Nanofiltration of ultrafiltration permeate fom chemical wastewater

The aim of this report was to investigate the possibility of further cleaning of the wastewater at Dow in Landskrona. Dow produces water based adhesives from acrylic monomers. The wastewater contains different metal ions, surfactants, residual monomers and polymers. The wastewater at Dow is treated with ultrafiltration (UF) which produces a permeate that is sent to the municipal waste water treatment plant (WWTP). The municipal WWTP is heavily burdened and it might not be long until they start refusing to treat the wastewater from Dow. This study is a proactive investigation of nanofiltration (NF) as a method to produce a permeate clean enough to be reused in the process at Dow. Being proactive in wastewater treatment is getting more and more important, especially with the current water shortage in Sweden and many other places in the world. Five NF and reverse osmosis (RO) membranes were investigated in the initial screening of flat sheet membranes: NF99HF from Alfa Laval, AP from GE, NF270, NF90 and XLE from Dow Filmtec. The UF permeate from Dow was used as feed for the NF. The total organic carbon (TOC) and conductivity was measured in the feed, the UF permeate, and the NF permeates to determine the retention of the membranes. The influence of transmembrane pressure (TMP) and crossflow velocity (CFV) was studied for all membranes to determine the optimal operation conditions. From the studied membranes, NF90 was chosen for further studying in a spiral wound membrane due to the good retention and common use in industrial wastewater treatment. The contents of the UF permeate varies a lot due to the varying production schedule at Dow. That means that the NF membranes must be equipped to handle the worst-case scenario at Dow, if all the NF permeate is to be reused in the process. Despite the varying content of the UF permeate a NF permeate with concentrations of TOC and conductivity lower than that of the city water in Landskrona has been produced on several occasions. This is proof that NF membranes are capable of producing a permeate clean enough to be reused in the process. However, on two occasions the UF permeate from Dow contained high concentrations of TOC, conductivity and inorganic carbon (IC). The concentrations of the produced NF permeate were nowhere near the low concentrations of the city water. Further investigations should be made if this can be avoided if Dow wants to proceed with the NF system. The fouling issue could not be resolved as it seemed that no combinations and concentrations of cleaning detergent could remove the fouling caused by the filtration. The fouling should be of focus in further studies. NF seems to be a promising method to further clean the wastewater but further studies in a larger scale need to be done before deciding on implementing it at Dow.Målet med den här rapporten var att undersöka möjligheten att vidare rena spillvattnet på Dows anläggning i Landskrona. Dow tillverkar vattenbaserade bindemedel från akryl monomerer. Spillvattnet innehåller metalliska joner, såpor, restmonomerer och restpolymerer. Idag så renas spillvattnet med ultrafiltrering (UF) där permeatet släpps iväg till det kommunala reningsverket för vidare rening. Eftersom reningsverket är hårt belastat så är Dow intresserade av att undersöka möjligheten att rena sitt processvatten på anläggningen. Den här studien har undersökt om nanofiltrering (NF) kan användas för att producera ett permeat som är rent nog att återanvända i processen. På grund av rådande vattenbrist i Sverige och runtom i världen så är det viktigt att vara proaktiv inom reningen av spillvatten. Fem olika NF och omvänd osmos (RO) membran undersöktes vid en första screening av plattmembran: NF99HF från Alfa Laval, AP från GE, NF270, NF90 och XLE från Dow Filmtec. UF-permeatet från Dow i Landskrona användes som feed till NF. Innehållet i UF och NF-permeaten undersöktes genom att mäta total organic carbon (TOC) och konduktiviteten. Skillnaden i TOC och konduktivitet bestämde retentionen för de olika membranen. Påverkan av transmembrantryck (TMP) och tvärströmshastigheten (CFV) studerades för att bestämma de optimala driftsförhållandena. Från de studerade membranen så valdes NF90 för vidare studie med ett spiralmembran på grund av dess goda retention och vanliga förekomst inom industrin för rening av industriellt spillvatten. På grund av att Dow varierar vilka produkter de producerar så varierar innehållet UF-permeatet väldigt mycket. Därför måste NF membranen klara av att hantera det UF-permeat med högst koncentration av TOC och konduktivitet om allt NF-permeat ska gå att återanvända i processen. Trots det varierande innehållet i UF-permeatet så lyckades NF producera ett permeat med lägre koncentrationer av TOC och konduktivitet än stadsvattnet vid flera tillfällen. Det bevisar att NF-membranen är kapabla att producera ett NF-permeat som kan återanvändas i processen. Vid två tillfällen så innehöll UF-permeatet mycket höga koncentrationer av TOC, konduktivitet och oorganiskt kol (IC). Detta fick till följd att koncentrationerna även var höga i NF-permeatet och inte låg nära de låga koncentrationerna i stadsvattnet. Vidare studier bör göras om detta går att undvika om Dow vill gå vidare med NF. Problemet med fouling gick inte att lösa under studiens gång då olika koncentrationer och olika tvättmedel inte hade någon påverkan på foulingen som uppstod av filtreringen. Foulingen borde vara i fokus i en framtida studie. NF verkar vara en lovande metod för att rena Dows processvatten men vidare studier måste göras i en större skala innan Dow bestämmer sig för om de ska investera i NF.Kan nanofiltrering vara en möjlighet för Dows processvattenrening? Då reningsverket redan idag är hårt belastat så vill Dow undersöka möjligheten att sköta sin processvattenrening internt på anläggningen. Den här studien har undersökt om nanofiltrering är en möjlighet för att åstadkomma detta

