Desarrollo y aplicación de estrategias de control avanzado en procesos biológicos de tratamiento de efluentes contaminados

En este proyecto se ha desarrollado estrategias de control avanzadas para plantas de depuración de aguas residuales urbanas que eliminan conjuntamente materia orgánica, nitrógeno y fósforo. Las estrategias se han basado en el estudio multivariable del comportamiento del sistema, que ha producido subsidios para la utilización de lazos de control feedforward, de control predictivo y de un control de costes que automáticamente enviaba las consignas más adecuadas para los controladores de proceso. Para el desarrollo de las estrategias, se ha creado un sistema virtual de simulación (simulador) de plantas de depuradoras, basado en datos de literatura. Para el caso de una planta real, se ha desarrollado un simulador de la planta de Manresa (Catalunya). Sin embargo, el sistema de Manresa se ha utilizado exclusivamente para auxiliar los ingenieros de la planta en la tomada de decisiones de cambio de configuración para que la eliminación de fósforo se dé por la ruta biológica y no por la ruta química. La implementación de los simuladores ha permitido hacer muchas pruebas que en una planta real demandarían mucho tiempo y consumirían muchos recursos energéticos y financieros. Las estrategias de control más elaboradas han podido ahorrar hasta 150.000,00 Euros por año en relación a la operación de la planta sin el control automático. Cuanto a los estudios del modelo de la planta real, se concluyó que la eliminación biológica de fósforo puede sustituir el actual proceso químico de eliminación de fósforo, bajando los costes operacionales (costes del agente precipitante).

La depuradora de Begues: reactor biològic o aiguamolls construïts?. Estudi comparatiu dels vectors: paràmetres de l'H2O, fangs produïts, costos capitals i d'explotació, personal

L’objectiu del present estudi és comparar els vectors de paràmetres de l’aigua, producció de fangs, costos i personal entre 2 tipus d’instal·lacions EDAR al municipi de Begues; una ja existent amb tractament secundari i terciari mitjançant un reactor biològic i una potencial amb tractament secundari i terciari mitjançant aiguamolls construïts. La finalitat del projecte és determinar, gràcies a l’estudi dels principals vectors ambientals de la infraestructura i a altres estudiats per na Susana Forero Sánchez, quina de les 2 tipologies d’instal·lació s’ajusta més al territori i a les necessitats de tractament de les aigües del mateix. Els resultats de la investigació indiquen que tant els costos d’explotació com la producció de fangs i el personal donen avantatge als aiguamolls construïts, però els costos capitals i el tractament de nutrients són favorables per a la depuradora actual. Amb el projecte de Susana Forero Sánchez, les conclusions que es poden establir en referència a la decisió d’instal·lar una depuradora o una altra segons els vectors estudiats indiquen que l’EDAR sense aiguamolls té més probabilitat de ser escollida com la més adient per les necessitats del territori d’estudi.

Eliminació autotròfica de nitrogen en una pila biològica (microbial fuel cells )

