Kvicksilver, kadmium och zink i avfall som förbränns i Kiruna kraftvärmeverk

Kiruna Kraft AB is the responsible operator of the Kiruna power and heating plant and the Kiruna waste disposal plant. The company is responsible for the production and distribution of heating and electricity in Kiruna and for heat from the heating plant in Vittangi. In addition, the company takes care of household waste from municipality citizens. The company is authorized to incinerate more than 98 000 tons of waste per calendar year with a maximum of 2,500 tons of hazardous waste. Continuous sampling of the outgoing wastewater from waste incineration in boiler 3 to the recipient Luossajoki has shown elevated levels of the heavy metals mercury, cadmium and zinc. The purpose of this study is to identify where in society mercury, cadmium and zinc are found and to examine the type of waste going to Kiruna power and heating plant which contains the greatest concentration of these heavy metals. A compilation of data from samplings have been made and randomly selected samples of household waste in the municipality of Kiruna have been studied to get a picture of the waste incinerated in boiler 3. The results of tests conducted in 2014 and 2015 show that the Environmental Protection Agency regulations (NFS 2002:28) for the emission of mercury, cadmium and zinc to the receiving water were exceeded in certain quarters in 2014 and 2015 despite high treatment efficiency. The reason behind the elevated metal concentrations to the recipient is likely an increased amount of metals in the incoming waste that is incinerated in boiler 3. The randomly selected samples show that the proportion of non-combustible waste decreased between 2005 and 2006, but that it then gradually increased until 2014. After 2014, the proportion of metal packaging, glass packaging and hazardous waste (hazardous waste, electrical and electronic products) decreased, while the percentage of metal scrap and waste (inert material and other glass) increased. Measures concerning the elevated metal emissions to the recipient have been taken and the company continuously works to minimize the environmental impact. As the operation's treatment efficiency is very high and represents the best technology available in the industry, measures to reduce the levels of particularly mercury and cadmium, but also zinc, in the outgoing wastewater must be directed towards the incoming waste in boiler 3. The reason why the municipality citizens put non-combustible waste in household waste needs to be examined.Kiruna Kraft AB är ansvarig verksamhetsutövare för Kiruna kraftvärmeverk och Kiruna avfallsanläggning. Bolaget ansvarar för produktion och distribution av fjärrvärme och el från värmeverket i Kiruna centralort och värme från värmeverket i Vittangi. Utöver det hanteras kommunmedborgarnas avfall. Bolaget har tillstånd att förbränna högst 98 000 ton avfall per kalenderår varav högst 2500 ton farligt avfall. Kontinuerliga provtagningar på det utgående avloppsvattnet från avfallsförbränning i Panna 3 till recipienten Luossajoki har visat förhöjda halter av tungmetallerna kvicksilver, kadmium och zink. Syftet med denna litteraturstudie är att ta reda på var i samhället kvicksilver, kadmium och zink finns samt att undersöka i vilken typ av avfall som kommer till Kiruna kraftvärmeverk som innehåller störst koncentration av dessa metaller. En sammanställning av data från utförda provtagningar har genomförts och plockanalyser på hushållsavfallet i Kiruna kommun har studerats för att få en bild av vad som förbränns i Panna 3. Resultatet från utförda provtagningar under 2014 och 2015 visar att Naturvårdsverkets föreskrifter (NFS 2002:28) för utsläpp av kvicksilver, kadmium och zink till recipienten överskreds under vissa kvartal trots att skrubberstegens och vattenreningens reningsgrad är mycket hög. Orsaken bakom de förhöjda metallhalterna till recipienten beror troligen på ökad mängd metaller i det inkommande avfallet som förbränns i Panna 3. Genomförda plockanalyser visar att andelen icke brännbart avfall i hushållsavfallet minskade mellan 2005 och 2006 men att det därefter succesivt har ökat fram till 2014. Efter 2014 har andelen metallförpackningar, glasförpackningar och farligt avfall (farligt avfall samt el- och elektronikprodukter) minskat medan andelen metallskrot och deponi (inert material och övrigt glas) har ökat. Åtgärder gällande de förhöjda metallvärdena till recipienten har vidtagits och bolaget arbetar fortlöpande med att minimera verksamhetens miljöpåverkan. I och med att verksamhetens reningsgrad är mycket hög och motsvarar den bästa möjliga teknik som finns inom branschen måste åtgärder för att minska halterna av framförallt kvicksilver och kadmium, men även zink, i det utgående avloppsvattnet riktas mot det inkommande avfallet som utgör bränslet vid förbränning i Panna 3. Orsaken bakom varför kommunmedborgarna slänger icke brännbart avfall i hushållsavfallet måste undersökas

