| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Mere viden om anvendelse af kildesorterende toiletteknologi

3 Afprøvning af et kildesorterende vakuumtoilet

3.1 Indledning

Det kildesorterende vakuumtoilet er blevet afprøvet i en boligblok med kildesamlende vakuumtoiletter. Der gives i det følgende derfor også en præsentation i det følgende også en beskrivelse af kildesamlende vakuumtoiletter og deres historie.

3.2 Vakuum

Vakuum betyder luftfortyndet eller tilnærmelsesvis lufttomt. I beholdere med vakuum er trykket lavere end i omgivelserne. Beholdervæggene skal derfor være stabile for ikke at blive trykket ind ved implosion som følge af trykudligning.

3.3 Historie

Allerede i 1860´rne blev der bygget pneumatisk drevne spildevandssystemer under ledelse af den hollandske ingeniør Liernur (1828 – 1893). Det første system blev etableret i den hollandske by Harlem i 1866 samme år som systemet blev patentanmeldt i England og Holland. Et af de tekniske problemer, der gav systemet problemer i konkurrencen med andre systemer, var utætheder (Grünert 1999).

I 1956 anmeldte den svenske ingeniør Joel Liljendahl et patent til opsamling og transport af spildevand fra toiletter ved hjælp af vakuum. Der figurerer her for første gang et vakuumtoilet, der kun skyllede med 1,5 l pr. skyl. Til transporten igennem vakuumventilen og ud i rørsystemet, skulle der bruges ca. 50 l luft. I 1968 erhvervede Elektrolux AB rettighederne og videreudviklede teknikken. I 1985 solgte Elektrolux vakuumafdelingen til Ifö Sanitär AB som markedsførte teknikken via firmaet EVAC (Grünert 1999). De kildesamlende vakuumtoiletter, der er installeret i boligblokken i Hannover er netop af mærket EVAC. Der er i dag mange firmaer der tilbyder vakuumteknologi og kildesamlende vakuumtoiletter, bl.a. det norske firma Jets og det amerikanske firma SeaLand.

I 1995 – 1996 begyndte firmaet WM-Ekologen AB i Stockholm (nu Wost Man Ecology) at lave nogle enkelte kildesorterende toiletter med vakuum til fækaliestrømmen. Man tog udgangspunkt i et kildesorterende porcelænstoilet ES og byggede det om til et toilet, med vakuum til fækalier og bibeholdt lille skyl og gravitation til urinstrømmen, kaldet Ecovac.

Ecovac toilettet arbejder med en vakuummotor, der laver et vakuum ved benyttelse.

Motoren arbejder typisk kun nogle få sekunder af gangen. Ecovac toilettet er lavet i såvel en udgave uden vakuumventil, Ecovac 1 som med vakuumventil, Ecovac 2. Det er Ecovac 2, der er blevet afprøvet i boligkomplekset i Hannover.

3.4 Kildesamlende vakuumtoilet

3.4.1 Formål og anvendelse

Kildesamlende vakuumtoiletter koblet sammen i større systemer har længe været anvendt på skibe, toge og fly. Systemerne kan opsamle fækalier, urin og papir væsentligt mere koncentreret end konventionelle kildesamlende toiletter med 6/3 l skyl eller 4/2 l skyl. Vakuumtoiletterne bruger typisk 1,2 l/skyl. Vakuumtoiletterne i kombination med et vakuumsystem giver fordele ved dimensionering af opsamlingstanke eller lavere afhentningsfrekvens og større fleksibilitet for rørføringerne, der ikke bliver afhængig af naturligt fald (gravitation).

Der er også etableret en del systemer i forbindelse med boligbebyggelser. I Storstrøms Amt er der således en del ældre vakuumsystemer i sommerhusområder. I Sverige er der installeret vakuumtoiletter på en skole, hvor toiletvandet transporteres til et vådkomposteringsanlæg af en slamsugertankbil. I Tyskland er der etableret vakuumsystemer i nogle boligkomplekser med henblik på vakuumtransport til et lokalt biogasanlæg for behandling af det opsamlede materiale.Anlægget i Hannover , hvor det kildesorterende Ecovac 2 toilet er blevet afprøvet, blev etableret med henblik på efterfølgende at behandle materialet i et biogasanlæg. Der er desuden etableret en større bebyggelse i Lübeck med kildesamlende vakuumtoiletter og et lokalt biogasanlæg.

3.4.2 Relation til andre systemkomponenter

De kildesamlende vakuumtoiletter indgår i systemer med et kraftigt permanent vakuum på f.eks. 0,5 bar, der typisk fører det transporterede materiale til en opsamlingstank.

Vakuumtoiletterne er forbundet med 50 mm/63 mm rør til en vakuummotor, der sørger for, at der er et permanent undertryk i systemet. Det opsamlede materiale afhentes typisk af en slamsuger, hvor efter det køres til behandling på et rensningsanlæg.

Der er især i Tyskland, Sverige og Norge stigende fokus på muligheden af at behandle humane restprodukter i biogas- og vådkomposteringsanlæg med henblik på udnyttelse af det organiske materiale med efterfølgende tilbageførsel af næringsstoffer til landbruget.

Det opsamlede materiale kan transporteres med slamsuger eller i rør herunder vakuumrør til efterfølgende behandling.

3.4.3 Funktion og opbygning

Der skylles ved trykknapbetjening. Vakuumventilen åbner sig og toiletindholdet suges til en opsamlingstank ved hjælp af det permanente undertryk. Vakuumventilen lukkes og vandspejlet reetableres, hvorefter toilettet er klart til et nyt skyl. Vakuummotoren sørger for, at der konstant er det ønskede undertryk i systemet.