Radioactivity Exploration from the Arctic to the Antarctic. Part 1: Introduction

This book is dedicated to professor emeritus Bengt Forkman (Nuclear Physics, Lund University) who in 1979 took the initiative to arrange an environmental radioactivity research program for the Ymer-80 expedition. He engaged his old friend Bertil Persson whom he during the 1960th inspired to university studies in Lund who just been promoted to professor of Radioecology at the Swedish University of Agricultural Sciences in Uppsala. Bertil Persson was tutor for Elis Holm at Lund University, who for his thesis was engaged in radiochemical analysis of plutonium isotopes in the environment. Elis Holm became deeply involved in management of Ymer-80 and all the following expeditions as well. We found a superior talent for the logistics in Kjell-Åke Carlsson (who was mechanical engineer at the department of radiation physics at Lund University). Without him, we would not have been able to solve all the thousands of practical issues and contacts with authorities and sponsors. He also contributed with the diaries extensive photographic and video documentation of all the expeditions. We have together compiled this book although several others were partly engaged in the various expeditions to whom we are deeply thankful for their contributions. They will appear as contributors in the separate parts of this book: 1. Ymer-80 (Bengt Forkman, Boel Forkman, Lars Ahlgren (diseased) 2. Swedarp 1988-1989 (Per Roos, Birgitta Roos) 3. Arctic Ocean 1991 4. Tundra Expedition 5. Arctic Ocean 1996 (Dan Josefsson, Mats Ericsson

Användning av högupplösta data inom miljöövervakningen : erfarenheter med användning av en multielektrodsond av typ EXO2 för övervakning av Ullfjärdarna

Inom miljöövervakningen används sonder för registrering av temperatur och syre-halt sedan ett par år tillbaka. I detta projekt testades om en multielektrodsond av typ EXO2, som utöver syrgas och temperatur även registrerar ett stort antal andra analysparametrar, skulle kunna användas på samma sätt. Multielektrodsonden har använts under sex månader för provtagning i Ullfjärdarna. Sonden är mycket bra lämpad för analys av förhållanden i sjöar där man inte har tidigare kunskap om de förekommande spatiala variationerna av vattenkemi och olika pigment. Eftersom sonden registrerar vattenkemidata för ett stort antal viktiga parametrar kan den an-vändas för att kartlägga naturligt förekommande variationer, särskilt i djupled. Re-sultat från sonden är tillgängliga direkt vilket gör att provtagningen kan anpassas i fält baserat på de observerade signalerna från sonden. Resultat från denna under-sökning bekräftar bland annat tidigare resultat från provtagningar i Stora Ullfjärden där man kunde observera förekomst av cyanobakterier nära temperaturskiktningen på några meters djup. Sonden kunde registrera data som inte är tillgängliga via den vanliga miljöövervakningen och profilerna ger en stor förståelse för de akvatiska processerna. Vid två tillfällen fanns det indikationer att sondens turbiditetsmät-ningar ger en sannare bild av sjöns skiktningsförhållande än turbiditetsresultaten från ordinarie provtagning.Hantering av elektroden i fält var enkel. Datahanteringen var inte krångligare än den som uppstår vid hantering av andra sensordata. Omhändertagandet av elektro-den, inklusive kalibrering och annan kvalitetskontroll, kräver dock utbildad perso-nal. Under projektets gång har laboratoriepersonal utfört ett antal provtagningar med sonden. Laboratoriet analyserade inte resultatet och gjorde inte heller någon kvalitetskontroll av sonderna eller erhållna resultat. Detta förklarar varför en del avvikelser uppstod med avseende på syrgashalt vid första provtagningen och under nästan hela projektet för klorofyll.För att sonden ska kunna användas med framgång i miljöövervakning krävs det en större arbetsinsats runt arbetet med kvalitetskontroll och uppföljning. Så länge det inte finns ett större antal uppdrag där sonden kan användas i flera provtagningspro-gram, så kan inte laboratoriet lägga den nödvändiga tiden som krävs för att auto-nomt kunna använda sonden

