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save im Bad (Laufen).jpgUmweltschutz beim Abwasser

Immer wieder werden bestimmte Umweltverschmutzer öffentlich angeprangert: seien es die Autofahrer, die Bauern, die Kohleindustrie. Wir wollen das nicht kleinreden. Doch es gibt noch so viele Lebensbereiche in denen wir Menschen uns selbst das Leben schwer machen. Eines der größten Probleme ist die Sauberkeit unserer Gewässer. Wir wissen nur zu gut das in wenigen Jahren Trinkwasser extrem knapp wird. Nicht, weil es nicht mehr regnen wird. Das wird schon passieren. Ob es weniger oder mehr wird – unsere Redaktionsglaskugel konnte dazu jetzt keine Aussage treffen. Doch eines wissen wir definitiv: die Verschmutzung nimmt sein Jahren zu. Es wird immer schwieriger, aufwendiger und kostenintensiver die Verschmutzungen zu beseitigen. Was können wir direkt tun? Auf der Fachmesse ISH in Frankfurt wurde eine Lösung vorgestellt.

Weniger Energie für Abwasser und Dünger

Abwasserreinigung verbraucht jede Menge Energie. Mit großem Energieaufwand müssen etwa Stickstoff oder Medikamentenrückstände aus dem Abwasser entfernt werden. Die herkömmliche Produktion von Düngemitteln verlangt nach einem großem Energieaufwand bei der Gewinnung von Stickstoff aus der Luft. Mit dem VUNA-Recyclingverfahren kann das Problem entschärft und Energie gespart werden, indem der Urin unverdünnt gesammelt und effizient aufbereitet wird.

100 Liter Flüssigdünger aus 1000 Litern Urin

Wichtigste Voraussetzung für diese Nährstoffrückgewinnung ist die getrennte Sammlung von Urin. Möglich machen das Trenntoiletten, die Urin und Fäkalien trennen, oder wasserlose Urinale. Die Herstellung des Düngers funktioniert in zwei Schritten: Ein biologischer Prozess stabilisiert den Urin, die Nährstoffe werden gebunden und der Urin verliert seinen schlechten Geruch. Ein Aktivkohle-Filter sorgt dafür, dass alle Medikamentenrückstände aus dem Urin entfernt werden. Die Flüssigkeit mit dem hohen Nährstoffgehalt wird eingedampft und ein hochwertiger Dünger entsteht.

Aurin als Endprodukt

Seit 2018 ist «Aurin» vom Bundesamt für Landwirtschaft (Schweiz) neu auch zur Düngung von essbaren Pflanzen zugelassen. Seit Februar 2016 ist der «Aurin Recycling-Dünger» in Gebrauch. Der Flüssigdünger enthält alle für das Pflanzenwachstum nötigen Nährstoffe – z.B. Stickstoff, Phosphor und Kalium – und zahlreiche Spurenelemente wie Eisen, Zink oder Bor.

Einer neuen Bedrohung begegnen

Die Art und Weise, wie wir menschliche Fäkalien und Urin entsorgen, hat sich im Laufe der Jahrhunderte kaum verändert und trägt heute maßgeblich zu einem der dringlichsten Umweltprobleme der Erde bei. In einer Reihe von Studien werden übermäßige Stickstoffwerte, die durch Abwässer und die landwirtschaftliche Verwendung von Düngemitteln verursacht werden, sogar als gefährlicher eingestuft als zu hohe CO2 -Werte und der Klimawandel.

Die Infrastruktur der Abwasserbehandlung muss umgestaltet werden, weil sie für den Eintrag von Nährstoffen (Stickstoff und Phosphor) und Mikroverunreinigungen (Hormone und Medikamenten-Rückstände) im Oberflächenwasser verantwortlich ist. Die Bemühungen, diese Schadstoffe zu entfernen, haben bisher dazu geführt, dass die Infrastruktur des Abwassermanagements teurer, komplexer und zunehmend energieintensiver wurde.

Trennung an der Quelle04_Urine_trap_schematics.jpg

Seit Mitte der 90er Jahre untersucht eines der weltweit führenden Wasserforschungsinstitute, die Schweizer Eawag, mögliche alternative Wege zur Verringerung der Verschmutzung durch Abwässer. Eine besonders interessante Lösung, ist die Stoffstromtrennung, bei der das häusliche Abwasser an der Quelle in Urin, Fäkalien und Grauwasser getrennt wird.