3.4.4 Begrænsninger

Et vandskyl på ca. 1,2 l er ganske vist betydeligt mindre end ved konventionelle kildesamlende toiletter, men når man tager hensyn til det samlede daglige antal skyl, vil der typisk blive opsamlet betydelige mængder skyllevand sammen med det organiske materiale, der især forefindes i tørstoffet i fækalier, der efterfølgende skal søges anvendt i biogas- eller vådkomposteringsanlæg.

3.4.5 Fordele

Anvendelsen og betjeningen af vakuumtoiletterne er normalt ukompliceret. De er dels kildesamlende og kræver kun tryk på en enkelt knap til aktivering af den samlede cyklus.

3.4.6 Ulemper

Såvel toiletter som vakuummotorer kan være meget støjende. Der anvendes betydelige vandmængder til urinskyl, der dels indebærer et meget tyndt opsamlet materiale, dels at behandlingsanlæggene vil blive tilført betydelige mængder ammonium/ammoniak, der kan have negativ indflydelse på især termofile processer i behandlingsanlæggene.

3.5 Kildesorterende toilet med vakuum

3.5.1 Formål og anvendelse

De kildesorterende toiletter med vakuum til fækalier, Ecovac, er et nyt fænomen, der går tilbage til 1995 - 1996. De er det sidste skud på stammen i en lang række af forskellige kildesorterende toiletter. Vakuumtoilettet blev til ved at bygge vakuumventil m.m. ind i et porcelænstoilet, kaldet "ES", der brugtes til opsamling af fækalier i en beholder under gulv.

Det blev udviklet for at skabe et alternativ til et system med opsamling eller kompostering af fækalier under gulv. Ecovac er også blevet brugt i forbindelse med opsamling i lukkede tanke. De fleste Ecovac-toiletter arbejder enkeltvis, men der er etableret nogle få installationer med mere end et toilet på en installation. Der er kendskab til tre anlæg, der arbejder med to toiletter og et anlæg med tre (Mats Pahlmann pers. medd. 2000, 2001).

3.5.2 Relation til andre systemkomponenter

Ecovac bruges i forbindelse med en vakuummotor. Vakuummotoren arbejder kun i forbindelse med transport af materiale igennem rørsystemet. Toiletmaterialet suges igennem vakuumrørene til en kompostenhed eller en opsamlingstank. Løsninger med kompostenhed er baseret på egen lokal kompostering, hvor løsninger med afløbsfri tank normalt er beregnet til afhentning af materialet af en slamsuger.

3.5.3 Funktion og opbygning

Ecovac-toiletterne, der er baseret på porcelænet fra det enkeltskyllende ES-toilet, har et gravitationssystem for urin og et vakuumsystem for fækalier. Urin skylles med 0,1 - 0,2 dl og fækalier med 0,6 – 1,2 l. Der er en styreenhed, der styrer funktioner og tider for urinskyl, motorgang og genfyld af vandspejl. Ventiler der åbner og lukker er magnetventiler. En vakuummotor på ca. 1.400 W sørger for at fækalier, papir og skyllevand suges via 50 mm rør til en sluseventil, der afleverer materialet til en kompost eller tank. Betjening sker via knapper på væggen.

3.5.4 Begrænsninger

Der er indtil nu kun et begrænset antal systemer i funktion og kun meget få erfaringer med mere end et toilet i et system. Der har været store problemer med to toiletter med afløbsventil og fodpedal koblet sammen i et system.

3.5.5 Fordele

Fækalier kan opsamles væsentligt mere koncentreret end i andre vandskyllende systemer.

Da der ved det kildesorterende toilet kun etableres vakuum i få sekunder i forbindelse med et skyl af fækalier, bliver elforbruget meget lavt og lyd fra vakuumsystemet optræder ligeledes kun ved de fækale skyl.

3.5.6 Ulemper

Det kildesorterende toilet med vakuum til fækalier kan ikke erstatte et kildesamlende vakuumtoilet, hvis der ikke er mulighed for at etablere et gravitationssystem til urinen.

Det kildesorterende toilet i nuværende udformning kræver at mænd skal sidde ned, når de tisser. Skyl af papir fra urinering kan eliminere mulighederne for mere koncentreret opsamling af fækalier.

3.6 Afprøvning

3.6.1 Baggrund for afprøvning

Der har især i Tyskland længe været interesse i at prøve kildesorterende toiletter med vakuum til fækalier i økologiske boligbebyggelser eller ved modernisering af en boligblok.

Ved såvel et projekt i Freiburg (pers. samtaler med Jörg Lange samt Rödiger 1995-1996) som ved et projekt "Flintenbreite" i Lübeck (personlige samtaler med Ralf Otterpohl, Martin Oldenburg 1995-1997) blev det som en af mulighederne overvejet, at etablere et system med op til 100 – 150 kildesorterende toiletter med vakuum til fækalier i forbindelse med behandling af materialet lokalt i et biogasanlæg. Det blev desuden overvejet ved en modernisering af en boligblok i Hannover (pers. samtaler Thomas Hesse, Martin Oldenburg 1996-1997). Det blev dog frarådet og opgivet på grund af manglende erfaringer med toiletterne i større systemer. Der blev alle steder etableret kildesamlende vakuumtoiletter.