L’aigua i l’energia formen un binomi indissociable. En relació al cicle de l’aigua, des de fa varies dècades s’han desenvolupat diferents formes per recuperar part de l’energia relacionada amb l’aigua, per exemple a partir de centrals hidroelèctriques. No obstant, l’ús d’aquesta aigua també porta associat un gran consum energètic, relacionat sobretot amb el transport, la distribució, la depuració, etc... La depuració d’aigües residuals porta associada una elevada demanda energètica (Obis et al.,2009). En termes energètics, tot i que la despesa elèctrica d’una EDAR varia en funció de diferents paràmetres com la configuració i la capacitat de la planta, la càrrega a tractar, etc... es podria considerar que el rati mig seria d’ aproximadament 0.5 KWh•m-3.Els principals costos d’explotació estan relacionats tant amb la gestió de fangs (28%) com amb el consum elèctric (25%) (50% tractament biològic). Tot i que moltes investigacions relacionades amb el tractament d’aigua residual estan encaminades en disminuir els costos d’operació, des de fa poques dècades s’està investigant la viabilitat de que l’aigua residual fins i tot sigui una font d’energia, canviant la perspectiva, i començant a veure l’aigua residual no com a una problemàtica sinó com a un recurs. Concretament s’estima que l’aigua domèstica conté 9.3 vegades més energia que la necessària per el seu tractament mitjançant processos aerobis (Shizas et al., 2004). Un dels processos més desenvolupats relacionats amb el tractament d’aigües residuals i la producció energètica és la digestió anaeròbia. No obstant, aquesta tecnologia permet el tractament d’altes càrregues de matèria orgànica generant un efluent ric en nitrogen que s’haurà de tractar amb altres tecnologies. Per altre banda, recentment s’està investigant una nova tecnologia relacionada amb el tractament d’aigües residuals i la producció energètica: les piles biològiques (microbial fuel cells, MFC). Aquesta tecnologia permet obtenir directament energia elèctrica a partir de la degradació de substrats biodegradables (Rabaey et al., 2005). Les piles biològiques, més conegudes com a Microbial Fuel Cells (acrònim en anglès, MFC), són una emergent tecnologia que està centrant moltes mirades en el camp de l’ investigació, i que es basa en la producció d’energia elèctrica a partir de substrats biodegradables presents en l’aigua residual (Logan., 2008). Els fonaments de les piles biològiques és molt semblant al funcionament d’una pila Daniell, en la qual es separa en dos compartiments la reacció d’oxidació (compartiment anòdic) i la de reducció (compartiment catòdic) amb l’objectiu de generar un determinat corrent elèctric. En aquest estudi, bàsicament es mostra la posada en marxa d'una pila biològica per a l'eliminació de matèria orgànica i nitrogen de les aigües residuals.

Airbus 340 -lentokoneen C-huoltotelakoiden layout-suunnitelma

Tässä insinöörityössä tehtiin layout-suunnitelmat C-huoltotelakoista Airbus 340 -lentokoneiden huoltoa varten ja selvitettiin samojen huoltotelakoiden käyttömahdollisuutta myös muiden konetyyppien huolloissa. Insinöörityön toimeksiantajana toimi Finnairin tekniikan lentokonekorjaamo, jonka käyttöön huoltotelakat suunniteltiin. Työ aloitettiin perehtymällä Airbus 340 -lentokoneen mittoihin ja C-huoltotarpeisiin. Seuraavaksi käytiin läpi erilaisia huoltotelakkavaihtoehtoja ja niiden aiheuttamia kustannuksia pitkällä ajanjaksolla. Huoltotelakoiden soveltuvuutta tarkasteltiin eri lentokonetyypien käyttöön. Huoltotelakoiden suunnittelussa huomioitiin myös niiden varastointivaatimukset. Lisäksi työssä käytiin läpi viranomaisten turvallisuusvaatimukset sekä lentokonehuoltotoiminnan erityisvaatimukset huoltotelakoille. Työn tuloksena syntyneitä investointilaskelmia ja layout-suunnitelmia käytetään hyödyksi valittaessa kustannuksiltaan ja käyttövaatimuksiltaan parhaiten Airbus 340 -lentokoneiden C-huoltovaatimuksia vastaava huoltotelakkavaihtoehto. Huoltotelakoiden layout-suunnitelmat on tehty työntekijöiden näkökulmat huomioiden, jotta työnteko olisi tehokasta ja ergonomista.

