Innhold:

Drinking water

1. Biostability of water in the distribution system - partnership with Michael Waak
2.  Biofiltration (IVAR)
3. Bruk av lava for vannrensing

Wastewater treatment

1. Ozonation of effluent from landfill sites
2. Electrochemical oxidation of effluent from landfill sites
3. Utslipp av tunnelvaskevann
4. Mikroplast fra veiavrenning
5. Biological phosphorus removal with aim of recovery
6. The microbial community of enhanced biological phosphorus removal (EBPR) in continuous moving bed biofilm reactor (MBBR)
7. Nutrient recovery from wastewater (RECOVER project)

Storm water

1. Thermamal analysis of green/grey water in cold climate
2. Implications of local stormwater and rainwater use for wastewater treatment in Oslo (NIVA)
3. Bruk av fordrøyningsbasseng for lokal overvannshåndtering (Trondheim kommune)
4. Frost i grunne overvannssystemer
5. Modellering av overvannssystem på Stangeland arena
6. Modellering av konsentrasjon av avisningskjemikalier i overvannssystem
7. Kombinasjon av prefabrikkert og stedsbygget regnbed
8. Frost og permeable dekker

Urban water systems

1. Governance of urban water systems
2. Improved modeling of future rehabilitation needs
3. Isotopes to measure parameters of flow

Sports arenas

1. Removal of THM from swimming pool water by use of the balance water tank for THM-stripping
2. Hydraulikk i bassengbad – hvordan sikre rent vann under heve/senkebunn?
3. Evaluating potential benefits of predictive dosing of chlorine in pool water treatment

Tittel

Bruk av lava til vannrensing

Type

Kontakt / veileder

Tone Muthanna, Thomas Meyn, Bengt Tovslid

Sted

Trondheim, vannlaboratoriet

Bruk av ulike filtermedier er en utprøvd og kjent metode for rensing av både drikkevann og avløpsvann.

Sand er et rensemedium, et annet, og mye mer effektivt, er knust er knuste lettklinker. Både lettklinker og lava er porøse materialer, og forskning som er utført viser at knuste lettklinker er langt mer effektive enn sand ( som ikke er porøs, og i tillegg tung). Vi ønsker å vite mer om rensing med naturmateriale (lava), og ønsker å finne ut om lava har samme renseeffekt og er like godt egnet som lettklinker ( produsert).

Lettklinker og lava har begge enorm ytre og indre overflate, noe som gir god plass til etablering av biofilm. Oppsiden ved bruk av lava er stor reduksjon i CO2 utslipp da dette er dette et naturmateriale som ikke trenger å brennes slik som produksjon av lettklinker krever ( lettklinker er leire som brennes på 1100 grader ).

Vi ser for oss at det kjøres sylindertester slik som det gjøres med lettklinker.

Titel

Ozonation of effluent from landfill sites

Type

Project & Master thesis  

Contact/supervisor

Thomas Meyn, Noemi Ambauen

Location

NTNU / Drinking water & analytical lab (Valgrinda)

Project background:

The discharge of landfill leachate (no: sigevann) to a water body, like lakes and fjords, is becoming more strict in Norway by 2020 due to EU-legislation, making advanced effluent treatment necessary. Ozonation is investigated as a possible treatment. This project is collaborating with municipalities in Nordland Fylke, there advanced treatment is demanded by the authorities and several treatment plants are under construction. The treatment is aiming at removal of heavy metals and organic micropollutants. Ozonation is a very powerful oxidation process, commonly used for treatment of drinking water or industrial wastewaters.

Student tasks:

• Get familiar with a small ozonation setup and carry out bench scale experiments
• How is the degradation in the reactor influenced by different starting concentrations, temperature, pH etc.?
• Measurement of reaction compounds (using a photometer)
• Determination of reaction kinetics

Figure 1: Schematic overview of master thesis

Titel

Electrochemical oxidation of effluent from landfill sites

Type

Project & Master thesis  

Contact/supervisor

Thomas Meyn, Noemi Ambauen

Location

NTNU / Drinking water & analytical lab (Valgrinda)

Project background:

The discharge of landfill leachate (no: sigevann) to a water body, like lakes and fjords, is becoming more strict in Norway by 2020 due to EU-legislation, making advanced effluent treatment necessary. Ozonation is investigated as a possible treatment. This project is collaborating with municipalities in Nordland Fylke, there advanced treatment is demanded by the authorities and several treatment plants are under construction. The treatment is aiming at removal of heavy metals and organic micropollutants. Electrochemical oxidation is a powerful variant of oxidation process used in water treatment.