Development of advanced oxidation processes for the Finnish pulp and paper industry water treatment

Advanced oxidation processes (AOP) have been developed as a pinnacle of chemical water treatment to face the more tightening environmental limits during the last three decades. Whenever either pure coagulation & flocculation or/and biological technologies cannot reach the required environmental limits, then AOP technologies can be used. This thesis presents four AOP methods to treat different pulp and paper water types. The first study object is to enhance the conventional treatment CODcr removal by placing the AOPs as a tertiary treatment step after the existing activated sludge process. The second study focuses on reducing chemical and investment costs associated with the first study by placing the AOP before the activated sludge by modifying the difficult biodegradable matter to more readily biodegradable. The more biodegradable wastewater can then be removed more efficiently in the following activated sludge stage. The third study uses AOP for more environmentally friendly and economical biocides used on paper machines for biological growth control, simultaneously reducing the recalcitrant compounds found in wastewater. The fourth study aims at removing manganese from the incoming raw water using a new non-toxic, environmentally friendly oxidation method. This new environmentally friendly oxidation method can replace used recalcitrant compounds used in the pulp and paper process. The presented AOP shows its ability to adapt and reach high removal efficiencies for CODCr and Ptot removal in cases known to be challenging to biological treatment only. Suggestions for further AOP development include maximising the utilisation of the existing equipment and chemistries already at the site to lower the initial operational and capital expenses needed to obtain the suggested AOP. Simultaneously, simplifying the presented new AOP toward a more straightforward process with less process and required chemicals is preferred.Avancerade Oxidation Processer (AOP) har utvecklats för den finska massa- och pappersindustrin under de senaste tre senaste decennierna för situationer då processer baserade på sedimentation, kemisk fällning och biologisk rening inte uppnår satta gränsvärden. Finland fick sin första miljölagstiftning 1961. I lagstiftningen var fokus på reglering av avfallsvattenvolymen, på vattnets pH-värde samt på mängden suspenderade ämnen. I slutet av 1970-talet uppstod en diskussion kring behovet av nya begränsningar för att minska utsläppen av biologiskt nedbrytbara ämnen och fosfor. Dessa utsläpp orsakade kraftigt tillväxt av alger och annan mikroskopisk biomassa som i sin tur ledde till syrebrist i vattenströmmarna. De nya kraven ledde till byggande av biologiska reningsverk, vars design togs från kommunala reningsverk. Kort efter de första biologiska reningsverken hade tagits i bruk i mitten av 1980-talet upptäckte man att den förväntade BOD-reningen inte kunde uppnås. I slutet av 1980-talet trädde begräsningar på kemisk syreförbrukning (COD) och fosfor (P) i kraft. COD lämpar sig bättre än BOD för styrning av biologiska reningsverk då det kan analyseras snabbare och mer exakt. I slutet av 1980-talet började skogsindustrin sluta vattenkretsloppen för att minimera mängden avfallsvatten och på sätt minska på byggkostnaderna för reningsverken. I början av 1990-talet konstaterade man att de nya kraven på COD var mycket svårare att nå än de tidigare kraven på BOD. Så småningom blev det klart att en del av analyserade COD-värden inte var nedbrytbart i det biologiska reningsverket. För den här delen började den engelska termen hard COD användas. Den del av COD som inte bryts ner biologiskt består främst av långkedjiga organiska molekyler eller toxiska ämnen. I denna avhandling presenteras fyra AOP-metoder för att behandla olika typer processvatten inom massa- och pappersindustrin. Gemensamt för AOP är in situ produktion av hydroxylradikaler. Fenton-processen är den mest kända AOP-tekniken. Fenton-processen grundar sig på användning av tvåvärt järn som metallkatalyt för att spjälka väteperoxid. I andra vanliga AOP används väteperoxid, ozon och UV bestrålning samt deras blandningar

