IVL Swedish Environmental Research Institute

ivl.se
Change search
Refine search result
1 - 12 of 12
CiteExportLink to result list
Permanent link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Rows per page
  • 5
  • 10
  • 20
  • 50
  • 100
  • 250
Sort
  • Standard (Relevance)
  • Author A-Ö
  • Author Ö-A
  • Title A-Ö
  • Title Ö-A
  • Publication type A-Ö
  • Publication type Ö-A
  • Issued (Oldest first)
  • Issued (Newest first)
  • Created (Oldest first)
  • Created (Newest first)
  • Last updated (Oldest first)
  • Last updated (Newest first)
  • Disputation date (earliest first)
  • Disputation date (latest first)
  • Standard (Relevance)
  • Author A-Ö
  • Author Ö-A
  • Title A-Ö
  • Title Ö-A
  • Publication type A-Ö
  • Publication type Ö-A
  • Issued (Oldest first)
  • Issued (Newest first)
  • Created (Oldest first)
  • Created (Newest first)
  • Last updated (Oldest first)
  • Last updated (Newest first)
  • Disputation date (earliest first)
  • Disputation date (latest first)
Select
The maximal number of hits you can export is 250. When you want to export more records please use the Create feeds function.
  • 1.
    Andersson, Sofia Lovisa
    et al.
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Westling, Klara
    Andersson, Sofia
    Karlsson, Jesper
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Narongin, Mayumi
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Carranza Munoz, Andrea
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Bornold, Niclas
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Baresel, Christian
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Long term trials with membrane bioreactor for enhanced wastewater treatment coupled with compact sludge treatment -pilot Henriksdal 2040, results from 20202021Report (Other academic)
    Abstract [en]

    Stockholm’s wastewater treatment plant (WWTP) in is currently retrofitting from a conventional activated sludge process to a new membrane bioreactor (MBR) process. It also includes new treatment steps for sludge handling. Stockholm Vatten och Avfall (SVOA) and IVL have since 2014 conducted long-term MBR studies in pilot scale at the R&D facility Hammarby Sjöstadsverk. This report present results from the pilot operation during 2020. 

    The MBR-pilot was continuously operated at a higher inflow than the design average flow. The average effluent concentration of nitrogen and phosphorus met the effluent requirements of the future WWTP also this year. A low consumption of phosphorus precipitation chemicals could be achieved mainly due to a high Bio-P activity. The pilot showed that glycerol can be a good temporary carbon source at Henriksdal WWTP during startup. 

    Like previous years, the membranes in membrane tank 1 (MT1) was cleaned with oxalic acid and the membranes in MT2 with citric acid. Several tests to optimize the chemical consumption for membrane cleaning were performed. Recovery cleanings (RC) of the membranes were performed twice in 2020.

    In the sludge pilot, a thermophilic and a mesophilic hydraulic retention time (HRT) crash test showed stable performance down to 4 days HRT. 

    The overall resource consumption in the pilot showed that the optimization of phosphorus precipitation and membrane cleaning chemicals resulted in a significantly lower dosing than design values for the future Henriksdal WWTP. 

    Download full text (pdf)
    fulltext
  • 2.
    Fridén, Håkan
    et al.
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Jacobson, Anton
    Nilsson Energy före detta IVL Svenska Miljöinstitutet.
    Björk, Anders
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Uni- och multiderivata metoder för upptäckt av avvikelser i dammar2024Report (Other academic)
    Abstract [en]

    Dam monitoring is a large and important area for Swedish dam owners. It is a challenge to continuously monitor a dam construction with its sensors and be able to quickly react to changes that indicate a deviation in the dam. The report covers methods for computer-based detection of sensor and communication errors and the application of multivariate methods to detect and visualize anomalous states for a dam.The report is an account of the third of a series of research projects. The project has been run by IVL Swedish Environmental Research Institute AB during 2022–2023. All projects have been funded by Energiforsk and the SIVL foundation and with the aim to implement monitoring, detection, and visualization of sensor errors as well as overall condition monitoring of dams including warnings when the condition is moving towards a non-normal area.