Student tasks:

• Get familiar with a small pilot setup and carry out bench scale experiments under controlled and uncontrolled conditions
• Evaluation of the treatment efficiency under the different given conditions (Temperature, pH, applied current), by using i.e. a spectrophotometer
• Determination of reaction kinetics and evaluation treatment efficiency

Titel

Treatment of tunnel wash water

Type

Project & Master thesis  

Contact/supervisor

Thomas Meyn (together with new PhD)

Location

NTNU / IBM

Project background:

Norway is a country with many road tunnels and their number is growing continuously. Overall are there about 1000 tunnels with a total length of more than 1000 km. All tunnels are maintained by washing with varying frequency, depending on the traffic load, which is directly proportional to the degree of contamination. Wash water from tunnels does contain which are harmful to the environment, such as oil, tar, polycyclic aromatic hydrocarbons, heavy metals, remains from degradation of cleaning agents etc. Treatment is therefore required subsequent to water discharge.

However, quality and quantity of wash water are varying significantly spatially and temporally. This makes it difficult to design and dimension such treatment systems. Limited knowledge is available about treatment efficiency and operational challenges of established treatment solutions. Vianova / Statens Vegvesen is building a full-scale research facility right now to address these issues, and results from that will be available for this study.

Student tasks:

• Getting familiar with today’s practices
• Evaluation of treatment results from Vianova / Statens Vegvesen
• Evaluation of treatment strategies (i.e. mobile vs. static, with and without pre-sedimentation, usage of soap vs. washing without soap)
• Evaluation advanced treatment processes (precipitation, filtration, membranes)

Vasking av Grillstadtunnelen (STATENS VEGVESEN)

Tittel

Mikroplast fra veiavrenning

Type

Prosjekt og masteroppgave

Kontakt / veileder

Tone Muthanna/Thomas Meyn

Sted

NTNU / vann og avløpslab

Det er en stadig økende bevissthet om at forurenset overvann fra veinettet, inkludert utslipp av tunnelvaskevann, er skadelig for vannmiljøet. Statens vegvesen bygde sine første naturbaserte renseløsninger i form av sedimentasjonsdammer i siste halvdel av 1990-tallet. Siden den gang er det blitt bygd ca. 170 slike renseløsninger i forbindelse med nye veiprosjekter. De fleste er bygget for å rense overvann fra veier, men noen er også bygget for å rense tunnelvaskevann. Overvann og tunnelvaskevann inneholder en rekke ulike forurensningsstoffer som f.eks. næringssalter, veisalt, tungmetaller, organiske miljøgifter, partikler og ikke minst mikroplastpartikler. Mikroplast fra vei, og spesielt slitasjepartikler fra bildekk, har i den senere tiden blitt fremhevet som en av de viktigste og største kildene til mikroplast i miljøet. Samlet nasjonal og internasjonal erfaring gjennom 25 år, ispedd ny og oppdatert kunnskap om forurensning fra vei tilsier at dagens praksis ofte ikke er tilstrekkelig til å beskytte vannmiljøet. Dette er en erkjennelse som kommer til uttrykk bl.a. gjennom Nasjonal Transport Plan 2018-2029 (NTP, Meld. St. 33 2016-2017) og Statens vegvesen sitt Handlingsprogram 2018-2023(2029). I NTP påpekes det at «Avrenning av miljøskadelige kjemikalier og partikler fra infrastruktur, aktivitet og latente kilder må begrenses og helst forhindres. Der det ikke er mulig å unngå skadelige kjemikalier, bør man prioritere opprydningstiltak, rensesystemer eller tiltak for å begrense spredning» Videre står det at «Etatene og underliggende virksomheter skal arbeide for å unngå at mikroplast fra sektoren spres til vannforekomster. Dette skal gjøres ved økt fokus på kilder til mikroplast og utredning av tiltak for å forhindre videre spredning og nye kilder».

