Examensarbeten

Beskrivning:

Stockholm Vatten och Avfall söker i samarbete med IVL Svenska Miljöinstitutet en student på masternivå, gärna med kunskap inom datavetenskap (i synnerhet artificiell intelligens och maskininlärningsmetoder) och intresse för avloppsvattenrening, för ett examensarbete om 30 hp. Examensarbetet har potential att förbättra driften av Sveriges största reningsverk, med minskad miljöpåverkan och minskade kostnader som följd, och kommer även att bidra till forskningen kring digitala tvillingar för reningsverk.

Problembeskrivning

Henriksdals reningsverk byggs om och ut och för att fördubbla kapaciteten från dagens ca 800 000 personer till 1,6 miljoner personer. Detta medför många stora processförändringar och ökad belastning. För att få tillräckligt lång uppehållstid i rötkamrarna efter ombyggnationen måste volymen på slammet från försedimenteringen – primärslammet – reduceras genom slamförtjockning innan det matas in i rötkamrarna där det sedan rötas för produktion av biogas. Halten av fast material (TS) i det förtjockade slammet mäts online i syfte att följa upp processen, avgöra lämplig driftstrategi och automatiskt späda slammet om det blir så tjockt att det riskerar att orsaka stopp i ledningen. Även ingående TS-halt mäts online och används för att styra dosen av den polymer som tillsätts till det obehandlade primärslammet för att erhålla en god förtjockning. Ett avgörande problem är dock att TS-givarna, och då speciellt TS-givarna efter förtjockarna, inte ger tillförlitliga resultat. Istället måste man ofta förlita sig på lågfrekventa stickprov där TS-halten analyseras manuellt.

Målet med examensarbetet är att utifrån tillgänglig process-, maskin- och instrumentdata utveckla en modell av primärslamsförtjockningen för att kontinuerligt kunna skatta primärslammets TS-halt, med fokus på det förtjockade slammet. En tillförlitlig modell över processteget kan underlätta processuppföljningen och förbättra styrningen, vilket i sin tur kan minska både kemikalieförbrukning, energiförbrukning och transporter.

Projektet är en vidareutveckling av ett tidigare examensarbete och är kopplat till ett industridoktorandprojekt om digitala tvillingar som är ett samarbete mellan Stockholm Vatten och Avfall, Käppalaförbundet, SYVAB, IVL Svenska Miljöinstitutet, Uppsala Universitet och Lunds Universitet.

Arbetsbeskrivning

Arbetet planeras i samarbete med studenten och kan t.ex. bestå av litteraturstudie; sammanställning av tillgänglig data och de signaler som går att använda; val av en eller flera maskininlärningsmetoder för att beräkna TS-halt baserat på annan tillgänglig on-linedata och testa mot driftdata; praktiskt arbete med provtagning och analys för modellkalibrering och -validering; eventuell implementering av metoden i befintligt styrsystem samt slutrapport.

Ansökan skickas till sara.nilsson@svoa.se. Urval sker löpande.

Deltagande organisationer:

IVL Svenska miljöinstitutet

Stockholm vatten och avfall

Kontaktperson:

Hanna Molin, industridoktorand IVL

hanna.molin@ivl.se

Sara Nilsson, utvecklingsingenjör SVOA

sara.nilsson@svoa.se

Sista ansökningsdag:

1 december 2021

Preliminärt startdatum:

Januari 2022

Beskrivning:

Bakgrund

Stockholm Vatten och Avfall (SVOA) planerar tillsammans med Stockholm Stad att implementera ett sorterande system för avledning och behandling av avlopp och matavfall i ett bostadsområde i Norra Djurgårdsstaden (NDS). Som en del i arbetet deltar SVOA tillsammans med flera aktörer, bl.a. Luleå tekniska universitet och RISE, i MACRO 3-projektet (mat i cirkulära robusta system), info om MACRO finns här: https://www.macrosystem.se Länk till annan webbplats.. Målet är att på ett resurseffektivt sätt ta till vara och återanvända näringsämnen och energi. Mer om Norra Djurgårdsstaden finns att här: https://norradjurgardsstaden2018.se/wp-content/uploads/2019/04/program-for-hallbar-stadsutveckling_170321.pdf Länk till annan webbplats.

