The increasing amount of microplastics found in the environment have underscored the urgency to identify, develop and deploy scenarios in which municipal wastewater treatment plants (MWWTPs) limit the release of urban microplastics into the environment. Simultaneously, the global trend towards a circular economy has defined the conditions for these scenarios in relation to the water-energy- nutrient nexus. This study has created a novel framework between studies into treatment technologies for microplastics removal in wastewater streams and circular economic objectives from policymakers with regard to the water-energy-nutrient nexus. The results of this study build on the existing evidence that MWWTPs release significant amounts of microplastics to both terrestrial and aquatic environments. This study has demonstrated how Multi-criteria Analysis (MCA) can be applied to analyse wastewater treatment scenarios for their ability to limit microplastic pollution from MWWTPs, whilst taking the water-energy- nutrient nexus into account. The MCA has identified MBR inci-eco as the best performing circular economic scenario for limiting microplastic pollution from MWWTPs in to be constructed plants. This scenario includes a Membrane Bioreactor (MBR) with Anaerobic Digestion, energy recovery through incineration and Phosphorus recovery through Ecophos. If already existing MWWTPs aim to upgrade their facility to limit microplastic pollution, CASPACUF with Pyreg as an energy-nutrient recovery is seen as the best performing scenario. The powder activated carbon with ultra filtration (PAC-UF) system would then be installed as an additional polishing step to an existing conventional activated sludge (CAS) system, significantly reducing upfront investment costs. Academia can build upon these results to initiate additional research into novel microplastic filtration specific technologies, business model innovation for wastewater treatment and microplastic pollution prevention at the source and in stormwaters. National and international policymakers should ban the distribution and sale of biosolids for direct land application to limit the pollution of microplastics from bio-solids. Furthermore, efforts should be put in place to limit microplastic pollution at the source by stimulating policies for a ban on the use of microbeads, limit tyre wear and improving design for e.q. washing machines. / Den ökande mängden mikroplast som finns i miljön har understrukit brådskan i att identifiera, utveckla och tillämpa strategier där kommunala avloppsreningsverk (MWWTP) begränsar utsläpp av urbana mikroplaster. Samtidigt har den globala trenden mot en cirkulär ekonomi definierat villkoren för dessa scenarier i förhållande till vatten-energi-näring-näxan. Denna studie har tagit fram ett nytt ramverk mellan studier om reningsteknologier för avlägsnande av mikroplast i avloppsvattenströmmar och cirkulära ekonomiska mål från beslutsfattare med avseende på water-energy-nutrient nexus. Resultaten av denna studie bygger på befintliga bevis på att kommunala avloppsreningsverk släpper ut betydande mängder mikroplast i både mark- och vattenmiljöer. Denna studie har visat hur Multi-Criteria Analysis (MCA) kan användas för att analysera avloppsreningsscenarier utifrån deras förmåga att begränsa mikroplastföroreningar från reningsverk, samtidigt som man tar hänsyn till vatten-energi-näring-näxan. MCA har identifierat MBR-inci-eco som det bäst presterande cirkulära ekonomiska scenariot för att begränsa mikroplastföroreningar från nya verk. Detta scenario inkluderar en Membrane Bioreactor (MBR) med anaerobisk nebrytning, energiåtervinning genom förbränning och fosforåtervinning genom Ecophos. Om redan befintliga verk ska uppgradera sin anläggning för att begränsa mikroplastföroreningar, ses CASPACUF med Pyreg som energi-näringsåtervinning som det bästa scenariot. Det pulveraktiverade kolet med ultrafiltreringssystemet (PAC-UF) skulle sedan installeras som ett ytterligare poleringssteg till ett befintligt konventionellt system för aktiverat slam (CAS), vilket avsevärt minskar investeringskostnaderna. Framtida forskning kan använda dessa resultat för att undersöka nya mikroplastfiltreringsspecifika tekniker, affärsmodellinnovation för avloppsrening och förebyggande av mikroplastförorening vid källan och i stormvatten. Nationella och internationella beslutsfattare bör förbjuda distribution och försäljning av biosolids för direkt markanvändning för att begränsa mikroplastföroreningar från biosolids. Vidare bör åtgärder vidtas för att begränsa mikroplastföroreningar vid källan genom att stimulera policyer för ett förbud mot användning av mikrokulor, begränsa däckslitage och förbättra designen för e.q. tvättmaskiner.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-283598 |
| Date | January 2020 |
| Creators | van Osch, Jordy |
| Publisher | KTH, Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ABE-MBT ; 20462 |
Page generated in 0.0021 seconds