Som et resultat av disse økte forventningene og kravene til å eliminere eller redusere utslipp av forurensning til vannforekomster så har Statens vegvesen nylig vedtatt nye retningslinjer for rensing av overvann fra vei og tunnelvaskevann. De nye retningslinjene, vedtatt i vegnormal N200 og N500, innebærer krav om fler-trinns renseløsning i tilfeller med høy trafikktetthet eller hvor resipienten er en sårbar vannforekomst. Kunnskap om utvikling, design, bygging og drift av fler-trinns renseløsninger for overvann og tunnelvaskevann er derimot mangelfull.

NIVA RAPPORT L.NR. 7231-2018 Microplastics in road dust – characteristics, pathways and measures

Oppgave:

Oppgaven kan være todelt:

1)      Hvordan lage en forurenset veske som kan benyttes til kolonne forsøk og som er representativ for typisk veivann

2)      Hvordan filtrere microplast med Filtralite? Hvilken type Filtralite egner seg best og er det noen tilleggseffekt ved å benytte Activated Filtralite med sorpsjonsegenskaper? Problemstillingen må ses i sammenheng med «size range» informasjonen i tabellen ovenfor. Kolonneforsøk med vann fra 1) er nok en naturlig metode.

Tittel

Biological phosphorus removal with aim of recovery

Type

Project and master thesis

Kontakt / veileder

Stein W Østerhus, Blanca M. Gonzalez Silva

Sted

Trondheim

Wastewater with high levels of organic matter (COD) Phosphorus (P) and Nitrogen (N) causes several problems, such as eutrophication, oxygen consumption and fish toxicity, when discharged to the aquatic environment. It is, therefore, necessary to remove these substances from wastewaters for reducing their impact to the environments. The enhanced biological phosphorus removal (EBPR) process is increasingly popular as a sustainable method for removal of phosphorus (P) from wastewater. The overall aim of this project is to carry out the EBPR in a continuous biofilm process utilizing a pilot-scale Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR). The Bio-P sludge generated could be potential source for P and N recovery during the sludge line treatment. The bioreactor will be combined with a mechanical pretreatment. The interaction between the pretreatment sieve and the bioreactor will be studied with emphasis on the carbon balance within the treatment process.

These tasks are offered in conjunction with PhD candidates. The student work will comprise laboratory work as well as data analysis

Tittel

The microbial community of enhanced biological phosphorus removal (EBPR) in continuous moving bed biofilm reactor (MBBR)

Type

Project and master thesis

Kontakt / veileder

Stein W Østerhus, Blanca M. Gonzalez Silva and Ingrid Bakke

Sted

Trondheim

Wastewater with high levels of organic matter (COD) Phosphorus (P) and Nitrogen (N) cause several problems, such as eutrophication, oxygen consumption and fish toxicity, when discharged to the aquatic environment. It is, therefore, necessary to remove these substances from wastewaters for reducing their potential negative impact. P removal is achieved by polyphosphate-accumulating organisms (PAOs) through enhanced biological phosphorus removal (EBPR) under alternating anaerobic-aerobic conditions. The aim of this research is to characterize microbial community structures of an EBPR carried out in a pilot-scale Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) operated as a continuous biofilm process with circulating carrier media. To carry out this characterization Illumina sequencing of the 16S rRNA amplicons and statistical analysis will be used.

Potential research objectives:

          ·           To provide a comprehensive insight into the key PAOs and determine their relative abundance.

          ·           To identify the possible existence of nitrifying, a denitrifying, and anammox  bacteria.

          ·           To identify the most dominant ordinary heterotrophic organisms and glycogen-accumulating organisms (GAOs).

          ·           To link the performance of the EBPR with the microbial community structures.

Tittel

Nutrient recovery from wastewater (part of RECOVER project)

Type

Project and master thesis

Kontakt / veileder

Stein Østerhus, Sina Shaddel

Sted

NTNU / Wastewater water & analytical lab (Valgrinda)

Sludge treatment and dewatering creates reject water and concentrated flows that have to be treated and managed. Increased use of dewatering, sludge treatment/refining, anaerobic digestion, etc. will increase the amount of these reject flows and their concentration. The scope of the project is to develop processes for recovery of phosphorous and nitrogen from concentrated flows, which may include production of raw material for fertilizer industry or a fertilizer. The study will start with desktop evaluation of different techniques and process configurations where the potential and efficiency for maximized nitrogen recovery will be evaluated theoretically. The process configuration may be physical, chemical, biological or combination of them. This will be followed by laboratory and small pilot scale experiments on selected process configurations to demonstrate and validate the findings. In this project, the evaluation of selected methods would considered and selection of process configurations for further investigation would be a criteria-based selection procedure based on a technical and commercial basis.