Financial Markets and Real Ecinomy: Four Essays in International Trade

Financial markets play an important role in an economy performing various functions like mobilizing and pooling savings, producing information about investment opportunities, screening and monitoring investments, implementation of corporate governance, diversification and management of risk. These functions influence saving rates, investment decisions, technological innovation and, therefore, have important implications for welfare. In my PhD dissertation I examine the interplay of financial and product markets by looking at different channels through which financial markets may influence an economy.My dissertation consists of four chapters. The first chapter is a co-authored work with Martin Strieborny, a PhD student from the University of Lausanne. The second chapter is a co-authored work with Melise Jaud, a PhD student from the Paris School of Economics. The third chapter is co-authored with both Melise Jaud and Martin Strieborny. The last chapter of my PhD dissertation is a single author paper.Chapter 1 of my PhD thesis analyzes the effect of financial development on growth of contract intensive industries. These industries intensively use intermediate inputs that neither can be sold on organized exchange, nor are reference-priced (Levchenko, 2007; Nunn, 2007). A typical example of a contract intensive industry would be an industry where an upstream supplier has to make investments in order to customize a product for needs of a downstream buyer. After the investment is made and the product is adjusted, the buyer may refuse to meet a commitment and trigger ex post renegotiation. Since the product is customized to the buyer's needs, the supplier cannot sell the product to a different buyer at the original price. This is referred in the literature as the holdup problem. As a consequence, the individually rational suppliers will underinvest into relationship-specific assets, hurting the downstream firms with negative consequences for aggregate growth. The standard way to mitigate the hold up problem is to write a binding contract and to rely on the legal enforcement by the state. However, even the most effective contract enforcement might fail to protect the supplier in tough times when the buyer lacks a reliable source of external financing. This suggests the potential role of financial intermediaries, banks in particular, in mitigating the incomplete contract problem. First, financial products like letters of credit and letters of guarantee can substantially decrease a risk and transaction costs of parties. Second, a bank loan can serve as a signal about a buyer's true financial situation, an upstream firm will be more willing undertake relationship-specific investment knowing that the business partner is creditworthy and will abstain from myopic behavior (Fama, 1985; von Thadden, 1995). Therefore, a well-developed financial (especially banking) system should disproportionately benefit contract intensive industries.The empirical test confirms this hypothesis. Indeed, contract intensive industries seem to grow faster in countries with a well developed financial system. Furthermore, this effect comes from a more developed banking sector rather than from a deeper stock market. These results are reaffirmed examining the effect of US bank deregulation on the growth of contract intensive industries in different states. Beyond an overall pro-growth effect, the bank deregulation seems to disproportionately benefit the industries requiring relationship-specific investments from their suppliers.Chapter 2 of my PhD focuses on the role of the financial sector in promoting exports of developing countries. In particular, it investigates how credit constraints affect the ability of firms operating in agri-food sectors of developing countries to keep exporting to foreign markets.Trade in high-value agri-food products from developing countries has expanded enormously over the last two decades offering opportunities for development. However, trade in agri-food is governed by a growing array of standards. Sanitary and Phytosanitary standards (SPS) and technical regulations impose additional sunk, fixed and operating costs along the firms' export life. Such costs may be detrimental to firms' survival, "pricing out" producers that cannot comply. The existence of these costs suggests a potential role of credit constraints in shaping the duration of trade relationships on foreign markets. A well-developed financial system provides the funds to exporters necessary to adjust production processes in order to meet quality and quantity requirements in foreign markets and to maintain long-standing trade relationships. The products with higher needs for financing should benefit the most from a well functioning financial system. This differential effect calls for a difference-in-difference approach initially proposed by Rajan and Zingales (1998). As a proxy for demand for financing of agri-food products, the sanitary risk index developed by Jaud et al. (2009) is used. The empirical literature on standards and norms show high costs of compliance, both variable and fixed, for high-value food products (Garcia-Martinez and Poole, 2004; Maskus et al., 2005). The sanitary risk index reflects the propensity of products to fail health and safety controls on the European Union (EU) market. Given the high costs of compliance, the sanitary risk index captures the demand for external financing to comply with such regulations.The prediction is empirically tested examining the export