Boligblokken i Hannover blev efterfølgende i 1997-1998 moderniseret med 32 kildesamlende vakuumtoiletter og Stadtwerke Hannover var i 1998 meget interesseret i et samarbejde omkring afprøvning af et Ecovac-2 toilet koblet på vakuumsystemet. (Pers. samtaler Thomas Hesse 1998)

3.6.2 Afprøvningsstedet: Öko-Technik-Park Hannover

Se her!

Fig 3.1
Öko-Techik-Park Hannover
  

Fig 3.2
Kugelfangtrift 90-96, Hannover

I et boligkompleks i bydelen Sahlkamp i Hannover blev der i forbindelse med moderniseringen af et socialt boligbyggeri fra 1962, ejendommen Kugelfangtrift 90-96, i 1997 etableret et vakuumtoiletsystem for 32 lejligheder med i alt 80 personer. Der blev etableret endnu et vakuumtoilet i forevisningslokalet i kælderen. Ejendommen er i fire etager samt kælder. Vakuumanlægget ejes af DI Deutsche BauBeCon AG i Hannover. Stadtwerke Hannover AG stod bag initiativet med ansvar for planlægning, byggeledelse og drift. Firmaet Triton-Format AG leverede vakuumanlægget og toiletterne fra producenten EVAC AB. Technische Universität Hannover stod for videnskabelig ledsagelse og installationsfirmaet Corona Solar GmbH stod for installationerne. (Stadtwerke Hannover AG 1998, Stadtwerke Hannover AG 2000, Stadtwerke Hannover AG 2001).

Det var oprindelig hensigten at etablere et biogasanlæg på "Stadtteilbauernhof" beliggende 300 m fra boligblokken til behandling af materialet fra toiletterne samt kildesorterede organiske husholdningsrester og for at demonstrere såvel opsamling som anvendelse af humane restprodukter (Stadtwerke AG 1998). Anlægget blev imidlertid ikke etableret og materialet tilføres derfor som før kloaksystemet.

I 1998 blev det muligt at etablere et kildesorterende toilet Ecovac-2 med afløbsventil i forevisningslokalet med henblik på afprøvning af især vakummventilen og til fremvisning for interesserede.

I 1999 indstalleredes tre kildesorterende dobbeltskyllende toiletter i lejligheder knyttet til kirken i bebyggelsen samt et i den lokale børneinstitution. Yderligere to toiletter er til rådighed for demonstrationer. Den lokale skole i bebyggelsen har, som de fleste i Hannover, vandfrie urinaler (Stadtwerke Hannover AG 2001).

Siden 1995 er der i 48 lejligheder afprøvet fire forskellige systemer til rensning og genbrug af gråt spildevand. Der er endvidere i bebyggelsen bl.a. etableret et decentralt kraftvarmeværk, solvarmeanlæg, kontrolsystem for energi- og vandudgifter samt foretaget energetisk optimeret modernisering af facaderne (Stadtwerke Hannover AG 2001).

Området bruges af Stadtwerke Hannover AG og Stadt Hannover til at afprøve og præsentere alternative koncepter, systemer og systemkomponenter til især traditionel spildevandsrensning for interesserede fra nær og fjern. Området er blevet til Öko-Technik-Park Hannover og der arrangeres rundvisninger m.m. Besøgere på Expo-2000 i Hannover havde således mulighed for at kombinere udstillingen med et besøg og en rundvisning i bebyggelsen. (Stadtwerke Hannover AG udateret, Stadtwerke Hannover AG 2000 CD-rom, Stadtwerke Hannover AG 2000, Stadtwerke AG 2001).

3.6.3 Deltagere i afprøvning

Afprøvningen er foretaget af Stadtwerke Hannover og Corona Solar i samarbejde med A & B Backlund ApS.

3.7 Beskrivelse af anlægget

3.7.1 Vakuumsystemet

Fig 3.3
Vakuumcentralen i kælderen, Kugelfangtrift 90-96, Hannover

Vakuumcentralen er placeret i en af ejendommens kældre. Anlægget er et vakuumanlæg med tryktank. Der er en 500 l svejset rustfri beholder med en integreret opsamlingstank på ca. 180 liter og to vakuumpumper på hver 0,7 kW, der arbejder med et undertryk på ca. 0,5 bar. Kapaciteten til at lave vakuum er 50 m³/h, og den maksimale løftehøjde er 20 m.

De olietætnede vakuumpumper, af mærket Busch, suger luft ud af beholderen og sender den op over tagryggen. Vakuumpumperne arbejder på skift. Vandstanden reguleres via elektroder. Substansen bliver via to spildevandspumper på 3,0 – 3,6 KW pumpet ud i kloakken eller til en gyllevogn. Spildevandspumperne er af mærket Herborner. Før pumperne er der placeret en kraftig kværn, der beskytter spildevandspumperne imod ben, mønter, flasker, damebind m.m. Driftsforstyrrelser rapporteres automatisk via telefon/fax til installatøren (Triton-Format GmbH 1998A, 1998B, 1998C, Stadtwerke Hannover AG 2001).

3.7.2 Rørsystemet

Vakuumtanken er forbundet med de 32 vakuumtoiletter i de 32 lejligheder og de to vakuumtoiletter, herunder det senere etablerede kildesorterende, i forevisningsrummet via et rørsystem. Rørsystemet er af PE med en Ø 63 mm og en godstykkelse på 5,8 mm i kælderen og i øvrigt Ø 50 mm med en godstykkelse på 4,6 mm (Stadtwerke Hannover AG 2001).