I NDS kommer svartvatten (från toaletter), gråvatten (bad, dusch, tvätt) och matavfall (köksavfallskvarn) avledas i separata ledningar till resursutvinningsanläggningen. Svartvattnet och matavfallet innehåller energi som kan omvandlas till biogas samt fosfor, kväve och andra växtnäringsämnen som kan ersätta konstgödsel. Gråvattnet, som utgör det största flödet, innehåller värme och vatten som kan tillvaratas. Genom att behandla gråvattnet lokalt och återanvända det inom processindustri eller för bevattning avlastas dessutom det befintliga avloppsledningsnätet.

Det finns i dag ett fåtal områden i Sverige och Europa med sorterande system i stadsmiljö. I Sverige finns H+ i Helsingborg som nyligen togs i drift. Fokus i de flesta projekt ligger på näringsämnen och energi från svartvatten och köksavfall. Därför vill vi i detta projekt fokusera på tekniker för behandling och resursutvinning ur gråvatten.

Uppdrag

Projektets mål är att ta fram ett förslag på en lämplig processlösning för behandling av gråvattnet i stadsmiljö. Processlösningen ska innefatta värmeutvinning, rening till en kvalitet som tillåter användning inom processindustri, bevattning under sommartid och utsläpp till recipient under vintertid samt hantering av slam och andra eventuella biprodukter. Projektet omfattar:

• Undersökning av gråvattens sammansättning och temperatur (litteratur, referensanläggningar)
• Jämförelse och analys av möjliga tekniker och teknikkombinationer där energi-, kemikalie- samt utrymmesbehov ingår, samt eventuellt kostnader
• potential till energiutvinning
• Förslag till val av en processlösning för NDS i Stockholm inklusive uppskattning av utrymmesbehov, energibalans och övergripande investerings- och driftkostnadskalkyl

Fokus ska ligga på tekniker och processlösningar. Resultatet redovisas muntligen vid en slutredovisning samt skriftligen i en tydlig och välunderbyggd rapport.

Handledare på SVOA är Sofia Andersson och Kristina Stark Fujii. Externa granskare från LTU är Inga Herrmann och Elisabeth Kvarnström.

Ansök

Om du är intresserad av examensarbetet, skicka in en ansökan eller ställ frågor till Kristina Stark Fujii (kristina.stark.fujii@svoa.se, 08 522 133 52) senast 10 dec 2021, och glöm inte att beskriva varför du är intresserad av projektet och varför du är en bra kandidat. Urval sker löpande.

Deltagande organisationer:

Stockholm vatten och avfall

LTU

Kontaktperson:

Kristina Stark Fujii

kristina.stark.fujii@svoa.se

08-522 133 52

Sista ansökningsdag:

10 december 2021

Preliminärt startdatum:

Januari 2022

Beskrivning:

Stockholm Vatten och Avfall (SVOA) är en samhällsbyggare i framkant som driver och utvecklar vatten- och avfallstjänster med miljöfokus. Varje dag, året runt förser vi 1,5 miljoner stockholmare med rent och gott kranvatten, renar avloppsvatten och ser till att avfallet tas om hand. Tillsammans med invånare, företag och andra intressenter arbetar vi för att Stockholm ska bli världens mest hållbara stad.

Bakgrund

Stockholm Vatten och Avfall (SVOA) arbetar sedan en tid tillbaka med att kartlägga utsläppet av växthusgaser från sina två reningsverk i Bromma och Henriksdal. Lustgas är en mycket potent växthusgas som bildas vid kvävereningen i det biologiska reningssteget. På Henriksdal finns instrument för mätning av lustgas i både vattenfasen och frånluftflödet. Syftet med mätningarna är att tydligare kunna koppla lustgastproduktionen till kvävereningsprocessen och driften av biosteget.

Projektbeskrivning

Det övergripande målet med projektet är att identifiera och verifiera samband mellan driften av kvävereningsprocessen och lustgasproduktionen på Henriksdals reningsverk. Med en ökad kunskap skall SVOA i framtiden kunna driva reningsverket med minimal miljöpåverkan.