survival of different agri-food products from firms operating in Ghana, Mali, Malawi, Senegal and Tanzania. The results suggest that agri-food products that require more financing to keep up with food safety regulation of the destination market, indeed sustain longer in foreign market, when they are exported from countries with better developed financial markets.Chapter 3 analyzes the link between financial markets and efficiency of resource allocation in an economy. Producing and exporting products inconsistent with a country's factor endowments constitutes a serious misallocation of funds, which undermines competitiveness of the economy and inhibits its long term growth. In this chapter, inefficient exporting patterns are analyzed through the lens of the agency theories from the corporate finance literature. Managers may pursue projects with negative net present values because their perquisites or even their job might depend on them. Exporting activities are particularly prone to this problem. Business related to foreign markets involves both high levels of additional spending and strong incentives for managers to overinvest. Rational managers might have incentives to push for exports that use country's scarce factors which is suboptimal from a social point of view. Export subsidies might further skew the incentives towards inefficient exporting. Management can divert the export subsidies into investments promoting inefficient exporting.Corporate finance literature stresses the disciplining role of outside debt in counteracting the internal pressures to divert such "free cash flow" into unprofitable investments. Managers can lose both their reputation and the control of "their" firm if the unpaid external debt triggers a bankruptcy procedure. The threat of possible failure to satisfy debt service payments pushes the managers toward an efficient use of available resources (Jensen, 1986; Stulz, 1990; Hart and Moore, 1995). The main sources of debt financing in the most countries are banks. The disciplining role of banks might be especially important in the countries suffering from insufficient judicial quality. Banks, in pursuing their rights, rely on comparatively simple legal interventions that can be implemented even by mediocre courts. In addition to their disciplining role, banks can promote efficient exporting patterns in a more direct way by relaxing credit constraints of producers, through screening, identifying and investing in the most profitable investment projects. Therefore, a well-developed domestic financial system, and particular banking system, would help to push a country's exports towards products congruent with its comparative advantage.This prediction is tested looking at the survival of different product categories exported to US market. Products are identified according to the Euclidian distance between their revealed factor intensity and the country's factor endowments. The results suggest that products suffering from a comparative disadvantage (labour-intensive products from capital-abundant countries) survive less on the competitive US market. This pattern is stronger if the exporting country has a well-developed banking system. Thus, a strong banking sector promotes exports consistent with a country comparative advantage.Chapter 4 of my PhD thesis further examines the role of financial markets in fostering efficient resource allocation in an economy. In particular, the allocative efficiency hypothesis is investigated in the context of equity market liberalization.Many empirical studies document a positive and significant effect of financial liberalization on growth (Levchenko et al. 2009; Quinn and Toyoda 2009; Bekaert et al., 2005). However, the decrease in the cost of capital and the associated growth in investment appears rather modest in comparison to the large GDP growth effect (Bekaert and Harvey, 2005; Henry, 2000, 2003). Therefore, financial liberalization may have a positive impact on growth through its effect on the allocation of funds across firms and sectors.Free access to international capital markets allows the largest and most profitable domestic firms to borrow funds in foreign markets (Rajan and Zingales, 2003). As domestic banks loose some of their best clients, they reoptimize their lending practices seeking new clients among small and younger industrial firms. These firms are likely to be more risky than large and established companies. Screening of customers becomes prevalent as the return to screening rises. Banks, ceteris paribus, tend to focus on firms operating in comparative-advantage sectors because they are better risks. Firms in comparative-disadvantage sectors finding it harder to finance their entry into or survival in export markets either exit or refrain from entering export markets. On aggregate, one should therefore expect to see less entry, more exit, and shorter survival on export markets in those sectors after financial liberalization.The paper investigates the effect of financial liberalization on a country's export pattern by comparing the dynamics of entry and exit of different products in a country export portfolio before and after financial liberalization.The results suggest that products that lie far from the country's comparative advantage set tend to disappear relatively faster from the country's export portfolio following the liberalization of financial markets. In other words, financial liberalization tends to rebalance the composition of a country's export portfolio towards the products that intensively use the economy's abundant factors.