Storm water management problems in southern Kurdistan : examples from Sweden and internationally

I södra Kurdistan där exploatering, utbyggnad och förtätning av nya respektive befintliga bebyggelseområden sker är dagvattensituationen mycket allvarlig. Arealerna av hårdgjorda ytor ökar stadigt med exploateringen. Infiltrationen av nederbörd i tillrinningsområden minskar ständigt. Stora mängder regn avrinner från ytor som en gång var genomsläppliga till lågt belägna och känsliga områden. Flödestopparna blir stora och icke reglerade vid såväl extensiva som måttliga regn. Dåligt dimensionerade och utformade dagvattensledningssystem medför snabba belastningar på ledningarna så att läckage och bräddning av smutsvatten i bebyggelseområden blir ett faktum. Bebyggelsen vid närliggande torra vattendrag riskerar att drabbas av ständiga översvämningar. I områden där man har sprängt berg och branta slänter för att anlägga vägar och annan infrastruktur blir marken känslig för erosion. Instabil och dåligt utförd schaktning gör att många byggnadsanläggningar utsätts för skred när marken utsätts för långvarigt regn. Nederbörd i stadsbebyggelsen förknippas alltid i folkets minne som en besvärlig situation med bland annat spridning av föroreningar och dålig åtkomlighet genom stadens olika delar. Dessa problem och den allvarliga situationen och avsaknaden av ett anpassat och fungerande dagvattenledningssystem i södra Kurdistan (studieområdet) ledde till mitt val av ämne för detta examensarbete. Arbetet är uppbyggt i två delar. Den första delen består av utförliga observationer i studieområdet. Dagvattenhanteringsproblematiken i södra Kurdistan beskrivs här både i ord och bild. Här görs också en genomgång av ett antal problem, bland annat av urbanisering samt ökad andel hårdgjorda ytor och vattenförbrukning. Andra delen av arbetet består av en litteraturstudie där dagvattenhanteringsutveckling i Sverige beskrivs med en översiktlig presentation av ett antal exempel på dagvattenhantering både i Sverige och internationellt. Målet är att konkretisera dagvattenproblematiken i södra Kurdistan och att arbeta på ett underlag som skulle kunna fungera som arbetsmodell för vad man kan göra för att lösa dagvattenproblematiken i södra Kurdistan. För att ta fram ett sådant underlag visar jag vilka byggstenar som ingår i dagvattenhanteringssystemen och dels vilka problem dessa är anpassade för. I en tabell redovisar jag ett antal exempel på tänkbara lösningar utifrån både svenskt och internationellt dagvattenhanteringsperspektiv. Min metod har varit att göra besök på det valda studieområdet (södra Kurdistan) för att tydligt kunna redogöra för vilka dagvattenproblem som finns där. Jag kommer att utföra ett antal observationer på områdets dagvattenanläggningar för att se hur de är konstruerade och utformade, samt hur dagvattnet hanteras allmänt i södra Kurdistan. Målet är att arbeta fram ett dokument i ord och bild om dagvattenproblematiken. I min studie ingick därför två genomförda besök i studieområdet ett i januari och ett i september 2011. Resultatet av dessa besök sammanställde jag sedan i detta examensarbete. Till min litteraturstudie har jag utgått ifrån böcker och tidskrifter i ämnet dagvattenhantering. Jag har även läst tidigare publicerade examensarbeten om 4 dagvattenhantering för att få bredare kunskaper i ämnet. För kompletterande bildmaterial har jag i första hand använt mig av digitala källor. En avgränsning är gjord i och med att jag i mitt arbete beskriver dagvatten-­‐ hanteringsproblematiken i allmänhet med inriktning på urbana miljöer utan att begränsa mig till någon specifik stad. Jag har fokuserat på ett problem i taget, och med egna kommenterar och med hjälp av kompletterade bilder försöker jag tydliggöra dessa. Ett av de grundläggande problemen med dagvattenhantering i södra Kurdistan är att man avleder allt dag -­‐ och DBT (dusch, bad och tvätt)-­‐ vatten från bostadsområden, industriverksamheter och trafikytor i gemensamma ledningar. Det innebär att kemikalier och skadliga ämnen från de olika verksamheterna kommer in i dagvattenledningarna utan att någon åtgärd görs för att hindra dessa skadliga ämnen att komma ut i naturen. Eftersom det inte finns någon form av system eller reningsverk för rening av dag-­‐och avloppsvatten innan och efter avledningen innebär det att det förorenade vattnet därför blir svårt att återanvända och dra nytta av. Ett annat problem är att avledningsnätet på grund av ålder och dålig dimensionering läcker ut till markytan och vidare ut i marken, vilket kan innebära stora miljöproblem i framtiden. Kunskap och vikten av lokal dagvattenhantering kan därför vara viktig att påpeka och förmedla till berörda myndigheter i södra Kurdistan, bland annat är det viktigt att hänsyn tas till de lokala förutsättningarna vid planering och projektering av nya exploateringsområden. Nya lösningar ska prioriteras före de traditionella dagvattenlösningarna. Dessutom bör miljöplaner och miljökrav på sikt fastställas och tillämpas i kommunernas stadgar och översiktliga planer. Målet är att i framtiden ska exploatering, planering och utbyggnad av nya bostads-­‐ och industriområden också utgå från dessa planer och krav. Myndigheternas strävan ska även vara att arbeta för en god och hållbar mark och vattenförvaltning i landet. Genom att dra nytta av Sveriges och andra EU-­‐länders varierade erfarenheter vad gäller lokal dagvattenhantering kan dessa möjligtvis också tillämpas (mer eller mindre) i södra Kurdistan med utgångspunkt i de lokala förutsättningarna. Tanken med detta arbete om dagvattenhantering i Sverige och internationellt är att det ska kunna bli en inspirationskälla för myndigheterna i södra Kurdistan. Att det i framtiden ska leda till bättre dagvattenhanteringsarbete med miljökvalitet som utgångspunkt