    One purposes of this project has been to deepen the knowledge of the methods through an additional case study which has a different character both regarding the dam and its monitoring sensors. A second purpose has been to increase knowledge and competence both in breadth and depth for the involved industry. A third purpose has been to find ways to improve the accessibility of the results that our methods provide.In the previous two projects in the series, it was reported how we developed and installed a general monitoring application that runs in real time at two of the dam owners with data transfer from and to their signal databases. We have developed methods for independent monitoring of individual signals, univariate monitoring and started the development of multivariate monitoring.In this project, the accumulated experience has been used to connect a third dam, Case Study III, and to continue the development of the methodology. A large part of the project has also been devoted to dissemination of results in the form of webinars, a deeper course for staff at the power companies on the methodology used and the underlying theory.The project series now has three case studies and through the plant owners the project has gained access to more than 5 years of historical data for each dam. These data form the basis for further development and evaluation of monitoring methods. Collecting, building a common understanding of and pre-processing this data requires a lot of time and good cooperation between data specialists and dam owners, a foundation that has now been laid.

    This report is published both in Energiforsk's report series and in IVL's report series B.

    Download full text (pdf)
    fulltext
  • 3. Järlskog, Ida
    et al.
    Strömvall, Ann-Margret
    Magnusson, Kerstin
    Galfi, Helén
    Björklund, Karin
    Polukarova, Maria
    Garção, Rita
    Markiewicz, Anna
    Aronsson, Maria
    Gustafsson, Mats
    Norin, Malin
    Blom, Lena
    Andersson-Sköld, Yvonne
    Traffic-related microplastic particles, metals, and organic pollutants in an urban area under reconstruction2021In: Science of the Total Environment, ISSN 0048-9697, E-ISSN 1879-1026, Vol. 774, p. 145503-145503, article id 145503Article in journal (Refereed)
    Abstract [en]

    In urban environments, particularly areas under reconstruction, metals, organic pollutants (OP), and microplastics (MP), are released in large amounts due to heavy traffic. Road runoff, a major transport route for urban pollutants, contributes significantly to a deterioratedwater quality in receivingwaters. This studywas conducted in Gothenburg, Sweden, and is unique because it simultaneously investigates the occurrence of OP, metals, and MP on roads and in stormwater from an urban area under reconstruction. Correlations between the various pollutants were also explored.

    The study was carried out by collecting washwater and sweepsand generated from street sweeping, road surface sampling, and flow-proportional stormwater sampling on several occasions. The liquid and solid samples were analyzed for metals, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), oxyPAH, aliphatics, aromatics, phthalates, andMP. The occurrence ofOPwas also analyzedwith a non-target screening method of selected samples. Microplastics, i.e. plastic fragments/fibers, paint fragments, tire wear particles (TWP) and bitumen, were analyzed with a method based on density separation with sodium iodide and identificationwith a stereomicroscope, melt-tests, and tactile identification.MP concentrations amounted to 1500 particles/L in stormwater, 51,000 particles/L in washwater, and 2.6 × 106 particles/kg dw in sweepsand. In stormwater, washwater and sweepsand, MP ≥20 μmwere found to be dominated by TWP (38%, 83% and 78%, respectively). The results confirm traffic as an important source to MP, OP, andmetal emissions.

    Concentrations exceeding water and sediment quality guidelines for metals (e.g. Cu and Zn), PAH, phthalates, and aliphatic hydrocarbons in the C16–C35 fraction were found inmost samples. The results show that the street sweeper collects large amounts of polluted materials and thereby prevents further spread of the pollutants to the receiving stormwater.

  • 4. Lange, Katharina
    et al.
    Magnusson, Kerstin
    Viklander, Maria
    Blecken, Godecke-Tobias
    Removal of rubber, bitumen and other microplastic particles from stormwater by a gross pollutant trap - bioretention treatment train2021In: Water Research, ISSN 0043-1354, E-ISSN 1879-2448, Vol. 202, p. 117457-117457, article id 117457Article in journal (Refereed)
    Abstract [en]

    Microplastic particles in stormwater pose significant threats to the environment. This study investigated howeffective a stormwater treatment train was at removing rubber, bitumen and other microplastics (incl. fibers,fragments, and paint particles) in the 100–300 μm and >300 μm size fractions from highway runoff. The twotreatment trains comprise a gross pollutant trap (GPT) followed by either a vegetated bioretention cell or nonvegetatedsand filter. Flow-proportional composite samples were taken from the highway runoff, GPT outflowand the outflow from the two parallel filters during nine rain events to determine overall treatment performance,as well as the performance of individual system components.