Werden die verschiedenen Abwässer getrennt und nicht vermischt, können diese unterschiedlichen Ströme nachhaltig verarbeitet, ökologisch gereinigt und nutzbare Ressourcen gewonnen werden. Die Forschung konzentriert sich auf Urin, der den Grossteil der Nährstoffeinträge und Mikroverunreinigungen mit negativen ökologischen Effekten verursacht.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben ein Verfahren zum Nährstoffrecycling aus Urin entwickelt, das Nährstoffe aus dem Urin mit kompakten, hocheffizienten dezentralen Bio-Reaktoren extrahiert und Medikamentenrückstände und Hormone neutralisiert. Infolgedessen können bis zu 80 Prozent des im Abwasser enthaltenen Stickstoffs aus dem Abwasserstrom entfernt werden, was wiederum den Aufwand verringert, der für den Betrieb von Kläranlagen erforderlich ist.

Ein kreislauffähiges Konzept

Der Einsatz von dezentralen Reaktoren für ein flexibleres Abwassermanagement wurde von Vuna – einem Spin-Off der Eawag in Zürich – vorangetrieben. Für die Nährstoffrückgewinnung werden Verfahren mit biologischer Stabilisierung, Aktivkohlefiltration und Verdampfung verwendet, um den in der Toilette abgetrennten Urin in ein Düngerkonzentrat namens Aurin umzuwandeln. Diesem wurde vom schweizerischen Bundesamt für Landwirtschaft die Zulassung für alle Pflanzen erteilt.05_Gebaeudeschnitt.jpg

Kooperation

Das österreichische Designstudio EOOS, Eawag und LAUFEN – ein Sanitärausstatter – haben ein wegweisendes Urin-Trenn-WC entwickelt, das ein neues Kapitel im nachhaltigen Abwassermanagement aufschlägt. save! ist die erste Urin-Trenn-Toilette, die den neuesten Industriestandards entspricht. save! trennt Urin passiv von Fäkalien und Spülwasser, so dass er anschließend mit Backend-Systemen wie dem von Vuna entwickelten schnellen, einfachen und biologischen Aufbereitungsprozess behandelt werden kann.

Die Schlüsselinnovation des Produkts ist eine von EOOS Design entwickelte „Urin Trap“, die Urin unter Ausnutzung der Oberflächenspannung in einen getrennten Ablauf ableitet. Laufen hat das Prinzip auf das Wand-WC angewandt und mit innovativer Wasser- und Urinführung neu gestaltet, um die Leistung von save! zu optimieren. Durch die perfekte Integration der neuen Technologie ist save! optisch von anderen High-End-Toiletten nicht unterscheidbar.

Intelligente Sanitärsysteme für intelligentere Städte

Professorin Dr. Tove Larsen als Spezialistin für städtische Wasserwirtschaft meint: „Getrenntes Abwassermanagement ist vor allem für schnell wachsende Metropolen von entscheidender Bedeutung, um katastrophale Schäden an Flüssen und Ozeanen zu verhindern. save! stellt einen Durchbruch für eine effektive und hygienische Abwasserseparation dar. Damit gibt es endlich die sanitäre Lösung für das 21. Jahrhundert.“

Laufen hat sich verpflichtet mit der Entwicklung innovativer Anwendungstechnologien zur Lösung dieses dringlichen Problems beizutragen. Um die sanitären Einrichtungen des 21. Jahrhunderts für die Ärmsten der Welt zu gewährleisten, wird das Unternehmen eine urintrennende Hocktoilette entwickeln. Das WC soll weltweit hergestellt werden können. Das Design wird zur Verfügung gestellt, so dass es in Entwicklungsländern produziert und vertrieben werden kann. Diese neue Lösung wird dazu beitragen, Leben zu retten und die sanitären Bedingungen in den Entwicklungsländern zu verbessern.

Produktdetails von save! für Europa

save! ist die erste Urin-Trenn-Toilette, die alle Industriestandards erfüllt. Spülrandlos und wandmontiert wurde save! für Europa entwickelt und zum Patent angemeldet. Der Geruchsverschluss im Urinsiphon mit einer Füllmenge von 65 ml gewährleistet den Wasseraustausch bei jeder Spülung und entspricht Urinalstandards. Er kann gewartet oder ersetzt werden, ohne save! von der Wand zu nehmen. Die getrennte Abwasserführung erfordert eine Installation in Verbindung mit einem Laufen-Installations-System. Dies garantiert standardisierte, voreingestellte Spülbedingungen und erhöht die Montagesicherheit durch vormontierte Montagemanschetten. Die Separation erfolgt ohne metallische Montageteile nur durch intelligente keramische, hygienische Urin- bzw. Wasserführung. Zur Entwicklung und Optimierung der inneren Geometrien wurden von der ETH Zürich erstellte digitale Strömungssimulationen berücksichtigt sowie in Laufens Testlaboren praktische Spülsimulationen durchgeführt.