Kan utbredningen av syrefattiga bottnar påverka Hanöbuktens ekosystemtjänster och dess värden?

Den ökande frekvensen av algblomningar i Egentliga Östersjön har resulterat i ökad utbredning av syrefattiga bottnar. Detta har fått till följd att flera ekosystemtjänster i regionen Hanöbukten har påverkats negativt. Utbredning har medfört försämrade möjligheter för yrkesfiskarnas huvudfångst torsken (Gadus morhua) att reproducera sig, och befolkningens vilja att resa till drabbade områden minskar i takt med algblomningarna vilket innebär mindre inkomster för turistnäringen. Undersökningar och beräkningar visar på att Sveriges befolkning är villiga att betala 7,5 miljarder SEK för att uppnå målen i Baltic Sea Action Plan, vilket innebär en motsvarande summa för Hanöbukten på 600 miljoner SEK. Flera alternativ av syresättning av djupvattnet har presenterats med syfte om att minska frekvensen återkommande algblomningar och därigenom förbättra den ekologiska statusen för området. Resultaten visar att syresättningen kan medföra återkolonisering av tidigare syrefattiga bottnar vilket skulle kunna gynna ekosystemtjänsterna i Hanöbukten. Dock med temperaturförändringar som följd vilket kan leda till missgynnande förhållanden på lång sikt.The increasing prevalence of algal blooms in the Baltic Proper has resulted in an expansion of hypoxic seabed. This has resulted in that several ecosystem services within the region of Hanö Bay have been adversely affected. The expansion has brought less favourable reproduction opportunities for the cod (Gadus morhua), which is the main catch in commercial fishery in the area. Fewer people are willing to travel to areas that are affected by the algal bloom, which results in less revenue for the local tourism businesses. Studies and calculations show that the Swedish population is willing to pay 7.5 billion SEK to achieve the goals of the Baltic Sea Action Plan, which means an equivalent sum for the Hanö Bay amounting up to 600 million SEK. Several alternatives have been presented to counter the anoxic seabed including water-pumping devices from the surface of the sea down to the sea floor. By doing so the scientists are hoping to reduce the amount of algal bloom and at the same time enhance the ecological status in the region. The experiments indicated that the induced oxygen levels results in re-colonization of the seabed, which possibly can support the ecosystem services of Hanö Bay. However the pumping of water also resulted in an increased temperature that might lead to less favourable conditions in the future