    The identified rubber, bitumen and other microplasticparticles mainly represented the 100–300 μm fraction and included high ratios of rubber (30%) andbitumen (60%). Overall, the treatment train efficiently removed rubber, bitumen and other microplastic particlesin the 100–300 μm size fraction from the stormwater. The filter cells accounted for a major share of this removal,as the GPT did not reduce microplastic particle concentrations. This observation is likely explained by the factthat the rubber, bitumen and other microplastic particles have a density close to the density of water and thusremoval by sedimentation is decreased. This identified an inherent weakness of the system; more specifically, thehigh microplastic concentrations in the surface water of the GPT means there can be a risk of microplastic releasethrough overflow pits when inflows surpass the system capacity. Despite some differences, both the vegetatedbioretention cell and the non-vegetated sand filter removed rubber, bitumen and other microplastic particles tosimilar extent.

  • 5.
    Lindblom, Erik U
    et al.
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Molin, Hanna
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Samuelsson, Oscar
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Resilient dimensionering av avloppsreningsverk: Osäkerhetsanalys och simulering med tillämpningar på aktivslamprocessen2023Report (Other academic)
    Abstract [en]

    Wastewater treatment plants are commonly dimensioned based on rules of thumb and expertknowledge without a clear specification of how uncertainties have been handled. The impact of thedifferent assumptions can be quantified with uncertainty and sensitivity analysis. Weaknesses with traditional design methodology can potentially be mitigated by an increased use of simulation.

    Download full text (pdf)
    fulltext
  • 6.
    Lindblom, Erik U
    et al.
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Samuelsson, Oscar
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Lundwall, Ted
    Molin, Hanna
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Processmodellering för digitala tvillingar av framtidens avloppsvattenrening i Kungsbacka2024Report (Other academic)
    Abstract [sv]

    Kungsbacka kommun behöver bygga ut Hammargårds avloppsreningsverk för att bibehålla den ekologiska statusen i Kungsbackafjorden, trots en ökade belastning från tillväxten i Kungsbacka med omnejd. Kommunen ser en möjlighet att dra nytta av digitala tekniker för att effektivisera både byggprocessen och de färdiga reningsverken.Processmodeller har använts som verktyg i de flesta faser i ett reningsverks livscykel, men det saknas praktiska exempel på hur det bör ske på ett handgripligt sätt i projekterings- och byggprocessen. Detta projekt initierades därför för att förstå hur processmodeller kan stödja processval och dimensionering inom partneringprojekt.

    Download full text (pdf)
    fulltext
  • 7.
    Lindblom, Erik U
    et al.
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Samuelsson, Oscar
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Rahmberg, Magnus
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Lundwall, Ted
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Möjligheter med digitalisering och digitala tvillingar. Demonstrationsstudie på industriella och kommunala avloppsreningsverk.2022Report (Other academic)
    Abstract [sv]

    En digital tvilling i form av en dynamisk processmodell kan användas för flera syften under hela livscykeln av ett kommunalt eller industriellt reningsverk. Syftet med detta projekt var att (1) demonstrera möjligheter för och (2) identifiera behov och genomförbarhet med en digital tvilling hos de anläggningsägare som ingår i projektet.För att demonstrera möjligheter användes LEVA i Lysekils ombyggnadsprojekt för Långeviks reningsverk som fallstudie. Med dataunderlag från förstudien implementerades en processmodell av det framtida reningsverket i en kommersiellt tillgänglig mjukvara. Denna baseras på att den befintliga för- och efterbehandlingen behålls medan det biologiska reningssteget byggs om till en MBBR-process. Som indata till modellen (temperatur, flöde och koncentrationer på inkommande och försedimenterat vatten) beaktades de förutsättningar som angivits i det förfrågningsunderlag som LEVA tagit fram.

    För att verifiera modellimplementeringen jämfördes modellresultaten med erfarenhetsbaserad kunskap om MBBR-processen. Resultaten visade att modellen i stort ger förväntade resultat vilket är viktigt för att verktyget skall få förtroende vid verklig tillämpning.Med den typ av digital tvilling som använts i projektet finns möjlighet att beskriva/modellera det inkommande avloppsvattnet med en högre detaljeringsgrad än vad som traditionellt görs vid ombyggnadsprojekt. För att demonstrera detta planerades och genomfördes en provtagningskampanj. Resultaten från denna var tyvärr inte tillförlitliga och därför användes i projektet standardvärden för inkommande vatten i projektet. Detta ökar osäkerheten i resultaten jämfört med om provtagningsresultaten hade funnits men förutsättningarna är fortfarande i enlighet med förfrågningsunderlaget.  