Relationship and transaction lending in a crisis

We study how relationship lending and transaction lending varyover the business cycle. We develop a model in which relationshipbanks gather information on their borrowers, which allows them toprovide loans for profitable firms during a crisis. Due to the servicesthey provide, operating costs of relationship-banks are higher thanthose of transaction-banks. In our model, where relationship-bankscompete with transaction-banks, a key result is that relationship-banks charge a higher intermediation spread in normal times, butoffer continuation-lending at more favorable terms than transactionbanks to profitable firms in a crisis. Using detailed credit registerinformation for Italian banks before and after the Lehman Brothers'default, we are able to study how relationship and transaction-banksresponded to the crisis and we test existing theories of relationshipbanking. Our empirical analysis confirms the basic prediction of themodel that relationship banks charged a higher spread before the crisis, offered more favorable continuation-lending terms in response tothe crisis, and suffered fewer defaults, thus confirming the informational advantage of relationship banking.

Use of Incentive/Disincentive Contracting to Mitigate Work Zone Traffic Impacts, 2012

Incentive/disincentive clauses (I/D) are designed to award payments to contractors if they complete work ahead of schedule and to deduct payments if they exceed the completion time. A previously unanswered question is, “Did the costs of the actual work zone impacts that were avoided justify the incentives paid?” This report answers that question affirmatively based on an evaluation of 20 I/D projects in Missouri from 2008 to 2011. Road user costs (RUC) were used to quantify work zone impacts and included travel delays, vehicle operating costs, and crash costs. These were computed using work zone traffic conditions for partial-closure projects and detour volumes and routes for full-closure projects. Conditions during construction were compared to after construction. Crash costs were computed using Highway Safety Manual methodology. Safety Performance Functions produced annual crash frequencies that were translated into crash cost savings. In considering an average project, the percentage of RUC savings was around 13% of the total contract amount, or $444,389 of $3,464,620. The net RUC savings produced was around $7.2 million after subtracting the approximately $1.7 million paid in incentives. In other words, for every dollar paid in incentives, approximately 5.3 dollars of RUC savings resulted. I/D provisions were very successful in saving RUC for projects with full-closure, projects in urban areas, and emergency projects. Rural, non-emergency projects successfully saved RUC but not at the same level as other projects. The I/D contracts were also compared to all Missouri Department of Transportation contracts for the same time period. The results show that I/D projects had a higher on-time completion percentage and a higher number of bids per call than average projects. But I/D projects resulted in 4.52% higher deviation from programmed costs and possibly more changes made after the award. A survey of state transportation departments and contractors showed that both agreed to the same issues that affect the success of I/D contracts. Legal analysis suggests that liquidated damages is preferred to disincentives, since enforceability of disincentives may be an issue. Overall, in terms of work zone impact mitigation, I/D contracts are very effective at a relatively low cost.

Portable School Stop Signs and Other Non-Uniform School Stop Control Devices, HR-190, 1978

Portable (roll-out) stop signs are used at school crossings in over 300 cities in Iowa. Their use conforms to the Code of Iowa, although it is not consistent with the provisions of the Manual on Uniform Traffic Control Devices adopted for nationwide application. A survey indicated that most users in Iowa believe that portable stop signs provide effective protection at school crossings, and favor their continued use. Other non-uniform signs that fold or rotate to display a STOP message only during certain hours are used at school crossings in over 60 cities in Iowa. Their use does not conform to either the Code of Iowa or the Manual on Uniform Traffic Control Devices. Users of these devices also tend to favor their continued use. A survey of other states indicated that use of temporary devices similar to those used in Iowa is not generally sanctioned. Some unsanctioned use apparently occurs in several states, however. A different type of portable stop sign for school crossings is authorized and widely used in one state. Portable stop signs similar to those used in Iowa are authorized in another state, although their use is quite limited. A few reports in the literature reviewed for this research discussed the use of portable stop signs. The authors of these reports uniformly recommended against the use of portable or temporary traffic control devices. Various reasons for this recommendation were given, although data to support the recommendation were not offered. As part of this research, field surveys were conducted at 54 locations in 33 communities where temporary stop control devices were in use at school crossings. Research personnel observed the obedience to stop control and measured the vehicular delay incurred. Stopped delay averaged 1.89 seconds/entering vehicle. Only 36.6 percent of the vehicles were observed to come to a complete stop at the study locations controlled by temporary stop control devices. However, this level of obedience does not differ from that observed at intersections controlled by permanent stop signs. Accident experience was compiled for 76 intersections in 33 communities in Iowa where temporary stop signs were used and, for comparative purposes, at 76 comparable intersections having other forms of control or operating without stop control. There were no significant differences in accident experience An economic analysis of vehicle operating costs, delay costs, and other costs indicated that temporary stop control generated costs only about 12 percent as great as permanent stop control for a street having a school crossing. Midblock pedestrian-actuated signals were shown to be cost effective in comparison with temporary stop signs under the conditions of use assumed. Such signals could be used effectively at a number of locations where temporary stop signs are being used. The results of this research do not provide a basis for recommending that use of portable stop signs be prohibited. However, erratic patterns of use of these devices and inadequate designs suggest that improved standards for their use are needed. Accordingly, nine recommendations are presented to enhance the efficiency of vehicular flow at school crossings, without causing a decline in the level of pedestrian protection being afforded.