3.7.3 De kildesamlende vakuumtoiletter

De 32 vakuumtoiletter i lejlighederne og det ene i forevisningsrummet er af mærket EVAC 90 Silent (støjdæmpet udgave), fremstillet af porcelæn med plastsæde. De er udstyrede med membranventil, er gulvstående og skyllecyklussen aktiveres ved trykknap. Dimensionerne er højde: 465 mm, siddehøjde: 420 mm, længde: 560 mm og bredde: 385 mm. Vandtilslutningen er ½" og vakuumafløb er Ø 50 mm. Skyllemængden pr. skyl er ca. 1,2 l. (Triton-Format GmbH 1998A, 1999B, 1999C, Stadtwerke Hannover AG 2001).

Vakuumtoilettet har en styreenhed, der betjener sig af det permanente vakuum i rørsystemet. Når der trykkes på skylleknappen indledes en skyllecyklus. Membranventilen åbner sig i ca. to sekunder i kraft af undertrykket. Samtidigt åbner sig ventilen for indgående vand, så der sprøjtes vand i toiletskålen i ca. fire sekunder. Forskellen i åbningstider på ca. to sekunder giver et genfyld af vandspejlet i toiletskålen. I de to sekunder afløbsventilen er åben, bliver toiletskålens indhold af f.eks. fækalier, urin, papir og oprindeligt vand i toiletskålen samt ca. to sekunders tilførsel af nyt vand suget ud af toiletskålen og ind i rørsystemet i form af en prop, der suges til vakuumtanken.

De 60 – 70 l luft, der suges ind i rørsystemet ved et skyl, skubber proppen til vakuumtanken og fortsætter fra vakuumtanken op igennem et ventilationsrør op over tagryggen (Triton-Format GmbH 1998B).

Hvis forudsætningerne med henholdsvis 1,2 l skyllevand og henholdsvis to og fire sekunders åbning er rigtige, bør det etablerede vandspejl være på 0,6 l. Fækalier, urin og papir suges således ud med 1,2 l skyllevand bestående af de ca. 0,6 l i det etablerede vandspejl og de ca. 0,6 l som tilføres via indløbsventilen imens afløbsventilen er åben i to sekunder.

Fig. 3.4
"EVAC 90 Silent" kildesamlende vakuumtoilet i kælderen Kugelfangtrift 90-96, Hannover

3.7.4 Drift og driftserfaringer

Vandforbrug

Tabel 3.1
Vandforbrug til skyl af vakuumtoiletter

I 1998 brugtes der 239 m³ vand til skyl af vakuumtoiletterne. I 1999 og 2000 var tallene henholdsvis 234 m³ og 269 m³. Hvis der ikke tages hensyn til, at der også bruges en del skyllevand til de to vakuumtoiletter i demonstrationslokalet, har der dagligt været anvendt i gennemsnit 20,5 l (1998), 20 l (1999) eller 22,6 l (2000) pr. toilet (Hesse 2000, 2001).

Sat i relation til de ca. 80 beboere i lejlighederne er der tale om et vandskyl på i gennemsnit 8,2 l/p/d (1998), 8,0 l/p/d (1999) eller 9,2 l/p/d, i det der hverken tages hensyn til hjemmefrekvens eller gæster. Givet ovennævnte forudsætninger er der i gennemsnit i de tre første år skyllet med ca. 8,5 l/p/d svarende til ca. 7 gange dagligt pr. beboer under forudsætning af et faktisk vandskyl på ca. 1,2 l/skyl.

Der er ikke af Stadtwerke Hannover AG eller af andre lavet en undersøgelse omkring skyllefrekvensen. Det vides dog, at beboerne i ejendommen er meget hjemme. De kan endvidere tænkes at have en del gæster, at opleve at det er nødvendigt at skylle oftere end med det tidligere toilet, samt vel også at have en del "unødvendige" skyl.

Stadtwerke Hannover AG vurderer, at der har været tale om en skyllevandsbesparelse på ca. 80 % i forhold til det anslået tidligere forbrug på ca. 40 l/p/d (Hesse 2001).

Opsamlet materiale

Det var meningen, at materialet fra toiletterne skulle opsamles og sammen med køkkenrester behandles i et lokalt etableret biogasanlæg inden for rammerne af et demonstrationsprojekt. Det har imidlertid endnu ikke været muligt at etablere et biogasanlæg (Stadtwerke Hannover AG 1998).

Det opsamlede materiale føres indtil nu til kloak, og der er ikke blevet målt på hverken kvantiteter eller kvaliteter i toiletindholdet. På basis af en daglig skyllevandsmængde på 8,5 l/p/d må det dog kunne skønnes at såvel koncentrationen af næringsstoffer som koncentrationen af organisk materiale må være lav.

Strømforbrug

Tabel 3.2
Strømforbrug til drift af vakuumtoiletsystemet samt antal samlede arbejdstimer for vakuumpumper og spildevandspumper

Strømforbruget til toiletsystemet var i det første driftsår 1998 på 3330 kWh svarende til 41,63 kWh/p/a eller 0,1141 kWh/p/d. Strømforbruget pr. m³ skyllevand var 13,93 kWh. I 1999 blev der brugt 2547 kWh svarende til 31,84 kWh/p/a eller 0,0872 kWh/p/d. Strømforbruget pr m³ skyllevand var 10,88 kWh. De to vakuumpumper har i alt kørt i 2.675 timer og de to spildevandspumper har arbejdet i 23 timer. I 2000 var strømforbruget yderligere reduceret til 1858 kWh eller 23,23 kWh/p/a eller 0,0636 kWh/p/d. Strømforbruget pr m³ skyllevand var faldet til 7,04 kWh/m³ svarende til ca. halvdelen af forbruget i 1998. Vakuumpumperne havde i 2000 kun arbejdet i 1.684 timer og spildevandspumperne i 19 timer (Hesse 2000, 2001).