    I projektet har det sedan visats att det är möjligt att kombinera den digitala tvillingen med LCA-data för att beräkna klimatpåverkan för olika processutföranden, styrstrategier, val av energikälla och insatsvaror. Detta presenteras som ett stöd för jämförelse av olika anbud vid upphandling även om det kräver mera förarbete av både beställare och entreprenörer. Ett exempel är att byta styrstrategi för dosering av kolkälla kan spara upp till 19 ton CO2-ekvivalenter på ett år. Den digitala tvillingen kan också användas av LEVA under hela den nya processlösningens livstid från design och upphandling till införande och justeringar av driftstrategier och slutligen som ett stöd vid kontinuerlig drift.Som påbyggnad till konventionell processmodellering demonstrerades slutligen möjligheten att köra simulering i realtid och med indata från en verklig process.

    Implementeringen gjordes användarvänlig genom användning av mjukvaran Mediator som enkelt möjliggjorde sammankopplingen av signaler till/från ett styrsystem med kontaktpunkter definierade i simuleringsmjukvaran SIMBA#. Flera veckors stabil drift av systemet kunde visas. Tillämpningen anses dock för rudimentär för att kunna besvara frågor om krav på tidsupplösning, beräkningsprestanda och numerisk stabilitet. Under projektet genomfördes en behovs- och genomförbarhetsanalys genom informations- och kunskapsspridning vid ett flertal arbetsmöten och en avslutande workshop till vilken klustrets anläggningsägare bjöds in.

    Download full text (pdf)
    fulltext
  • 8.
    Malovanyy, Andriy
    et al.
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Hedman, Fredrik
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Bergh, Lisa
    VafabMiljö Kommunalförbund.
    Liljeros, Erik
    VafabMiljö Kommunalförbund.
    Lund, Thomas
    WSP.
    Suokko, Joel
    WSP.
    Hinrichsen, Helena
    Envytech.
    Comparative study of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) removal from landfill leachate2023In: Journal of Hazardous Materials, ISSN 0304-3894, E-ISSN 1873-3336, Vol. 460, p. 132505-132505, article id 132505Article in journal (Refereed)
    Abstract [en]

    Landfill leachate is one of the major point sources of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) pollution. In this study, powdered activated carbon (PAC), granular activated carbon (GAC), anion exchange resin (AIX), nanofiltration (NF), ozonation, and foam fractionation were tested for treatment of the same leachate.

    These methods were compared in terms of PFAS removal efficiencies and treatment cost. More than 75% removal of long-chain PFAS (6-9 CF2) could be achieved with all the studied methods, though with high resource consumption. It was demonstrated that PFAS breakthrough was up to 27 times faster when the leachate was treated with GAC and AIX compared to groundwater treatment. Nanofiltration was the only method which could be practically applied for removal of PFAS with the shortest fluorinated carbon chain (3-4 CF2). Foam fractionation and AIX offered the most economical treatment, with an estimated cost of < 1 €/m3 for PFOS and PFOA reduction to ≥90%. The cost of treatment was shown to increase exponentially if the goal of > 60% ΣPFAS11 removal was applied. It was also discussed that composite parameters that include expected toxicity of different PFAS, such as ΣPFOAeq, should be used to obtain a cost-efficient reduction of PFAS-induced water toxicity.

  • 9.
    Malovanyy, Andriy
    et al.
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Hedman, Fredrik
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Eriksson, Mikael
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Gard, Matilda
    Rambo.
    Olsson, Rebecka
    Rambo.
    Feldthusen, Mattias
    Nordic Water.
    Nilsson, Martin
    Nordic Water.
    Hemfrid, Astrid
    SÖRAB.
    Larsson, Peter
    SÖRAB.
    Rening av PFAS-förorenat lakvatten i jonbytarfilter med uppströmsflöde: Försök på anläggningar Sivik och Löt2023Report (Other academic)
    Abstract [en]

    Treatment of PFAS-contaminated leachate with ion exchange filters has been studied in several pilot studies and showed good results, especially in the case of requirements for the reduction of PFAS with longer carbon chains. The biggest challenge with using ion exchange mass for leachate treatment is that either a very advanced pre-treatment is required or that the filter needs to be backwashed frequently to avoid clogging. Backwashing of filters mixes the ion exchange mass, which causes the column action to be lost. 