Student tasks:

• Get familiar with wastewater treatment, nutrient recovery concept and crystallization concept
• Literature research: the modern nutrient recovery concept and the effect of water chemistry effect on recovery and product quality.
• Set up crystallization experiments incl. elaboration of an experimental plan
• Experiments will be conducted with synthetic and real reject water (origin: Norwegian wastewater treatment plants)
• Sample analysis by advanced analytical methods (e.g. IC, XRD, SEM)
• Investigation of different products for nutrient recovery from wastewater

The student should preferably do project or master thesis. The student would benefit contact with the RECOVER group including PhDs and post-docs, SINTEF and close contact with industrial partners.

Tittel

Understanding nitrogen removal in an EBPR process based on cMBBR

Type

Project and master thesis

Kontakt / veileder

Stein W Østerhus, Blanca M. Gonzalez Silva

Sted

Trondheim

Wastewater with high levels of organic matter (COD) Phosphorus (P) and Nitrogen (N) causes several problems, such as eutrophication, oxygen consumption and fish toxicity, when discharged to the aquatic environment. It is, therefore, necessary to remove these substances from wastewaters for reducing their impact to the environments. The enhanced biological phosphorus removal (EBPR) process is increasingly popular as a sustainable method for removal of phosphorus (P) from wastewater. The overall aim of this project is to investigate and understand the simultaneous phosphorus and nitrogen removal in an EBPR process based on Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) system. The experiments will mainly be carried out in a continuous biofilm process utilizing a pilot-scale cMBBR operated as an EBPR.

These tasks are offered in conjunction with PhD tasks of Chunbo He. The student work will comprise laboratory work as well as data analysis

Tittel

Understanding the role of available carbon an EBPR process

Type

Project and master thesis

Kontakt / veileder

Stein W Østerhus, Blanca M. Gonzalez Silva

Sted

Trondheim

Wastewater with high levels of organic matter (COD) Phosphorus (P) and Nitrogen (N) causes several problems, such as eutrophication, oxygen consumption and fish toxicity, when discharged to the aquatic environment. It is, therefore, necessary to remove these substances from wastewaters for reducing their impact to the environments. The enhanced biological phosphorus removal (EBPR) process is increasingly popular as a sustainable method for removal of phosphorus (P) from wastewater. The overall aim of this project is to investigate and understand the role of available carbon (type carbon, concentration, and variation) in an EBPR process based on Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) system. The experiments will be carried out in a Sequence Batch Reactor (SBR) and/or a continuous MBBR (cMBBR) operated as an EBPR.

These tasks are offered in conjunction with PhD tasks of Abaynesh Belay Fanta. The student work will comprise laboratory work as well as data analysis

Tittel

Thermal analyses of green/grey roofs in cold climate. Detention and drainage capacity 

Type

Master thesis

Kontakt / veileder

Tone Muthanna, Vladimir Hamouz

Sted

NTNU

Detention and drainage capacity of green roof solutions may be highly impacted by climate conditions. Freezing and thawing fluctuations may reduce the performance, and needs to be included in the design evaluations.

By using thermal insulating products like expanded clay aggregates (Leca) in the buildup of the roof structure the temperature peaks will be reduced. The moisture content in the Leca material will impact the thermal conductivity, but the heat capacity and latent heat will compensate more or less the reduction of the conductivity. This is reported in several studies (Furuberg et all) and well known in the design of infrastructure solutions (road and railway embankments).

However, the total thermal performance will depend on design and products used in the total structure, e.g. insulating materials under the water barrier.