Comparative Studies of the Clarification Potentials of Ferric Chloride and Moringa Oleifera Coagulants

The significant treatment costs of drinking water make treated water costly, raising the price of clean and helping make clean water inaccessible to the poor people in rural communities. This compels them to turn to readily available sources which are mainly contaminated. This subjects them to waterborne diseases.In this context, this study was carried out to validate the efficiency and, if feasible, the substitution of Ferric Chloride utilised in the treatment of water using Moringa Oleiferaseeds, a cheap and widely accessible indigenous coagulant. The quality of water was tested on collection compared to those treated with Ferric Chloride and Moringa Seeds. Doses of 5 g, 10 g, 15 g, 20 g, 25 g and 30 g of both coagulants were used to treat 500 ml of water. Control water without Ferric Chloride and Moringa treatments was included. The pH, turbidity, conductivity and COD were measured. From the ANOVA statistical analysis, several factors such as pH were analysed, and there was a wide variation between the two treatments of Moringa and Ferric Chloride.

Human attitudes towards Sweden's large carnivores : attitudes among students at the Swedish University of Agricultural Sciences

With a growing population of Sweden’s large carnivores, brown bear (Ursus arctos), wolf (Canis lupus), lynx (Lynx lynx) and wolverine (Gulo gulo), conflicts may become more frequent, both between human and carnivore, and also human against human. Because of this, it becomes increasingly important to monitor people’s attitudes towards large carnivores and get a view over how different factors affect how people value wildlife and management of wildlife. The aim of this study is to compare how different factors affect people’s attitudes towards the large carnivores of Sweden. This was done by an investigating survey among the students of the Swedish University of Agricultural Sciences in Uppsala. It was found that students at SLU are generally positive to the conservation of Sweden’s large carnivores. Respondents showed low avoidance of carnivore territory, which can indicate low fear of these species. The higher proportion of respondents would be willing to pay for the conservation of these carnivores. This positive attitude, in combination with SLU’s environmental orientation, can be a positive indication for future conservation management of Sweden’s large carnivores

Fokus på Mälaren 2021 : sammanfattande resultat från miljöövervakning och forskningsprojekt knutna till samarbetet mellan SLU och Mälarens vattenvårdsförbund