    The aim of the project was to test the design where leachate flows upstream of a filter bed with a sufficient flow to fluidize the bed. The report describes trials carried out on a larger pilot scale at the Sivik waste facility as well as trials on a smaller pilot scale at the Löt waste facility. At Sivik, a standard DynaSand filter has been filled with ion exchange resin and run for 9 months.

    At Löt, comparative trials with downstream ion exchange filters and two upstream filters in series have been carried out. Trials at Sivik showed that it was crucial to mix the ion exchange mass in the filter by running the airlift pump to maintain good treatment results. However, it was challenging to find a balance between mixing the resin and the risk of media loss with flushing water. It was also discovered that the flow rate in the trials was too low for homogeneous suspension of the resin, which is believed to have created shortcuts of flow through the filter. This led to varying purification of the shorter PFAS. Despite the challenges, reduction of PFOS averaged 94% during the course of the trial where 14 300 bed volumes (BV) of water was treated.

    Effluent PFOS concentrations were approximately 13 times lower than the respective effluent target value for the facility. Complementary lab-scale trials showed that the ion exchange resin had a lot of capacity left when the tests ended and reduced PFOS and other longer PFAS almost as good as new ion exchange resin. In tests at Löt, the 2-stage upstream filter showed similar treatment efficiency as a downstream filter, confirming that capacity utilization of ion exchange resin can be similar with the two process designs. Loss of mass was noted both with downstream ion exchangers (in trials on Löt during backwash) and upstream ion exchangers (due to poor design of a resin mixing system). Measures to reduce the risk of the resin loss as well as the importance of polishing removal of possible smaller amounts of resin are discussed in the report.

    Download full text (pdf)
    fulltext
  • 10.
    Malovanyy, Andriy
    et al.
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Hedman, Fredrik
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Travar, Igor
    Ragn-Sells Treatment & Detox.
    Bivall, Emma
    Ragn-Sells Treatment & Detox.
    Rening av PFAS-förorenat lakvatten med jonbytesprocessen: pilotförsök med regenerering2023Report (Other academic)
    Abstract [sv]

    Syftet med projektet var att studera rening av PFAS-förorenat lakvatten med jonbytare med fokus på avskiljning av substanser med kort och medellång kolkedja. Dessa substanser avskiljs dåligt med de flesta tekniker. Tidigare studier har visat att jonbytarfilter avskiljer substanserna initialt när filtret tas i drift men reduktionsgraden minskar snabbt. För att behålla bra avskiljning av dessa substanser behöver jonbytarmassan därför bytas ofta, vilket medför en hög reningskostnad. Några studier har visat att jonbytarmassa kan regenereras från PFAS och användas flera upprepade gånger, vilket har potential att minska reningskostnaden och behålla bra reduktion av de kortare PFAS.

    Regenerering av jonbytare har dock inte testats tidigare vid rening av lakvatten, bara vid rening av andra vattenströmmar. Dessutom behövde hantering av den förbrukade regenereringslösningen som innehåller höga PFAS halter studeras.I föreliggande studie gjordes litteraturgenomgång, försök i labb-, bänk-, och pilotskala samt processberäkningar och kostnadskalkyler för att studera hur regenerering av jonbytare och återvinning av regenereringslösningen kan tillämpas vid rening av PFAS-förorenat vatten. Försöken utfördes vid Ragn-Sells avfallsanläggning Högbytorp.Kortvariga labbförsök visade att det finns flera typer av jonbytare från de flesta stora leverantörer som fungerar bra vid rening av lakvatten från PFAS. De mest lovande av dessa testades avseende regenerering med två olika regenereringslösningar. En indikation från labbförsöken var att det är möjligt att regenerera jonbytarna och behålla liknande kapacitet i fler cykler av sorption-regenerering.

    Pilotförsöken genomfördes i en anläggning bestående av förbehandling av lakvatten genom fällning, sedimentering, och ultrafiltrering följt av två jonbytarfilter som kördes i serie eller parallellt. Förbehandlingen fungerade för det mesta bra och producerade ett partikelfritt vatten, dock med en hög dos av en fällningskemikalie. Jonbytarfiltren renade det förbehandlade vattnet tills genombrott av medellånga PFAS observerades. Sedan regenererades ett av jonbytarfiltren och filtret togs i drift igen för att undersöka hur regenereringen påverkade kapaciteten för PFAS-reduktion.