Projektets huvudaktiviteter omfattar:

• Litteraturstudie av lustgasproduktion på reningsverk
• Bearbetning av driftdata, inklusive tidigare genomförda experiment.
• Försöksplanering och test av olika driftscenarier i fullskala.
• Utvärdering av resultat från lustgasmätningar utifrån aktuell driftdata.
• Utifrån resultat föreslå strategier för drift med minimal lustgasproduktion.
• Skriftlig rapportering och muntlig presentation

Genomförande

Projektet kommer att genomföras under vårterminen 2022. Handledare är Kristina Stark Fujii på Stockholm Vatten och Avfall och Erik U. Lindblom på IVL Svenska Miljöinstitutet.

Kvalifikationer

Detta examensarbete genomförs inom din pågående utbildning till civilingenjör. Du ska ha genomgått kurser i avloppsvattenrening. Kunskap och/eller intresse inom mikrobiologi, processteknik och miljöteknik är meriterande.

Frågor och ansökan

Om du är intresserad av examensarbetet, skicka in en ansökan eller ställ frågor till Kristina Stark Fujii (kristina.stark.fujii@svoa.se, 08 522 133 52) senast 10 dec 2021. Glöm inte att beskriva varför du är intresserad av projektet och varför du är en bra kandidat. Urval sker löpande.

Deltagande organisationer:

Stockholm vatten och avfall

IVL Svenska miljöinstitutet

Kontaktperson:

Kristina Stark Fujii

kristina.stark.fujii@svoa.se

08-522 133 52

Sista ansökningsdag:

10 december 2021

Preliminärt startdatum:

Januari 2022

Beskrivning:

Bakgrund

Bromma reningsverk har varit i drift sedan 1934 och hanterar idag avloppsvatten från ca 350 000 personer i västra delarna av Stockholm. Kvävereningsprocessen på Bromma reningsverk närmar sig sin maximala kapacitet men en utbyggnad är inte aktuell då beslut finns om att verket ska läggas ned enligt tidplan 2026.

Bromma har tillsammans med Henriksdals reningsverk ett gemensamt utsläppsriktvärde för totalkväve som inte får överskrida 10 mg/l som årsmedelvärde. Henriksdals reningsverk byggs om i projektet ”Stockholms Framtida Avloppsrening” och kvävereningen på Henriksdal är ansträngd; ett flertal åtgärder på Bromma reningsverk har därför initieras.

Ett av dessa är att åstadkomma efterdenitrifikation i de befintliga sandfiltren. Under 2021 har några försök med metanoldosering för efterdenitrifikation på sandfiltren i Bromma genomförts med goda resultat. Men en systematisk testning och utvärdering där de sammanlagda effekterna på avloppsreningen klargörs har ännu inte kunnat genomföras.

Försök med efterdenitrifikation på sandfilter under 2022 kommer att sammanfalla med ett annat projekt där en försöksdrift av förstärkt förfällning testas vilket innebär att det sannolikt kommer att doseras järnsulfat för efterpolering av fosfor i kombination med kolkälla på filtren. Detta projekt innefattar därför även att se över eventuella effekter av detta.

Projektbeskrivning

Examensarbetet går ut på att planera, följa upp och utvärdera försöksdrift av dosering av kolkälla för efterdenitrifikation på sandfilter.

I dagsläget doseras redan kolkälla för att öka fördenitrifikationen i aktivslamsteget, med detta projekt finns en önskan att utreda vart bäst effekt av tillsatt kolkälla kan erhållas.

I projektet ingår litteraturstudie, utvärderingen med avseende på bland annat drifttid av sandfiltren mellan spolning, påväxt av biofilm på sand, utgående halter av bland annat nitratkväve, totalfosfor, suspenderat och organiskt material (inkluderar bl.a. provtagning och analys) utvärdering av driftdata, utvärdera doseringsstrategier. Resultaten, metoder och litteraturstudie redovisas i en skriftlig rapport och muntlig redovisning.

Genomförande

Projektet kommer att genomföras under vårterminen 2022. Uppgiften kan definieras till att passa en eller två studenter. Handledare är Hanna Gottås, Stockholm Vatten och Avfall. Arbetsplats finns på Nockebyanläggningen nära Brommaplan i Stockholm.