Stort set hele strømforbruget går til de to vakuumpumper på hver 0,75 kW. En stor del af tiden arbejder pumperne imod lukkede ventiler for at fordampe vand i olien. Det kraftigt reducerede strømforbrug kunne tyde på at arbejdstiden imod lukkede ventiler er blevet betydeligt reduceret (Hesse 2000, 2001).

Lyd fra vakuumtoiletter og vakuumpumper

Der er målt på lyden fra vakuumtoiletterne og installationerne i 31 ud af de 32 lejligheders entre, køkken og stue. Lydniveauet var højest i entreerne, hvor det lå fra 52 dBa – 60 dBa. I køkkenerne var lydniveauet lavere nemlig 43 dBa – 53 dBa. Stuerne lå lavest med 35 dBa – 52 dBa. Selv om samtlige værdier lå inden for de i Tyskland ifølge DIN 4109 og VDI 52219 angivne max. værdier på mindre end eller lig med 60 dBa, var lydniveauet højt (Triton-Format GmbH 1998C).

Specielt ved skyl om natten kunne lyden være meget generende. Det reducerede lyden en del, hvis toiletlåget var lukket ved skyl. Støjniveauet i kælderen, hvor vakuumpumperne er monteret, var meget højt, når de kørte, hvad de ofte gjorde. En anden type pumpe, der ikke arbejder for at fordampe vand, ville reducere tiden for støj i kælderen og evt. i lejligheder over kælderen (Pers. med. Rainer Hohnholz 1999).

Driftsproblemer

Anlægget havde til at begynde med mange driftsstop. Grundene var tilstopning, betjeningsfejl og tekniske problemer. Der har været tilstopning på grund af damebind, dyreknogler og fåreuld. Frekvensen af driftsforstyrrelser aftog i 1999, selv om problemer med fåreuld i toiletterne vendte periodisk tilbage. I 2000 har der været mange tilstopninger på grund af, at nogle af lejerne løbende bortskaffer savsmuld, kattestrøelse m.m., der har været brugt til husdyr, via toilettet. Anlægget skal besigttiges hvert kvartal, og to af gangene foretages der også service. I 2000 er rørsystemerne blevet renset. Lejerne siges nu at have vænnet sig til den usædvanlige lyd og accepterer anlægget (Stadtwerke Hannover AG 2001,Hesse 2001, Hesse pers. meddelelser 1999,2000, 2001).

3.8 Etablering og afprøvning af det kildesorterende toilet med vakuum

Det kildesorterende, dobbeltskyllende Ecovac 2-toilet med vakuum til fækaliedelen blev installeret i kælderen på ejendommen i Hannover i efteråret 1998. Toilettet blev installeret i demonstrationskælderen, hvor også vakuumanlægget og et Evac vakuumtoilet er installeret at Corona Solar GmbH, der også tidligere har installeret vakuumanlægget og vakuumtoiletterne.

Fig. 3.5
"ECOVAC" kildesorterende vakuumtoilet med vakuumventil i kælderen Kugelfangtrift 90-96, Hannover

3.8.1 Etablering af vakuumtilslutning

Toilettets fækale udløb er Ø 50 mm og bagudrettet. Der blev etableret en rørføring op til loft og hen til vakuumsystemet ved hjælp af 50 mm PP plastrør forbundet med to 45 grader bøjninger til retningsændringer.

3.8.2 Etablering af urinsystem

Toilettets urinslange Ø 22 mm i plast fik en lille bøjning, 11 – 13 cm, for at danne en lille vandlås og blev derefter koblet til afløb. Det var ukompliceret at lave rørføringerne i kælderen. Hvis rørføringerne skulle have været udført i de enkelte lejligheder, ville det straks have medført væsentlig mere arbejde og højere udgifter. Det er derfor vigtigt at optimere dette arbejde for at holde merudgifterne ved etablering af et to-strenget system nede.

3.8.3 Etablering af styreboks og knapper

Styreboksen i plast samt to trykknapper på en træplade blev monteret bag ved toilettet.

Toilettets magnetventiler til genfyld af toiletskålen til fækalier og til urinskyl blev forbundet til styreboks og trykknapper. Der er tale om et 12 volts system med tranformer. Magnetventilerne, knapper og styring arbejder med 12 volt.

Tidsstyreenhederne for etablering af vandspejl og urinskyl blev indstillet. Der var i den medfølgende vejledning ikke angivet andet end retning for øget tid, da vandmængden ud over at være afhængig af tid også er afhængig af vandtryk. Der blev ikke lavet indstillinger til tid for motorgang, da toilettet i Hannover er koblet til et fælles permanent vakuumsystem og ikke til en individuel motor.

3.8.4 Betjening

Ved urinering alene trykkes der på knappen til urinskyl på væggen. Ved kun fækalier eller fækalier og urin trædes der på fodpedalen og trykkes på knappen for kombineret genfyld af skål samt urinskyl. Der er ikke fra fabrikken nogen forskel eller angivelse af funktion på knapperne. En sådanne må derfor laves individuelt på stedet.

3.8.5 Drift og demonstration

Det viste sig ved afprøvning og demonstration af toilettet hurtigt, at der var en utæthed.

Man var ikke klar over, om det lå i indgående vandtilførsel, urinslange eller vakuumventil på grund af en omsluttende plastikplade. Ved et besøg og besigtigelse på stedet i januar 1999 blev det vurderet, at utætheden kom fra vakuumsystemet. Der var meget, der tydede på, at der var en utæthed ved vakuumventilen.