Mälarens vattenvårdsförbund och Sveriges lantbruksuniversitet fortsätter att samarbeta med fokus på Mälaren. Under 2021 påverkade pandemin möjligheten att ses under årsstämman på våren men Mälarseminariet på hösten kunde hållas som hybridmöte med ungefär 40 deltagare på plats på SLU i Uppsala och lika många deltog via videolänk. Digitala Mälarinarier hölls vid fyra tillfällen och var även de välbesökta. Faruk Djodjic är ny kontaktperson tillsammans med Stina Drakare från SLU. Vid vinterprovtagningen hade alla stationer is vilket är första gången sedan detta samarbete startade 2017. Nederbördsrika månader blev maj och augusti och sommarmånaderna juli och augusti var varma. Statusbedömningen visar att stationer med måttlig status dominerar och att det finns flera stationer med otillfredsställande (7) och dålig status (5). Bara två stationer hade god status och ingen hade hög status. Antalet stationer med bra status växlar mellan två och fyra stycken mellan åren vilket beror på vilka stationer ingår just det året. Dessa statusbedömningar kopplar främst till övergödningsproblematik vilket provtagningsprogrammet är designat för att följa. Tre doktorander med ämnen som berör Mälaren har försvarat sina avhandlingar under perioden. Två av dem berör just övergödningsproblematik och behandlade ämnen som bra verktyg för att minska transport av näringsämnen som fosfor från land till Mälaren och för att inaktivera fosfor på sjöbottnar för att minska internbelastning från bottensediment. Den tredje avhandlingen gav verktyg för att förbättra dricksvattenrening när man har problem med organiska miljöföroreningar. Andra vetenskapliga publikationer av intresse för Mälaren som presenteras kortfattat är t.ex. ett verktyg för att identifiera potentiella högrisksubstanser i akvatisk miljö kopplat till påverkan från avloppsreningsverk, att förbruningen av våra vatten verkar ha avstannat där det finns en tydlig brytpunkt år 2010. Ytterligare en publikation visar med en första studie att antibiotikaresistensgener är vanliga och täcker in flera typer av antibiotika i vatten runt Västerås, Uppsala, Eskilstuna och Stockholm. Årets kandidatarbeten gjordes i våtmarker med fokus på sådana som används som fosforfällor och i hästhagar för att ta reda på om näringsläckage från dessa kan minskas genom att mocka i hagen. På masternivå handlade det om att ta reda på vid vilka förhållanden kvävefixerande cyanobakterier trivs och att mäta algblomningar med sensorer för högre tids- och djupupplösning

Ekosystemteknik - En berättelse om hur ett utbildningsprogram blev till

Civilingenjörsutbildningen i Ekosystemteknik startade höstan 1998 med antagning av 30 studenter. Samtidigt startade även Industriell ekonomi. De två utbildningarna kom till för att möta ett utökat uppdrag från statsmakternas till Lunds universitet avseende utfärdade civilingenjörsexamina. Efter ett förhållandevis snabbt och intensivt planeringsarbete beslutade LTH:s styrelse i februari 1998 om att styrelsen för Lunds universitet skulle inrätta programmet, vilket också skedde samma månad. Utbildningsplan och kursplaner för första årskurser beslutades i april samma år, och den första kullen studenter hade upprop 24 augusti 1998.Programmet utformades på de tre pelarna teknik, miljö och samhälle. Utifrån denna grund kunde studenterna specialisera sig inom exempelvis vattenresurslära, VA-teknik, processdesign eller miljösystemanalys. En stor del av kurserna i de tre första årskurserna var nykomponerade och visade många prov på pedagogisk förnyelse och samverkan över ämnesgränser. Ekosystemteknik fick många sökande redan första året och studenterna bildade en egen sektion 2001.Programmets grundläggande uppläggning är densamma 2022 som 1998. Många civilingenjörer i Ekosystem har anställning i konsultbranchen, inom VA och energi, på myndigheter samt inom idéburen sektor