    Resultaten visade att det mesta av sorberade PFAS tvättades bort från massan och att den regenererade massan hade en kapacitet som liknande en ny.Den regenereringslösning som visade sig fungera bra i labb-, bänk-, och pilotskaleförsöken var 1% NH4Cl i 80%vol etanol. För regenerering av 1 m3 jonbytarmassa krävdes minst 13 m3 av lösningen. Att regenerera jonbytare och skicka lösningen på destruktion kostar  mer än att köpa ny jonbytarmassa. För att regenereringen ska vara ekonomiskt motiverad behöver den förbrukade regenereringslösningen återanvändas och/eller kemikalier från den behöver återvinnas. I projektet studerades två alternativ för återvinning av lösningen – destillering och nanofiltrering. Båda metoderna fungerade bra och separerade >98% av PFAS från regenereringslösningen. Koncentratet, som innehåller PFAS i halter 1 000 – 1 700 gånger högre än i inkommande lakvatten, kan då skickas på destruktion medan den renade regenereringslösningen återanvändas.

    En grov kostnadsanalys visade att för de flöden och halter som förekommer i lakvatten på Högbytorp skulle regenerering och återvinning av regenereringslösningen med nanofiltrering vara ekonomiskt motiverad om en bra reduktion av medellånga PFAS eller väldigt höga reduktionsgrader (>95%) av de längre PFAS skulle krävas. Däremot, om 90% reduktionsgrad  eller lägre bedöms vara tillräckligt för ΣPFAS4 eller ΣPFOAekv så bedöms regenerering och återvinning av regenereringslösningen i en egen anläggning att inte vara ekonomiskt motiverat. Däremot finns en stor potential för en gemensam anläggning för regenerering av jonbytare från flera avfallsanläggningar eller andra verksamheter, liknande som det görs idag med reaktivering av aktivt kol.

    Download full text (pdf)
    fulltext
  • 11.
    Malovanyy, Andriy
    et al.
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Johannesdottir, Solveig
    RISE Research Institutes of Sweden.
    Schwede, Sebastian
    Mälardalens Universitet.
    Ahlgren, Serina
    RISE Research Institutes of Sweden.
    Flodin, Elin
    RISE Research Institutes of Sweden.
    Shanmugam, Kavitha
    RISE Research Institutes of Sweden.
    Återvinning av näringsämnen från avlopp: En litteraturstudie2022Report (Refereed)
    Abstract [en]

    The report describes established and new technologies for nitrogen recovery from wastewater and compares the nitrogen recovery methods with other ways of producing nitrogen fertilizer in terms of climate impact and costs. The report also includes a brief review of opportunities for potassium and sulfur recovery and a status update of phosphorus recovery methods.

    Recycling of nutrients from sewage in Sweden today takes place almost exclusively by spreading of sewage sludge on arable land, but only about a third of all sludge is used in this way. Dewatered sludge contains only about 15 percent of the nitrogen present in incoming wastewater. This means that only a few percent of the nitrogen is recycled today. Increased nitrogen recovery therefore has great potential. There is a risk that even the minor nitrogen recycling with sludge today will be stopped if sludge use on arable land is to be banned at the same time as the requirement for phosphorus recycling is introduced. The most interesting methods of phosphorus recovery involves  sludge incineration and recovery from ashes, and this means that the nitrogen content is lost during the incineration.

    Nitrogen is mainly removed with biological methods in the treatment plant's mainstream today. An alternative is to separate the nitrogen present in reject water, ie the highly concentrated water that remains when dewatering digested sludge. The amount of nitrogen in the reject water is about the same as the amount of nitrogen in the sludge itself. The nitrogen in reject water can be recycled into fertilizer products by various chemical-physical methods. If nitrogen is recycled, less nitrogen needs to be removed biologically, which saves energy and reduces greenhouse gas emissions, especially nitrous oxide. Nitrogen recovery processes are, however, energy and chemical intensive, resulting in indirect greenhouse gas emissions and relatively high cost.

    A literature study showed that ammonia stripping and contact membranes are the techniques for nitrogen recovery from reject water that are applied in full scale and have similar and relatively high consumption of chemicals and energy. For wastewater streams similar to reject water, other methods have been tested, including thermal stripping of ammonia with further chemical reaction with gypsum or distillation to ammonia water. Evaporation and distillation are also developed techniques that have the potential for nitrogen recovery.