Da problemet ikke kunne løses på stedet med en udskiftning af ventilen, og da Stadtwerke

Hannover AG gerne ville beholde toilettet til demonstration, indtil man havde et nyt, blev det efter en række drøftelser med fabrikken aftalt at lave et nyt Ecovac 2 med en anden ventil, der så blev sendt ned til afløsning af det utætte. Selv om der var lidt vand på gulvet, ønskede Stadtwerke Hannover AG at kunne demonstrere den nye teknologi for interesserede.

Ved samme besøg på stedet var der mulighed for at afprøve styringen og indstillingerne. Det viste sig, at såvel etableringen af vandspejl som urinskyl var sat til for lang tid i forhold til de vandmængder, man ønskede sig. Det skyldtes afgjort, at der ikke er nogen skala og at indstillingerne bliver foretaget på basis af individuelle skøn, der ofte bliver foretaget meget hurtigt. Tiderne blev indstillet til at give den ønskede vandmængde på ca. 0,6 l til etablering af vandspejl til fækalier og ca. 0,2 l til urinskyl.

En repræsentant for installationsfirmaet Corona Solar GmbH tilkendegav, at de fandt dokumentations- og installationsinformationerne yderst begrænsede, og at mange detaljer bar præg af, at det drejede sig om pioner arbejde, der endnu ikke havde fundet den endelige udformning. Det blev f.eks. bemærket at knapperne til montage på væggen var monteret på en træplade. Der kunne godt være brugt kraftigere standardkomponenter i styreboksen. Fodpedalen havde en tydelig fjederlyd, når man trådte den ned.

Mulighederne for at lave niveaustyring i stedet for tidsstyring af vandspejlet blev diskuteret. Der blev fremsat ønske om, at der kun var en betjening ved fækalt skyl på samme måde, som der kun er en betjening ved EVAC 90. Det kunne løses ved, at kontakten for vand til etablering af vandspejl og samtidigt urinskyl blev placeret i forbindelse med fodpedalen.

Kritikpunkter og ønsker blev derefter rapporteret og indgående diskuteret med producenten Wost Man Ecology AB i Stockholm.

Det forhold, at toilettet kun skyller urin med ca. 2 dl i et gravitationssystem, muliggør et langt mindre vand- og luftforbrug end ved brug af de kildesamlende EVAC-toiletter. Ved brug af en anden type vakuumpumpe end dem der bruges i ejendommen, ville kildesorteringen kunne give et stærkt reduceret strømforbrug samt væsentligt mere koncentrerede restprodukter.

En anden fordel er lyd. Der er stort set ingen lyd ved skyl af urin, der bør være det hyppigste skyl ved Ecovac 2, hverken fra toilet eller fra system, hvorimod lyden fra EVAC 90 og vakuumsystemet er ens, uanset om der skylles urin eller fækalier. Natlige skyl, der mest er i forbindelse med urinering, kan være de mest generende ved EVAC 90 og vakuumtransportsystemet. Disse bør kunne finde sted lydløst med Ekovac 2 og urinsystemet, men kun under forudsætning af, at papir der anvendes til urinering ikke skylles ud men afventer næste fækale skyl eller lægges i en sanitetsspand. Denne forudsætning går igen, hvis der skal opnås vandbesparelser og højere koncentrationer af restprodukter.

3.8.6 Nyt vakuumtoilet med ny vakuumventil

Ved demonteringen af det gamle utætte toilet tog Stadtwerke Hannover AG el-ledningerne fra på toilettet og forbandt dem til det nye toilet. De to trykknapper udløste efter tilslutningen ikke længere de ønskede toiletskyl. Det blev overvejet, om der kunne være sket noget med styreenheden. Problemet blev senere løst ved at bytte rundt på ledningerne. Det viste sig, at ledningerne ikke var blevet koblet rigtigt. El-diagrammet var blevet væk fra styreskabet. Der blev senere byttet om på kablerne, så de respektive knapper igen satte den ønskede aktivitet i gang.

Det ville være en fordel, hvis der i selve styreboksen i forbindelse med koblingerne var angivet kabelfarve og funktion samt funktion og tid på potentiometrene.

Den nye vakuumventil med øget returtryk har ved senere besøg og afprøvninger indtil nu vist sig at holde tæt. Returtrykket synes at være stort nok til, at der bliver lukket helt tæt, når man slipper fodpedalen. Der er dog ikke tale om en afprøvning med regelmæssigt skyl af fækalier og papir, hvorfor det ikke automatisk kan sluttes, at ventilen ikke vil give problemer ved praktisk anvendelse.

Vandforbrug

Det har ikke indgået i projektet at foretage målinger af vandforbrug i forbindelse med personers naturlige brug af Ecovac-2 toilettet i en lejlighed eller lignende.

Vandskyllet til urinskålen tidstilles til at give den, med det på stedet givne vandtryk, ønskede vandmængde. I ejendommen blev skyllemængden til Ecovac 2 sat til ca. 2 dl/skyl.

Da de fleste skyl normalt er urinskyl, burde der være basis for en meget stor vandbesparelse og dermed et restprodukt med en langt højere koncentration til separat opsamling eller sammen med fækaliefraktionen.

Vandskyllet til etablering af vandspejlet i toiletskålen til fækalier, der kan stilles fra 0,6 l – 1,2 l, blev sat til ca. 0,6 l.