Avskiljning av uran från dricksvatten med reaktiva filter

Water is our most important provision and its quality is above all dependent on the geological conditions in the area from where it is extracted. Due to geological properties there are certain areas with an elevated risk of high uranium levels in the ground water, which in turn constitutes a risk for human health. Consumption of water that contains a high concentration of uranium implies a health risk due to the chemical characteristics of uranium. Livsmedelsverket (The National Food Administration) and Socialstyrelsen (The National Board of Health and Welfare) therefore recommend that precautionary measures should be taken when the uranium concentration in ground water exceeds 15 micrograms per litre. In particular, drinking water collected from wells in areas with uranium-rich bedrock may have a harmfully high level of uranium. One of the wells of the Ärla water purification plant, located near Eskilstuna, Sweden, contains water that exceeds the guideline of 15 micrograms per litre. One interesting technique for removing uranium from drinking water is adsorption to reactive filter materials. Reactive filters represent a kind of low-cost technology that is intended to utilise a minimum of energy and chemicals. The filters may have specific physical and chemical properties that make them suitable for removing unwanted substances from the water. The aim of this thesis was to investigate the potential of two different reactive filters for uranium removal, i.e. iron-oxide-coated olivine (IOCO) and an anion exchange resin (Purolite). The study included batch experiments with artificial water, from the Ärla water purification plant, and water from a stream near the Stripa mine, both sites having uranium levels higher than 15 micrograms per litre. The results that were obtained by using iron oxide coated olivine filters were further analysed using the chemical equilibrium model Visual Minteq 2.52. The model used was then optimised for uranium removal. The study also included a column experiment with the two filter materials, using water from the Ärla water purification plant. The goal was to provide a more realistic picture of how efficient the filters really were concerning uranium removal. Results from the batch and column experiments showed that the iron oxide coated olivine filter efficiently removed uranium. The two filter columns showed different results, but both of them were able to reduce the uranium concentration to less than 11 micrograms per litre, i.e. significantly lower than the guideline mentioned above. The ion exchange did not work as planned as the filtering efficiency gradually declined during the latter part of the experiment. Presumably this was due more to technical problems than to chemical ones. It seems likely that channels may have formed in the filter material, causing a lower uranium removal efficiency. In conclusion, it can be established that iron oxide coated olivine is a potentially interesting filter material for the removal of uranium from drinking water, but further research and development is needed.Vatten är vårt viktigaste livsmedel och dess kvalitet är framförallt beroende av de geologiska förutsättningarna där det utvinns. På grund av geologiska omständigheter finns det i vissa områden en förhöjd risk för höga koncentrationer av uran i grundvattnet, vilket i sin tur utgör en risk för människors hälsa. Att dricka uranhaltigt vatten kan vara en hälsorisk på grund av uranets kemiska egenskaper. Livsmedelsverket och Socialstyrelsen rekommenderar därför att åtgärder vidtas när dricksvattnet innehåller en högre koncentration av uran än 15 mikrogram per liter. Kartläggningar gjorda av SSI och SGU visar att det är framförallt bergborrande brunnar i områden med en uranrik berggrund som kan innebära skadliga koncentrationer uran i dricksvatten. I samhället Ärla, utanför Eskilstuna, ligger Ärla vattenverk där man i en av vattenverkets brunnar har koncentrationer av löst uran som överstiger riktvärdet. En intressant teknik att utveckla för uranavskiljning i brunnar är adsorption till reaktiva filtermaterial. Ett syfte med reaktiva filter är att kunna avskilja ämnen genom att använda ett minimum av energi och kemikalier. Reaktiva filter måste ha specifika fysikalisk-kemiska egenskaper för att kunna avskilja oönskade ämnen i vatten. Examensarbetets övergripande syfte var att undersöka två reaktiva filters potential för uranavskiljning; en järnoxidtäckt olivinsand samt en anjonbytarmassa. Examensarbetet innefattade skakförsök med konstgjorda vatten, vatten från Ärla vattenverk i Eskilstuna och vatten från en bäck nära Stripa Gruva, samtliga med lösta urankoncentrationer högre än 15 μg/l. Resultaten från skakförsöken med järnoxidtäckt olivinsand som filtermaterial tolkades med hjälp av det kemiska jämviktsprogrammet Visual MINTEQ 2.52. Modellen optimerades darefter för uranavskiljning. Studien innefattade även kolonnförsök med de två reaktiva filtermaterialen för vattnet i Ärla, detta för att få en mer verklig bild av hur effektiva filtren är gällande uranavskiljning. Resultat från skak- och kolonnförsöken visade att den järnoxidtäckta olivinsanden avskiljde uran effektivt. Kolonnerna innehållande järnoxidtäckt olivinsand skiljde sig åt men båda förmådde reducera urankoncentrationerna till mindre än 11 μg/l, vilket är klart lägre än gränsvärdet på 15 μg/l. Jonbytarmassan fungerade inte som önskat då avskiljningseffektiviteten gradvis försämrades under den senare delen av försöket. Förmodligen var problemet mer tekniskt än kemiskt då det med stor sannolikhet hade bildats kanalgångar som förorsakade en sämre avskiljning. Sammanfattningsvis kan det konstateras att de resultat som erhållits i min studie visar att järnoxidtäckt olivinsand är potentiellt intressant som filtermaterial för avskiljning av uran i dricksvatten men att ytterligare forskning och utveckling krävs