Kvalifikationer

Viss tidigare erfarenhet av provtagning och enklare analyser är meriterande. Pågående utbildning till civilingenjör. Intresse av avloppsrening och miljöteknik är ett krav.

Frågor och ansökan

Kontakta Hanna Gottås, Tel 08-522 31 36. Ansökan skickas senast 2021-12-10 till hanna.gottas@stockholmvatten.se. Glöm inte att berätta varför just du är en bra kandidat. Urval görs löpande.

Deltagande organisationer:

Stockholm Vatten och Avfall

Kontaktperson:

Hanna Gottås

hanna.gottas@stockholmvatten.se
08-522 31 36

Sista ansökningsdag:

10 december 2021

Preliminärt startdatum:

Januari 2022

Beskrivning:

Till ett spännande forsknings- och innovationsprojekt söker vi dig/er som under ert exjobb vill använda dina/era kunskaper för att bidra till hållbar utveckling och ökad innovationsförmåga. Om du/ni dessutom är intresserad av hur användning av öppna data som kan bidra till nya smarta produkter och tjänster och utvecklingen av "innovationsekosystem” har vi något riktigt intressant för dig/er. (Att vi skriver dig/er är för att vi gärna hittar två personer som kan tänka sig att jobba i team med detta exjobb.)

Din/Er uppgift i detta projekt kommer vara att söka svar på frågor som:
• Hur kan och vad krävs för att olika aktörer inom vattenrening ska vara villiga att dela data med andra i syfte att optimera och fortsätta utveckla modeller för långsiktigt hållbar vattenrening?
• Vilken typ av data skulle vara möjlig, intressant och relevant att dela mellan olika aktörer som jobbar med vattenrening och dricksvattenproduktion?
• Vilka nya produkter och tjänster skulle kunna utvecklas från den data som vattenverk och reningsverk kan dela, för vem skulle dessa vara av intresse och hur kan affärsmodeller utvecklas?

Vidare kommer din/er uppgift att handla om att hitta intressanta parametrar för datadelning, i första hand data från vattenverk, för att sedan gå vidare och titta på förutsättningarna samt intresset för att tillgängliggöra denna data bland olika aktörer inom vattensektorn. Uppgiften skulle bestå i kartläggning och analys, djupintervjuer med olika sakägare och intressenter kopplade till kommunala vattenverk och andra nyckelaktörer inom vattenreningssektorn. Resultatet av ditt arbete kommer att användas som underlag för slutsatser och rekommendationer i det Vinnovafinanserade projektet som handlar om innovationer för ett hållbart samhälle. Läs mer om detta på www.openwaters.se.

Du/Ni kommer ha tillgång till kompetent handledning av IVLs experter inom miljö- och hållbarhetsområdet och tillgång till forskare med kompetens inom innovationsledning.

Mottagare av resultatet är den tvärdisciplinära forsknings- och projektgrupp som driver detta projekt. Vår vision är att vi – om och när vi kan dela data och design för samhällskritiska infrastruktur, såsom vattenverk (för dricksvattenproduktion) och reningsverk (för rening av avloppsvatten) – kan bli smartare tillsammans och därigenom skapa hållbara infrastrukturlösningar och smarta produkter och tjänster kopplade till dessa.

Projektgruppen består av representanter från: IVL, Ramboll, Virtual Cities of Sweden, Hagstöm Consulting AB, Trollhättan Energi AB, Borås Energi & Miljö AB, Göteborg Kretslopp & Vatten, RISE Interactive, KTH samt Högskolan i Skövde.

Din/Er profil: Vi tror att detta exjobb kan passa för en till två personer och det vore toppen om vi kan hitta några som vill jobbar i team, kanske från KTHs mastersprogram Hållbar samhällsplanering och stadsutformning, Miljöteknik och hållbar infrastruktur eller Kemiteknik för energi och miljö i kombination med någon från Entreprenörskap och innovationsledning eller Integrerad produktdesign, men detta uppdrag kan säkert vara intressant även för dig på annat program eller studieinriktning.

Dina intresseområden: Du är intresserad av innovation, innovationsledning, hållbar utveckling och digitalisering, gärna också infrastrukturfrågor och vattenrening.

Placering: Stockholm

Övrigt: Detta exjobb kan med fördel skrivas i par och omfattar 30 högskolepoäng. Möjlighet finns att sitta på IVLs Stockholmskontor, på KTH-Campus (Vallhallavägen 81) under exjobbsperioden.

Intresserad? Sänd din/er ansökan till: Eva Stattin på adressen eva.stattin@ivl.se. Denna ska innehålla uppgifter om vilket program du/ni studerar vid, ålder, nationalitet och gärna en motivering till varför du tycker att detta är ett för dig/er intressant exjobb.

Deltagande organisationer:

IVL Svenska Miljöinstitutet

Kontaktperson:

Eva Stattin

eva.stattin@ivl.se

Sista ansökningsdag:

3 december 2021

Preliminärt startdatum:

Januari 2022

Beskrivning:

Bakgrund
Uppsala universitet är via institutionerna Informationsteknologi och Geovetenskaper en partner i VA-kluster Mälardalen. Klustret är ett forsknings- och utbildningskluster inom vatten och avloppsområdet. Klustret utgörs av fem universitet, elva VA-organisationer och två forskningsinstitut (IVL och Rise), som tillsammans forskar för att öka resurseffektiviteten i VA-systemet.

Det föreslagna examensarbetet kommer att vara en del i VA-klustrets forskningsplan för 2022 och ger därför mycket goda möjligheter att nätverka och samarbeta med andra lärosäten, forskningsinstitut och VA-organisationer.

Problembeskrivning
Många reningsverk har sina utsläppskrav baserade på medelvärdeskoncentrationer över ett givet tidsintervall (t ex kvartalsmedelvärde eller årsmedelvärde). För att ge ökad säkerhet och i vissa fall energibesparingar har många regulatorer strikta min- och maxvärden för styrsignalen. Dessa begränsningar i reglersystemen gör att det inte finns någon garanti att ett givet medelvärde uppnås.

Syftet med projektet är att utvärdera en ny övergripande styrstrategi där börvärdet till en befintlig regulator justeras beroende på erhållet reningsresultat (medelvärde beräknat från periodstart till nutid), tid till periodslut och utsläppskrav. Rent reglertekniskt är metoden enkel, och kan tolkas som en tidsdiskret regulator med en integrator som har en förstärkning som är tidsberoende. Styrstrategin kommer att tillämpas på en ammoniumbaserade luftningsstrategi (ABAC).

Reglerstrategin förväntas senare (givet framgångsrika resultat i detta examensarbete) kunna ingå som en viktig del i en mera strukturerad och hierarkisk strategi där hela kvävereningen optimeras (en möjlig tillämpning av en digital tvilling) inkluderande t ex. dosering av extern kolkälla, dynamiska volymjusteringar av aeroba och anoxiska zoner och slamåldersstyrning. De önskade medelvärden som optimeringen räknar fram kan då skickas till den överordnade regulatorn utvecklade inom detta projekt. Strategin bör också kunna användas som ett hjälpmedel för on-line produktionsplanering och som ett tidigt varningssystem.

Arbetsbeskrivning
* Litteraturstudie och genomgång av den reglertekniska strategin.

* Test av metoden på en mycket enkel modell (”toy example”).

* Implementering av metoden i benchmarkmodellen BSM1, se http://iwa-mia.org/benchmarking/

* Simulering i BSM1 och utvärdering av olika scenarier.

Genomförande
Projektet kommer att genomföras under vårterminen 2022. Handledare är Bengt Carlsson vid Uppsala universitet. Samarbete förväntas ske med IVL och en eller flera VA-organisationer.

Kvalifikationer
Du bör ha grundläggande kunskaper i reglerteknik och avloppsvattenrening.

Deltagande organisationer:

Uppsala universitet samt ett flertal VA-organisationer

Kontaktperson:

Bengt Carlsson

bengt.carlsson@it.uu.se

Sista ansökningsdag:

-

Preliminärt startdatum:

Januari 2022