Iowa Commuter Transportation Study

During the 2014 legislative session, Senate File 2349 was passed which states the Iowa Department of Transportation “shall conduct a study to identify administrative needs, projected demand, necessary capital and operating costs, and public transit service structures including park-and-ride lots, employer or public van pool programs, and traditional fixed-route transit. The department shall submit a report with findings and recommendations to the general assembly on or before December 15, 2014.”

Hiiliteräspalkin kuitulaserhitsaus

Hitsaavassa teollisuudessa kilpailukyvyn säilyttäminen ja mahdollinen parantaminen edellyttää hitsauksen tehokkuuden nostoa. Laserhitsauksen nopeus, tarkkuus, tasainen laatu ja aikaansaatava syvä tunkeuma ovatkin vakiinnuttaneet menetelmän vankan aseman tehokkaana valmistusmenetelmänä. Sähkön ja heliumin hinnan nousu ovat pakottaneet teollisuuden miettimään entistä tehokkaampien ja ympäristöystävällisempien laserlähteiden hankkimista. Kuitulaserin korkea hyötysuhde, hyvä säteenlaatu, suuri teho ja matalat käyttökustannukset ovat herättäneet kiinnostusta laserhitsaavassa teollisuudessa. Diplomityössä keskityttiin kuitulaserhitsauksen soveltamiseen. Työn tavoitteena oli parantaa kuitulaserhitsausmenetelmän ymmärrystä ja saada käsitys siitä, miten valitaan hitsausparametrien arvot, ja soveltuuko kuitulaser teolliseen tuotantoon. Tutkimuksessa pyrittiin löytämään peruskokeilla optimaaliset hitsausparametrit, joilla syntyy hyvin tunkeutunut, vähän huokosia sisältävä, ja ulkoisesti laadukas hitsi, sekä optimaalinen hitsin tunkeumaprofiili. Lopuksi hitsausparametreja testattiin tuotteen hitsauksessa. Kuitulaser soveltuu erinomaisesti hiiliteräksen hitsaukseen ja hyvin erikoislujien terästen hitsaukseen, kun teräksen hiili- ja rikkipitoisuudet ovat matalia. Sillä on laaja parametrialue. Yleisimmät hitsausvirheet ovat vajaa hitsautumissyvyys ja huokoset. Tässä diplomityössä keskityttiin etsimään yhdelle valmistettavalle tuotteelle optimaaliset kuitulaserhitsausparametrit. Kuitulaserin laser- ja prosessiparametrien vaikutusta hitsiin ei ole juurikaan tutkittu. Diplomityön kokeiden perusteella olisi hyvä tehdä eri materiaalien jatkotutkimusta railonvalmistuksen, kuten liitoksen oksidikerroksen ja ilmaraon sekä suojakaasun, vaikutuksesta hitsiin. Kuitulaserin hyvä säteenlaatu ja muut laser-parametrit ovat tuoneet mukanaan prosessiin uusia ilmiöitä, joita on syytä tutkia lisää.

Naudan lietelannan käsittelymenetelmien taloudellinen vertailu

Maataloudessa syntyvä lanta on arvokas lannoite ja maanparannusaine, jonka käsittelystä aiheutuu sekä kustannuksia että ympäristövaikutuksia. Muita haasteita ovat esimerkiksi lannan mikrobit, lannan levitykseen soveltuvan ajankohdan lyhyys, lannan ravinteiden sovittaminen kasvien tarpeisiin ja lannan ravinteiden määrä suhteessa levityskelpoisen peltoalan määrään. Tutkimuksen tavoitteena oli tunnistaa naudan lietelannan käsittelyketjuihin liittyvät kustannukset ja osoittaa eri käsittelyketjujen kustannusten eroavaisuudet. Tavoitteena oli myös tunnistaa ja osoittaa käsittelyketjujen laadulliset erot. Kustannukset selvitettiin kustannuslaskelmin ja laadulliset erot SWOT-menetelmällä. Tutkimuksen kohteeksi valittiin 6 tilakokoluokkaa ja käsittelyketjuiksi lietelanta-, kompostointi- ja mädätysketju. Tutkimuksessa alhaisimmat kustannukset olivat lietelantaketjulla, jonka kustannukset 25 – 250 naudan tilalla olivat 5 200 – 6 600 €/a ja yksikkökustannukset 1 – 9 €/m3. Mädätysketjun kustannukset vastaavissa tilakokoluokissa olivat noin 33 000 – 50 000 €/a ja yksikkökustannukset 8 – 55 €/m3. Kompostointiketjun kustannukset olivat 35 000 – 143 000 €/a ja yksikkökustannukset 24 – 58 €/m3. Lietelantaketjun edullisuus johtui vähäisistä laite- ja rakennusinvestoinneista ja pienistä työmääristä ja kompostointiketjun kalleus suurista tukiaine- ja investointikustannuksista. Käsittelyketjujen asettaminen paremmuusjärjestykseen oli hankalaa. Työn määrä oli pienin lietelantaketjussa ja toiseksi pienin suurilla tiloilla mädätysketjussa. Kompostointiketjulla itse levitykseen kuluva aika oli pienin. Ravinteiden osalta mädätysketju oli parhain ja kompostointiketju huonoin. Ympäristövaikutuksiltaan ja hajuhaitoiltaan kompostointi- ja mädätysketju olivat parhaimmat. Mikrobien osalta parhain oli kompostointiketju.

Pohjaöljyn käsittely

Diplomityön tarkoituksena oli tutkia Naantalin jalostamolle soveltuvaa pohjaöljyn käsittely-yksikköä syntyvän raskaan polttoöljyn määrän vähentämiseksi. Kirjallisuusosassa tutkittiin eri prosessivaihtoehtoja pohjaöljyn käsittelylle. Prosesseista selvitettiin käytettävät syötöt, prosessiolosuhteet, saatavat tuotteet ja niiden saannot sekä prosessin investointi- ja käyttökustannukset. Lisäksi tutkittiin tuotteiden käyttökohteita ja niiden vaatimia jatkokäsittelyjä. Työn tutkimusosassa valittiin tarkasteltavaksi prosessiksi ylikriittinen uutto, deasfaltointi. Työssä tarkasteltiin uuttoyksikön eri kytkentävaihtoehtoja Naantalin jalostamolle ja valittiin käytettävät uuttoprosentit ja liuottimet. Yksiköstä saataville tuotteille laskettiin aineominaisuudet. Deasfaltoidun öljyn käsittelyyn suunnitelluille katalyyttisille krakkausyksiköille tehtiin saantoarviot ja laskettiin massataseet. Deasfaltointiyksikön pohjatuotteena saatavan asfalteenirikasteen jatkokäsittelyssä tutkittiin bitumin, raskaan ja erikoisraskaan polttoöljyn sekä bitumikomponentin valmistusta. Vaihtoehdoista laskettiin massataseet ja tuotteiden aineominaisuudet. Prosessivaihtoehdoista tehtiin kannattavuustarkastelu vuotuisten käyttökatteiden perusteella, joita verrattiin nykyiseen jalostamorakenteeseen perustuvaan perus-tapaukseen. Lopuksi tehtiin yhteenveto ja annettiin ehdotuksia jatkotutkimuksille.

Jäähdytysjärjestelmän vaikutus kiinteistön elinkaaren aikaisiin tuottoihin

Ilmastoinnin jäähdytys yleistyy toimisto- ja hotellikiinteistöissä jatkuvasti. Perinteinen tapa tuottaa jäähdytysenergia on kiinteistökohtainen vedenjäähdytysjärjestelmä. Helsingissä on ollut vuodesta 2000 lähtien mahdollista liittyä Helsingin energian kaukojäähdytysverkostoon. Jäähdytysjärjestelmien ominaisuudet poikkeavat toisistaan ja niistä aiheutuu kiinteistönomistajalle erilaisia kustannuksia. Kiinteistöstä saataviin tuottoihin vaikuttaa kustannusten lisäksi vuokralaisen tyytyväisyys. Tämän vuoksi työssä selvitettiin vuokralaisen tarpeet jäähdytysjärjestelmälle haastattelemalla vuokralaisen edustajia. Tässä diplomityössä vertaillaan kaukojäähdytyksen ja kiinteistökohtaisen jäähdytysjärjestelmän kustannuksia, sekä vaikutuksia kiinteistön elinkaarituottoihin kiinteistönomistajan näkökulmasta. Kerättyjen kustannusten perusteella suoritetaan elinkaarikustannuslaskenta GaBi-ohjelmalla. Vuokralaisen tarpeista jäähdytysjärjestelmälle tunnistetaan olennaisiksi toimintavarmuus, ympäristöystävällisyys sekä hiljainen äänitaso. Nämä ovat lisäarvotekijöitä, joille työssä määritetään painoarvo ja jotka huomioidaan laskennassa. Diplomityö osoitti kaukojäähdytyksen kannattavaksi vaihtoehdoksi kiinteistökohtaiselle järjestelmälle, kun huomioidaan hankinta- ja käyttökustannusten lisäksi asennustöiden, käyttöönoton, huollon ja kunnossapidon sekä loppusijoituksen kustannukset. Myös valikoituneet lisäarvotekijät puoltavat kaukojäähdytystä ja niiden kompensointi lisää kiinteistökohtaisen järjestelmän kustannuksia.

Poistevesijakeiden ominaisuuksien vaikutukset paperitehdasintegraatin jätevesien käsittelyssä

Työssä käsitellään paperitehdasintegraatin synnyttämien poistevesijakeiden ominaisuuksien vaikutuksia jäteveden käsittelyyn, käyttökustannuksiin ja päätöksentekoon jatkossa. Poistevesien muodostama jätevesikuormitus on kasvanut valkaistujen tuotteiden osuuden kasvaessa integraatin kokonaistuotannosta. Tehdasintegraatti on hakenut uutta ympäristölupaa vuonna 2004. Vesistöpäästölupa-arvojen voidaan lupaharkintamenettelyn perusteella arvioida kiristyvän. Poistevesijakeissa on aineryhmiä, joista osa on jäteveden puhdistamolla heikosti hajoavia. Suunniteltu tuotantolinjan muutos neutraaliprosessiksi lisää heikosti hajoavien aineryhmien osuutta kokonaiskuormituksesta. Jäteveden puhdistamon käyttökustannukset muodostuvat käytetyistä kemikaaleista, energiasta ja henkilöstökustannuksista. Puhdistamon kuormituksen muuttuminen vaikuttaa käyttökustannuksiin suhteellisen vähän. Poikkeuksellisten päästöjen minimoiminen jälkipuhdistusvaiheessa saattaa kaksinkertaistaa jäteveden puhdistamon kemikaalikustannukset. Jätevesikuormituksen mahdollisesti kasvaessa suhteessa päästölupa-arvoihin joudutaan harkitsemaan investointeja. Biologisen käsittelyn suorituskyvyn jäädessä riittämättömäksi toimenpiteet tulee kohdistaa tuotannon poistevesijakeiden ominaisuuksien muuttamiseen poistevesijakeiden erilliskäsittelyillä tai tuotantoprosessien optimoinnilla.

Kiinteistösähköverkkojen laskentaohjelmiston valinta.

Jotta kiinteistösähköverkkojen laskentaohjelmia voidaan vertailla mielekkäästi keskenään, on tunnettava suunnitteluprosessin vaiheet ja tarvittavat laskelmat. Sähköverkon mitoituksessa tärkeitä tietoja ovat verkon oikosulkuteho, kuormitukset ja vikavirrat, joiden avulla määritellään tarvittavat suojaukset, johtojen poikkipinnat ja jännitteenalenemat. Tällä hetkellä markkinoilla olevia ohjelmia ovat esimerkiksi Ecodial, NolaWi, DOCWin, EDSA ja KUBS+. Kun painotetaan ohjelman hintaa, kieltä, verkon rakentamista, komponenttikirjastojen kokoa, solmupisteiden määrää, suojauksen selektiivisyyden tarkastamista ja kosketusjännitesuojauksen toiminnan toteamista sekä tuloksien esitystä niin ohjelmista parhaiten pärjäävät Ecodial ja DOCWin. Vertailun tuloksena ehdotetaan suunnittelutyöhön valittavaksi ohjelmaksi ABB:n DOCWin:a, joka täyttää parhaiten halutut ominaisuudet ja on lisäksi käyttökustannuksiltaan edullinen.