Forskellen på Ecovac-2 med et indstillet skyl på 0,6 l og EVAC 90 med et skyl på 1,2 l giver mulighed for en vandbesparelse.

Det kan dog ikke udelukkes, at en stor del af besparelsen ved skyl af fækalier i praksis kan forsvinde ved et behov for at øge skyllefrekvensen med den lille vandmængde eller et behov for at øge skyllemængden. Det kan kun afgøres ved indsamling af erfaringer og forsøg.

Ecovac-2 bør kunne give et væsentligt bedre materiale til behandling i et biogasanlæg uanset om restprodukterne opsamles særskilt eller samlet i kraft af det reducerede vandindhold. Ved særskilt opsamling kan urinblandingen, som ikke i sig selv er interessant og egnet til behandling i et biogasanlæg, f.eks. lagres inden anvendelse som gødning i landbruget.

Elforbrug

Når Ecovac-2 som normalt bruges i forbindelse med en vakuummotor på 1.400 W arbejder motoren typisk kun 5 – 10 sekunder pr. fækalt skyl. Det giver ved to daglige fækale skyl pr. person et meget begrænset årligt strømforbrug på 1,4 – 2,8 kWh/p/a.

Når Ecovac-2 bliver monteret, som i ejendommen i Hannover, i forbindelse med et anlæg med permanentvakuum, burde det, i kraft af det separate urinsystem i gravitation uden energiforbrug, kunne give betydelige energibesparelser. Problemet er dog, at vakuumpumperne i Hannover på 0,75 kW ikke kun arbejder på at genskabe et konstant undertryk men også i høj grad på at fordampe vand i olien. Det er vigtigt i fremtiden at anvende en anden type pumpe.

Lyd

Ved fækalt skyl opleves lyden fra Ecovac-2 at være mindst lige så høj som fra EVAC-90.

Den store forskel forekommer dog ved de mange urinskyl. Her forekommer der ingen støj ved Ecovac-2. Dette er en meget stor fordel især ved natlige skyl. En forudsætning er dog, at et eventuelt anvendt papir ved urinering ikke samtidigt skylles ud men afventer et fækalt skyl eller lægges i en sanitetsspand.

Driftsproblemer

Selv om den nye vakuumventil ikke er blevet utæt ved gentagne testskyl med vand. vides det ikke, hvordan ventilen ville reagere på f.eks. savsmuld og kattegrus fra husdyr, hvis disse materialer blev forsøgt skyllet ud i toilettet.

3.9 Sammenfatning og behov for fortsat udvikling

Vandforbruget til vandskyl af de kildesamlende EVAC vakuumtoiletter i 32 lejligheder i det sociale boligbyggeri i Hannover er med et dagligt vandskyl på 8,2 l/p/d (1998), 8,0 l/p/d (1999) og 9,2 l/p/d (2000) blevet reduceret med op til 80 %. Det tidligere vandforbrug til vandskyl med traditionelle vandskyllende toiletter lå på ca. 40 l/p/d. Kildesorterende vakuumtoiletter har et stort potentiale for at nedsætte vandforbruget til vandskyl yderligere. Hvor stor besparelsen kunne blive i bebyggelsen vides ikke, da vi ikke har tilstrækkelig kendskab til skyllenes kvalitative karakter.

Der er ikke målt på indhold af næringsstoffer, men i et vakuumsystem opsamles 100 % af næringsstofferne i urin og fækalier. Koncentrationen af TS og VS i det opsamlede/udskylle- de materiale kendes ikke men vurderes at ligge på ca 1 % TS. Der er her ikke taget hensyn til udskyllet kattegrus, savsmuld m.m, der kan have hævet procenten, men er uønskede i systemet. Ecovac-2 toiletter kunne hæve TS-indholdet væsentligt. Det vurderes, at TS kunne hæves til 1,75 – 3,5 %.

Strømforbruget til drift af vakuumsystemet lå på 0,11 kWh/p/d i 1998 men reduceredes til henholdsvis 0,09 kWh/p/d i 1999 og 0,06 kWh/p/d i 2000. Strømforbruget pr. m³ skyllevand var i 1998 13, 9 kWh, i 1999 10,9 kWh og i 2000 7,0 kWh. Det synes som om vakuumpumperne er blevet mere effektive med hensyn til at arbejde mod lukkede ventiler.

Rigtigt benyttede kildesorterende vakuumtoiletter burde således kunne give en betydelig yderligere reduktion i strømforbrug pr. person pr. dag.

Det ville være interessant at lave økonomiberegninger og sammenligning af udgifter til etablering og drift med almindelige vandskyllende toiletter.

Støjniveauet i egen lejlighed fra skyl af eget toilet med lukket låg må betegnes som højt. Lydniveauerne lå i stuerne på 35 – 52 dBa i køkkenerne på 43 – 53 dBa og i entreerne på 52 – 60 dBa. Der blev typisk skyllet ca. 7 gange pr. person pr. lejlighed. Beboerne siges efter tilvænning at have vænnet sig til det højere lydniveau ved skyl. Kildesorterende vakkuumtoiletter ville ikke kunne nedsætte støjniveauet ved fækale skyl men ville kunne nedsætte frekvensen af vakuumskyl og dermed af skyl med støj. Især om natten ville støjfrekvensen kunne reduceres kraftigt. Alt under forudsætning af opfyldelse af systemkravene for rigtig skylleadfærd.

Der er taget udgangspunkt i nogle systembetingelser ved at bruge Ekovac 2-toilettet, der er generelle for de dobbeltskyllende kildesorterende toiletter, vi kender i dag. Mænd skal sidde ned, når de tisser. Papir, der bruges, når man kun tisser, skal lægges i toiletskålen og afvente næste fækale skyl eller lægges i en sanitetsspand for at sikre en reduceret skyllemængde i sammenligning med det almindelige vakuumtoilet. Ligeledes bør den (normalt begrænsede del) urin som ved sorteringen kan havne i fækalieskålen ikke skylles ud ved urinering alene. Ved menstruation skylles naturligvis efter behov.

Kildesorteringen i kombination med det meget begrænsede urinskyl rummer et potentiale for såvel vand- og energibesparelser og højere koncentrationer af restprodukter i form af såvel næringsstoffer som organisk materiale.

Det reducerede vandforbrug til skyl af fækalier kan også sænke vandforbruget og hæve koncentrationen af f.eks. organisk materiale i restproduktet, men praktiske afprøvninger og vurderinger af renskylningen må vise hvor meget oftere, der skal skylles, hvis man forsøger at reducere skyllemængde til f.eks. 0,6 l/skyl i stedet for 1,2 l/skyl.

Betingelsen for overhovedet at kunne anvende det kildesorterende hybridtoilet med vakuum til fækalier i systemer med flere toiletter er en velfungerende vakuumventil. Den første vakuumventil var utæt, hvorimod den senere afprøvede ventil med større returtryk indtil nu har været tæt. Der har dog ikke været tale om en afprøvning med hyppigt og regelmæssigt skyl af fækalier og papir, hvorfor det ikke vides, hvordan ventilen ville reagere under disse omstændigheder. Det vides heller ikke, hvordan ventilen vil reagere på savsmuld, kattegrus m.m.

Ved fækalt skyl skulle man såvel træde på fodpedalen som trykke på den ene af vægknapperne. Det vurderes at være for besværligt. Der er efterfølgende bl.a. på baggrund af erfaringerne fra Hannover sket en fortsat ændring af vakuumtoiletterne fra Wost Man Ecology AB. Det drejer sig om, det kildesorterende " Clevervac" med vakuum til fækalier og det kildesamlende "Clearvac". Det var hensigten at lave toiletterne dels i en udgave uden fodpedal og afløbsventil til enkeltinstallationer og i en udgave med fodpedal og afløbsventil, hvis flere toiletter skulle kobles på et fælles vakuumsystem. På grund af dårlige erfaringer med afløbsventilerne gik man imidlertid væk fra toiletter med afløbsventiler (Personlig meddelelse Erik Friberg 2001).

Det er dog ud fra hidtidige erfaringer vigtigt med en nøje afprøvning på praksislignende vilkår inden der etableres toiletter med fælles vakuumsystem. Der er brug for bedre montagevejledninger m.m. og generelt behov for at forbedre finishen på produkterne.

Skulle der selv efter væsentlige forbedringer optræde tekniske problemer, er det vigtigt at de i størst muligt omfang kan løses på stedet og alternativt, at erstatningstoiletter lagerføres i området.

Der har været vist stor interesse fra såvel involverede parter som fra besøgere. Stadtwerke Hannover, Corona Solar, TU-Hannover m.fl. er alle interesserede i at der arbejdes videre med teknikken på grund af de interessante perspektiver med mulighed for at behandle mere koncentrerede fækalier i biogasanlæg.

Såvel "Umweltdezernenten" fra Stadt Hannover som medarbejdere fra Wuppertalinstituttet har ved besøg og samtaler udtrykt stor interesse i en fortsat udvikling. Et tysk firma er blevet inspireret til at sætte et udviklingsprojekt i gang for at udvikle såvel et dobbeltskyllende kildesorterende toilet som et kildesorterende toilet med vakuum til fækaliedelen.

Producenten af Ecovac 2, Wost Man Ecology AB i Stockholm har løbende deltaget i diskussionerne og taget del af erfaringerne. To vakuumtoileter, fra Wost Man Ecology AB, uden afløbsventil og fodpedal er afprøvet i et pilotprojekt i Storstrøms Amt (M226-0024 "Vakuumtoiletter og forarbejdning af det indsamlede materiale i biogasanlæg eller ved vådkompostering"). Erfaringer fra dette projekt har bidraget til yderligere ændringer.

Fremtidige afprøvning af versioner med afløbsventil og fodpedal burde finde sted på et teknologisk institut. En sådanne afprøvning vil kunne give et fingerpeg om, hvor langt man er nået med at løse de tekniske problemer.

Det ville ligeledes være interessant at afprøve ventilsystemer, der ville muliggøre tilførsel af de faste organiske madrester fra husholdningernes køkkener efter en køkkenkværn. Det ville ved kildesamlende vakuumtoiletter give en samlet opsamling af samtlige fraktioner og ved kildesorterende toiletter f.eks. en opsamling sammen med fækalier og papir.

3.10 Perspektiver

Såvel kildesamlende som kildesorterende toiletteknologi med efterfølgende opsamling af urin, fækalier, papir og skyllevand giver en opsamling af tørstof, organisk materiale og næringsstoffer på 100 %. Kildesorteringen muliggør dog en væsentlig mere koncentreret opsamling og adskillelse af kvalitativt forskellige fraktioner. Der forestår dog et stort arbejde med at sikre at de humane restprodukters høje kvalitet ikke forringes ved at toiletterne anvendes som "skraldespande" og med at optimere såvel teknik som skylleadfærd. Ved en tilførsel af kværnede organiske madrester ville der ideelt kunne opnås et potentiale for en total recirkulation til landbrugsmæssig anvendelse.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |