Mit Separation zu mehr Nachhaltigkeit
Mit dem Ziel einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft entstand eine von mehreren Partnern entwickelte Urintrenntoilette. Das Potenzial zum Schutz der natürlichen Gewässer ist gross. Die Überführung in die Praxis erfolgt in den nächsten Phasen.
mbr. Menschlicher Urin enthält den wertvollen Rohstoff Phosphor. Als Düngemittel kann dieser für die Landwirtschaft genutzt werden. Das trifft auch auf Stickstoff zu, der mit 3 bis 7 Gramm pro Liter ebenfalls im Urin enthalten ist. Werden beide Stoffe hingegen ungeklärt in die Wassersysteme eingeleitet und gelangen in die natürlichen Gewässer, fördern sie allenfalls die unerwünschte Algenblüte. Verunreinigungen durch Hormone und Medikamentenrückstände begünstigen den Vorgang zusätzlich. Auf Sauerstoff angewiesene und algenzersetzende Bakterien beeinträchtigen dadurch die biologische Vielfalt und die Gesundheit der Gewässer. Die Urintrenntoilette «save!» ist eine neue Methode zur Nährstoffrückführung in den natürlichen Kreislauf.
Modifizierung in mehreren Phasen
In mehreren Jahren der Forschung wurde das Konzept optimiert und anhand von Prototypen verfeinert. Zielführend war laut Harald Gründl, Managing-Partner Eoos, die Modifizierung der Beckengeometrie unter Nutzung der Oberflächenspannung: «Die Schlüsselinnovation von ‹save!› ist die ‹Urin-Trap›.» Sie nutzt das hydrodynamische Prinzip des Teekanneneffekts, um den Urin abzuleiten.» Die Mischung von Urin und Spülwasser wird somit unabhängig vom Nutzendentyp effektiv am Ursprungsort verhindert, weil der Urin zu einem nicht sichtbaren Auslass geleitet wird. Durch die höhere Menge und Geschwindigkeit gelangen Spülwasser und Feststoffe nicht in diesen Auslass. Eine mögliche kostenintensive Trennung von Urin und Spülwasser in Folgeverfahren erübrigt sich dadurch.
Infrastruktur notwendig
In den nächsten Entwicklungsphasen soll das Potenzial des Separations-WC ergründet werden, indem es beispielsweise in Hotels, öffentlichen Bereichen oder Wohnanlagen eine Praxisanwendung findet. Die Voraussetzungen dafür seien gut, erklärt Gründl: «Denn ‹save!› ist die erste Urintrenntoilette, die alle Industriestandards erfüllt.» Das Ziel ist, ein nachhaltiges und energiesparendes Abwassermanagement im Gebäudebereich zu implementieren, in dem auch die Rückführung von Nährstoffen in den natürlichen Kreislauf ein elementarer Bestandteil ist. Ein entscheidender Faktor wird wie so oft die notwendige Infrastruktur darstellen. Ein zusätzlicher Leitungsstrang wäre in Neubauten vor der Fertigstellung und in bestehenden Bauten während allfälliger Sanierungsmassnahmen realisierbar. Die Abführung des Urins an zentrale oder gebäudenahe Sammelpunkte könnte anschliessend die Weiterverarbeitung zu Dünger ermöglichen. Im Nest der Empa wird derweil Urin zu Aurin. Im Water-Hub stabilisiert man den Urin, was ein Verflüchtigen des Stickstoffs verhindert. Ein Aktivkohlefilter entfernt zudem Medikamentenrückstände, bevor der stabilisierte Urin an der Eawag zu einem Düngerkonzentrat eingedampft wird.
Fakten zu «save!»
Die Urintrenntoilette baut auf Erkenntnissen der «Blue Diversion Toilet» auf, die mit Mitteln der «Re-invent the Toilet Challenge» der Bill & Melinda Gates Foundation von Eoos und Eawag entwickelt wurde. Der Geruchsverschluss im Urinsiphon mit einer Füllmenge von 65 ml gewährleistet den Wasseraustausch bei jeder Spülung und entspricht den Urinalstandards. Die Kombination mit einem passend dazu entwickelten Installationssystem (UP-Spülkasten) ermöglicht die getrennte Abwasserführung unter standardisierten Spülbedingungen. Digitale Strömungssimulationen durch die ETH Zürich und praktische Spülsimulationen in den Testlaboren von Keramik Laufen halfen bei der Optimierung des Systems mit anschliessender Überführung in herkömmliche Wand-WC. Von «save!» werden damit hohe Designansprüche und Industriestandards erfüllt.