    Conventional production of nitrogen fertilizer depends on natural gas to obtain energy. Several technologies are now being developed where renewable energy can be used for the production of ammonia. The project evaluated the climate impact and costs for different nitrogen recovery methods compared with the production of nitrogen fertilizer from fossil and renewable energy sources. There was a big variation of results for the different recovery methods, but some conclusions can be drawn. The operating cost of nitrogen recovery with the established technologies (ammonia stripping and contact membranes) is slightly higher than the cost of producing nitrogen fertilizer from fossil and renewable energy sources, even when the cost of biological treatment of reject water with the most cost-effective biological methods is deducted. On the other hand, the climate impact from nitrogen recycling is lower than the climate impact from nitrogen fertilizer production and biological nitrogen removal. Several new recycling techniques, such as thermal stripping of ammonia and struvite precipitation with further acid treatment, have the potential to provide both lower cost and lower climate impact.

    An alternative for recovering as much nitrogen as possible is to introduce source sorting systems and separate treatment of toilet water or urine. Recovery from the low-concentration main stream of wastewater with an ion exchange process followed by recovery with stripping or contact membranes also has potential.

    Download full text (pdf)
    fulltext
  • 12.
    Molin, Hanna
    et al.
    IVL Swedish Environmental Research Institute.
    Arnell, Magnus
    Rise/Lunds Universitet.
    Carlsson, Begnt
    Uppsala Universitet.
    Olsson, Gustaf
    Lunds Universitet.
    VA-kluster Mälardalen 2019-2021 - Slutrapport2022Report (Other (popular science, discussion, etc.))
    Abstract [sv]

    VA-kluster Mälardalen – ett högt värderat forsknings- och utbildningsklusterVA-kluster Mälardalen är ett viktigt och mycket uppskattat nätverk. Det vittnar våra medlemmar om. Som en del i arbetet med slutrapporteringen ställdes två frågor till alla medlemmar: ”Varför är ni medlemmar i VA-kluster Mälardalen?” och ”Vad betyder VA-kluster Mälardalen för er?”. Svaren visar att det våra medlemmar uppskattar mest är det nätverk som klustret utgör och den forskning vi bedriver tillsammans. Nätverket är kärnan i klustret, och tack vare det kan vi genomföra högklassig forskning med såväl akademisk höjd som praktiskt tillämpbara resultat. Den naturliga kontakten mellan de tretton VA-organisationerna och de sju forskande parterna gynnar VA-forskningen i Sverige och driver teknik- och kunskapsutvecklingen framåt.

    Klustret ger VA-organisationerna en möjlighet att delta i projekt som genererar direkt nytta i verksamheten och som kan svara på frågor kopplat till de utmaningar de står inför – både på kort och lång sikt. De forskande parterna uppskattar att kunna arbeta med forskning som kommer till användning ”på riktigt”. Klustret ger också möjligheter för alla medlemmar att delta och driva projekt som de saknar kompetens eller ekonomiska förut-sättningar att driva ensamma. Den samlade projektvolymen inom VA-kluster Mälardalen har totalt uppgått till drygt 142 MSEK under programperioden 2019–2021. Det motsvarar en uppväxling av SVU- och SIVL-medlen med 17 gånger. Den faktiska projektfinansieringen speglar en del av nyttan med VA-kluster Mälardalen, men för att få en komplett bild bör det även beaktas att det totalt har genomförts närmare 100 forsknings- och utvecklingsprojekt under program-perioden, och att 17 av våra 20 medlemmar har varit direkt involverade i ett eller flera av dessa projekt. Många av projekten har dessutom genomförts i samarbete med andra VA-organisationer utanför klustret.

    Resultaten från denna uppsjö av forsknings-projekt kan knappast sammanfattas på ett rättvist sätt i en slutrapport, än mindre i en sammanfattning som denna. Ett urval av de forskningsprojekt som helt eller delvis finansieras av SVU-medel genom VA-kluster Mälardalen redovisas i slutrapporten, men i övrigt hänvisar vi till vetenskapliga artiklar och andra rapporter enligt de referenslistor som finns både i slutrapporten och de verksamhetsberättelser som har publicerats årligen under programperioden (tillgängliga via klustrets hemsida www.va-malardalen.se). 

    Download full text (pdf)
    fulltext
1 - 12 of 12
CiteExportLink to result list
Permanent link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf