, sparse measurements,multi-resolution interpretations, stochastic description, related uncertainties and computational complexity. Over the last few decades, different computational techniques and strategies have become indispensable tools for flow and solute transport prediction in heterogeneous porousmedia. This thesis develops a multi-resolution approach based on Fup basis functions with compactsupport, enabling the use of an efficient and adaptive procedure, closely related to currentunderstood physical interpretation. All flow and transport variables, as well as intrinsic heterogeneity,are described in a multi-resolution representation, in the form of a linear combination ofFup basis functions. Each variable is represented on a particular adaptive grid with a prescribedaccuracy. The methodology is applied to solving problems with sharp fronts, and to solving flowand advective transport in highly heterogeneous porous media, under mean uniform flow conditions.The adaptive Fup collocation method, through the well known method of lines, efficientlytracks solutions with sharp fronts, resolving locations and frequencies at all spatial and/or temporalscales. The methodology yields continuous velocity fields and fluxes, enabling accurate andreliable transport analysis. Analysis of the advective transport proves the robustness of the firstordertheory for low and mild heterogeneity. Moreover, due to the accuracy of the improved Monte-Carlo methodology, this thesis presents the effects of high heterogeneity on ensembleflow and travel time statistics. The difference between Eulerian and Lagrangian velocity statisticsand the importance of higher travel time moments are indicative of high heterogeneity. The thirdtravel time moment mostly describes a peak and late arrivals, while higher moments are requiredfor early arrivals which are linked with the largest uncertainty. A particular finding is the linearityof all travel time moments, which implies that in the limit an advective transport in multi-Gaussian field becomes Fickian. By comparison, the transverse displacement pdf converges to aGaussian distribution around 20 integral scales after injection, even for high heterogeneity. Thecapabilities of the presented multi-resolution approach, and the quality of the obtained results,open new areas for further research. / Markprocesser karakteriseras ofta av fåtaliga fältexperiment, glesa mätningar, heterogenitet påolika skalor, slumpmässighet och relaterade osäkerheter, samt beräkningsmässiga svårigheter.Under de senaste årtiondena har olika beräkningstekniker och strategier blivit ovärderliga verktygför att förutspå vattenflöde och ämnestransport i heterogena porösa medier. Denna doktorsavhandling utvecklar ett angreppssätt med flerskaliga upplösningar baserat på Fup basis funktionermed kompakt stöd, som möjliggör en effektiv och anpassningsbar procedur, nära relaterad tillrådande fysiska tolkningar. Alla flödes- och transportvariabler, så väl som heterogeniteten, beskrivsav en flerskaligt upplöst representation, i form av linjära kombinationer av Fup basis funktioner.Varje variabel representeras på ett speciellt anpassningsbar gridnät med given noggrannhet.Metoden appliceras för att lösa problem med skarpa fronter, samt vattenflöde och advektivämnestransport i starkt heterogena porösa medier. Adaptive Fup collocation metoden tillsammansmed den välkända Method of lines, spårar effektivt lösningar med skarpa fronter och löserupp positioner och frekvenser på alla rums- och/eller tidsskalor. Metoden ger kontinuerliga hastighetsfältoch flöden, och möjliggör noggrann och tillförlitlig transportanalys. Analys av advektivtransport understöder stabiliteten i första-ordningens transport teori för låg och mild heterogenitet.Utöver detta, som resultat av noggrannheten i den förbättrade Monte-Carlo metodiken, visardenna avhandling effekten av hög heterogenitet på ensemble statistiken för flöden och transporttider.Skillnaden mellan Eulerisk och Lagrangian hastighetsstatistik och betydelsen av högrestatistiska moment för transporttider, indikerar hög heterogenitet. Det tredje transporttidsmomentetbeskriver huvudsakligen sannolikhetspiken och de långa transporttiderna, medan högremoment behövs för de korta transporttiderna, som har den största osäkerheten. En speciell upptäcktär linjäariteten i transporttidsmoment, som indikerar att advektiv transport i multi-Gaussiska fält blir Gaussisk i gränsen. Som jämförelse konvergerar sannolikhetsfunktioner förden transversella transportförflyttningen mot en Gaussisk fördelning vid runt 20 korrelationslängder efter injektion, även för hög heterogenitet. Förmågan i det presenterade angreppssättet med flerskalig upplösning, och resultatens noggrannhet, öppnar nya områden för fortsatt forskning. / QC 20100714

This thesis studied the viability of recycling filter substrates as soil amendments after being used in on-site systems for phosphorus (P) removal from wastewater. Focus was put on the materials Filtra P and Polonite, which are commercial products used in compact filters in Sweden. A prerequisite for this choice was to review filter materials and P sorption capacity. The filter substrates (Filtra P, Polonite and wollastonite tailings) were recycled from laboratory infiltration columns as soil amendments to a neutral agricultural soil and to an acid meadow soil to study their impacts on soil properties and yield of barley and ryegrass. The amendments tended to improve the yield and showed a liming effect, significantly increasing soil pH and the availability of P. In another experiment, samples of Filtra P and Polonite were equilibrated in batch experiments with the two soils in order to study the P dynamics in the soil-substrate system.  Batch equilibrations confirmed the liming potential of Filtra P and Polonite and showed that improved P availability in soils was strongly dependent on substrate P concentration, phase of sorbed P, and soil type. Finally, samples of Polonite used for household wastewater treatment were recycled as soil amendments to a mountain meadow and to an agricultural field for wheat cropping. The liming effect of Polonite was confirmed under field conditions and the results were similar to those of lime for the mountain meadow soil. However, the results were quite different for the agricultural field, where Polonite did not affect soil pH or any other chemical and physical soil properties investigated and had no impact on wheat yield and quality. The results from field experiments suggested that Polonite can be safely recycled to meadows and cropping fields at rates of 5-10 ton ha-1 but long-term studies are needed to forecast the effects of accumulation. / QC 20100708

I takt med expandering och förtätning av städer byggs gröna ytor bort medan andelen hårdgjorda ytor ökar. Regn och smältvatten kan inte infiltrera genom de hårdgjorda ytorna vilket innebär att det istället avrinner som dagvatten. Samtidigt som urbaniseringen bidrar till ökad dagvattenavrinning och nederbördsmängderna i ett framtida klimat förväntas öka, blir det allt viktigare att planera för hur dagvatten ska omhändertas i nya bebyggelseområden. Inom flera svenska kommuner ställs idag krav på att dagvatten skall omhändertas inom privata fastigheter innan det ansluts till det allmänna dagvattennätet. Parallellt med detta innebär förtätningen att byggherrar idag ofta åläggs anlägga gårdar med underliggande garage, så kallade underbyggda gårdar. Det fanns ett behov av att förtydliga och undersöka dagens situation gällande dagvattenhantering i kombination med underbyggda gårdar.Examensarbetets syfte var att samla och skapa ny kunskap om dagvattenhantering på underbyggda gårdar och undersöka hur olika aktörer ser på kraven som ställs på dagvattenhantering. Kvalitativa intervjuer med representanter från de tre aktörsgrupperna VA-huvudmän, ansvariga för detaljplan och byggherrar genomfördes. Syftet var även att utforma ett verktyg för att belysa beröringspunkter mellan dagvattenhantering på underbyggda gårdar och andra intressen inom privata fastigheter.Examensarbetet avgränsades till att studera dagvattenåtgärderna gröna tak, växtbäddar och fördröjningsmagasin. Förutom dagvattenhantering identifierades fem intressen inom kvartersmark som bör bejakas på underbyggda gårdar: landskapsarkitektur, arkitektur, konstruktion, förvaltning och VVS. Ett verktyg utformades och inkluderade de tre dagvattenåtgärderna samt de fem intressena. Checklistor utformades för att beskriva beröringspunkter mellan dagvattenhantering på underbyggda gårdar och de fem intressena. Verktyget består av fyra steg: Nutida och framtida bebyggelse, Dagvattenkrav, Val av dagvattenåtgärder samt Vidare rekommendationer eller förslag på korrigeringar.Intervjuresultaten påvisar att flera intervjupersoner upplever att det är svårt att ställa krav på dagvattenhantering då rättsläget är osäkert, samtidigt upplever byggherrar att kraven kan vara svåra att nå på underbyggda gårdar, främst på grund av platsbrist. Checklistornas punkter är tänkta att fungera som vägledande aspekter att beakta vid dagvattenhantering på underbyggda gårdar och behjälpa avvägning av olika intressen. Förhoppningen är att checklistorna kan bidra till en ökad förståelse för förhållandena mellan dagvattenhantering på underbyggda gårdar och andra intressen. Examensarbetets resultat visar på att en samverkan mellan de olika intressena behövs för att skapa förutsättningar för en god dagvattenhantering. För att funktionen ska hålla över tid är det även viktigt att gemensamt kommunicera kring syftet med den underbyggda gården. / With the expansion and densification of cities, green areas are removed while the proportion of hard surfaces are increased. Rain and melt water are not allowed to infiltrate through the hard surfaces, and instead it runs off like stormwater. With this and the expected increase of precipitation due to climate changes, it is becoming increasingly important to plan for the disposal of stormwater in new urban areas. Several Swedish municipalities are today providing restrictions regarding the diversion of stormwater on private properties and requirements that need to be met before connection to the public water network. Meanwhile, densification means that builders today are often forced to build residential yards on underground garages. There was a need to clarify and investigate today's situation regarding stormwater treatment in combination with underground garages.The purpose of this thesis was to analyse today's state of knowledge about stormwater treatment on yards with underground garages and to investigate how different actors experience the requirements. Qualitative interviews with representatives from the three groups of actors, stormwater sewer operators, planning divisions and developers were conducted. The aim was also to design a tool for highlighting connections between stormwater management and other interests on private properties.This thesis was delimited to study green roofs, plant beds and detention tanks. Five interests were identified on yards with underground garages: landscape architecture, architecture, construction, management and HVAC. A tool was designed including the stormwater facilities containing four steps: Today’s and future construction, Stormwater requirements, Choice of facilities and Further recommendations or suggestions for corrections. Within the tool, four checklists were established to describe connections between stormwater treatment on yards with underground garages and the interests.The interview results show that several interviewees find it difficult to impose restrictions for stormwater management due to legal uncertainties. Meanwhile developers find following the restrictions can be difficult with yards with underground garages, mainly due to lack of space. The checklists are intended to serve as guiding points that should be taken into consideration in stormwater management on underground garages and to help balance different interests. The hope is that the checklists can contribute to an increased understanding of the relationships between stormwater management with underground garages and other interests. The results of the thesis show that interaction between the various interests is needed to create conditions for a good stormwater management and that communication about a joint purpose for the yard with an underground garage is important for maintaining the function of the yard.