The study should

1. Analyse the thermal performance of the different solutions for green and grey roof structures, the impact of thermal resistance, heat capacity and latent heat.
   Propose a design value for calculation of resistance to freezing
2. Evaluate the impact on detention and drainage from freezing and thawing.
3. Propose design values for water handling capacity depending on temperature fluctuation and buildup

Data from analyses at the Høvringen test site (Vladimír Hamouz et all):

Hydrological Performance of LECA-Based Roofs in Cold Climates

Vladimír Hamouz , Jardar Lohne, Jaran R. Wood 2 and Tone M. Muthanna

Effects of Leca insulation in roads and railways

T. Furuberg SINTEF, A. Watn SINTEF, K.O. Amundsgård, Optiroc Group

Tittel

Implications for local stormwater treatment and rainwater-use for wastewater treatment in Oslo

Type

Project & Master thesis 

Kontakt / veileder

Tone Muthanna / Isabel Seifert-Dähnn (NIVA) / Bent Braskerud (VAV)

Sted

NTNU / NIVA / VAV-Oslo

Local treatment of stormwater i.e. with nature-based solutions like rainbeds, bioswales and green roofs, is assumed to be more cost-effective than leading the water to the combined sewage system and further to the wastewater treatment plant. First, digging and installation of larger sewer pipes or separate stormwater pipes can be avoided. Second, less water needs to be transported to (pumping costs) and be treated at the wastewater treatment plant and the sewage water is less diluted by rainwater (savings in chemical use, better purification).

For local rainwater-use for irrigation or in sanitation systems, savings due to reduced use of drinking water can be expected.

In the student project we would like to calculate the savings from implementing nature-based solutions and rainwater-use for the case of Oslo. This will be done based on different scenarios of implementation of nature-based solutions and rainwater-use, and historical treatment data from the treatment plant.

Tasks for the student will include:

-          Collection of data (with help from NIVA and VAV)

-          Elaboration and discussion of different scenarios with partners from the NewWaterWays project

-          Assessment/Modelling of costs for different scenarios

The student project will be embedded in the research project NewWaterWays (https://newwaterways.no/).

Like this … or

Tittel

Bruk av fordrøyningsbasseng for lokal overvannshåndtering

Type

Mulig sommerjobb, prosjekt og/eller Masteroppgave

Kontakt / veileder

Tone Muthanna/Sveinung Sægrov, Birgitte Johannessen

Sted

Trondheim

Nedgravde fordrøyningsbassenger er den mest brukte løsningen for lokal håndtering av overvann. En rekke bassenger er bygd de siste 10-15 årene. Det er behov for grundig gjennomgang av løsninger, registreringer, drift og effekt av disse og å vurdere effekten opp mot andre løsninger for lokal håndtering av overvann.

Mulig sommerjobb: GEMINI er kommunens kartsystem for vann og avløp. Mulighet for registrering av lokale løsninger for fordrøyning ble introdusert nylig. Jobben blir å gå gjennom eksisterende registreringer av fordrøyningsbassenger (og annen lokal overvannshåndtering) i kartsystemet (GEMINI), oppdatere informasjon og registrere anlegg som mangler basert på informasjon fra kommunens arkivsystemer og eventuelle inspeksjoner.

Prosjekt/ Master:

• ·         Vurdere dagens system for registrering av løsninger for lokal overvannshåndtering i GEMINI og foreslå eventuelle forbedringer.
• ·         Undersøk bygde fordrøyningsbassenger av ulike typer og ulik alder med fokus på virkning, drift og vedlikehold. Foreslå drifts- og vedlikeholds-rutiner.
• ·        Modellere effekten på avløpssystemet av mange lokale fordrøyningsbassenger, slik dagens praksis medfører, ved ulike nedbørssituasjoner. Sammenlign med andre løsninger for lokal overvannshåndtering og diskuter fordeler ulemper ved ulike løsninger.

  Foto: Basal/ Wavin

Tittel

Bruk av lava til vannrensing

Type

Kontakt / veileder

Tone Muthanna, Thomas Meyn, Bengt Tovslid

Sted

Trondheim, vannlaboratoriet

Bruk av ulike filtermedier er en utprøvd og kjent metode for rensing av både drikkevann og avløpsvann.

Sand er et rensemedium, et annet, og mye mer effektivt, er knust er knuste lettklinker. Både lettklinker og lava er porøse materialer, og forskning som er utført viser at knuste lettklinker er langt mer effektive enn sand ( som ikke er porøs, og i tillegg tung). Vi ønsker å vite mer om rensing med naturmateriale (lava), og ønsker å finne ut om lava har samme renseeffekt og er like godt egnet som lettklinker ( produsert).

Lettklinker og lava har begge enorm ytre og indre overflate, noe som gir god plass til etablering av biofilm. Oppsiden ved bruk av lava er stor reduksjon i CO2 utslipp da dette er dette et naturmateriale som ikke trenger å brennes slik som produksjon av lettklinker krever ( lettklinker er leire som brennes på 1100 grader ).

Vi ser for oss at det kjøres sylindertester slik som det gjøres med lettklinker.

Tittel

Improved modelling of further rehabilitation needs

Type

Project and master thesis

Kontakt / veileder

Stian Bruaset and Sveinung Sægrov

Sted

Trondheim

Strategic tools that exist for long-term rehabilitation- and investment planning of urban water networks, like the CARE-W LTP and KANEW tools, have weaknesses. In this task you will need to study strategic asset management and the LTP tool in order to be able to build a new tool from the ground up focusing on the same principles, but including some new features that would enhance the modelling experience. The task implies pre-existing knowledge and experience on ICT programming. As such, the task will consist of about 50 % programming and coding, and 50 % understanding and implementing strategic asset management principles within the program. The work will consist of the following specific tasks:    

1. Project work:

• Study asset management (AM) principles with focus on strategic AM.
• Study the weakness of the LTP tool and how this affects the modelling results

2. Master thesis:

• Assess the LTP tool, and how it can be re-tooled to include desired new features.
• Build the new tool on the same framework as LTP, but include new features to enhance the modelling experience and improve results.
• Writing about the use of the tool in terms of strategic asset management.

Tittel

Frost og grunne overvannssystemer

Type

Prosjekt og masteroppgave

Kontakt / veileder

Sveinung Sægrov/Tone Muthanna og Per Møller-Pedersen

Sted

Trondheim

Klimaendringer og større andel tette flater fører til at større mengder overvann skal håndteres. Tradisjonelt har dette foregått ved å legge overvannsledninger på frostfritt dyp og forbinde dem med rister på overflaten. Det er imidlertid kostbart og tidkrevende å legge dype ledninger. Løsninger er derfor utviklet for å håndtere overvann på grunnt nivå. Et eksempel er slisserenner som blant annet benyttes på flyplasser. På Gardermoen har slike slisserenner vært brukt i mange år. Et annet eksempel er Qmax Storm (ovalt rør) som legges grunt under overflaten for å ta veivann og takvann.

Det er imidlertid en del spørsmål rundt funksjon i frostvær og i perioder med frysing/tining. Følgende elementer kan inngå i oppgaven:

 - Beskrivelse av problemstillinger og løsninger for grunn håndtering av overvann

- Innhenting av erfaringsdata knyttet til frost og vinterfunksjon

-         - Identifisering av problemstillinger knyttet til frost

-         - Beregninger og eventuelle forsøk

-         - Anbefalinger

-          

Tittel

Modellering av overvannssystem på Stangeland Arena

Type

Prosjekt og masteroppgave

Kontakt / veileder

Sveinung Sægrov/Tone Muthanna og Per Møller-Pedersen

Sted

Trondheim / Sola

Stangeland Arena er en innendørs fotballhall som ligger på en 5000 m2 tomt. Hallen ble åpnet i oktober 2016. Det er bygget en løsning for håndtering av overvann som blant annet omfatter permeable dekker, infiltrasjonskummer og gruntliggende infiltrasjonssystem. Området dreneres via grunnvannet og det er ikke utløp til offentlig nett. Det er bygget inn en rekke barrierer. Overvannsanlegget er blitt instrumentert med to trykksensorer som måler variasjoner i grunnvannsstanden, eventuelt overløp samt en værstasjon. Målingene startet opp tidlig i 2018.

Det er behov for å dokumentere effekten av løsningen. Følgende elementer kan inngå i oppgaven:

-         Modellering av dreneringsområdet

-         Kalibrering av nedbør og avrenning mot variasjoner i grunnvannsstanden

-         Beregning av fordrøyningskapasitet og tømming

-         Vurdering av funksjon til de ulike verktøyene i overvannsløsningen

-         Beregning av dreneringskapasiteten til grunnvannet.