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

Udnyttelse af næringssalte i urin på Svanholm Gods

2. Indsamling af urin

Svanholm Gods havde inden projektstarten installeret to urinsorterende toiletter i tilknytning til Godsets spisesal. Det blev i forbindelse med projektets etablering vurderes at 10-15% af den samlede urin fra godsets beboere (ca. 110 personer) vil blive indsamlet i systemet.

2.1 Indretning og anvendelse af urinsorteringsanlægget på Svanholm Gods

De urinsorterende toiletter på Svanholm Gods er af typen Porsgrund Separations WC. Urinen opsamles i en 10 m³ tank nedgravet umiddelbart udenfor toiletterne. Indsamlingen af urinen blev fulgt med on-line måling af urin-niveauet i tanken og med måling af pH. Figur 2 viser en skitse af systemet.

Figur 2. Se her!
Skitse af urinopsamlingssystemet på Svanholm Gods

Et skilt ved toiletterne orienterede om forsøget og angav, at kun de af godsets beboere eller faste gæster, der ønskede at være med i forsøget kunne benytte toiletterne. Andre gæster eller tilfældige besøgende blev henvist til et nærliggende, almindeligt toilet.

Deltagerne i forsøget fik en talkode, hvert eneste toiletbesøg blev angivet med talkode og tidspunkt på en blok placeret på toiletterne.

Samtidig var toiletskyllesystemet indrettet således at en særlig knap skulle trykkes ind for at aktivere det urinsorterende system. Hvis den ikke blev aktiveret gik toiletindholdet til det normale afløbssystem. Herved blev sikret at tilfældige besøgende, der benyttede systemet, ikke leverede urin til projektet og det var muligt at lukke for tilførslen til urintanken, når der blev holdt arrangementer i spisesalen, hvor det var vanskeligt at sikre overholdelsen af anvendelsesrestriktionerne.

Det færdige system var etableret den 15. december 1998. De første målinger viste imidlertid at skyllevandsmængden i de urinsorterende toiletter var alt for stor. Efter gennemførelse af forskellige forsøg og ændringer af systemet blev opsamlingstanken tømt og systemet igen sat i drift den 7/1 1999. Indsamlingen forløb herefter uden problemer indtil afslutningen den 12/4 1999, hvor urinen skulle udbringes for at kunne indgå i dyrkningsforsøg i vækstsæsonen 1999.

Indsamlingen af urin blev fulgt med on-line målingerne af pH og urinmængde(niveau). Derudover blev foretaget kontrolmålinger af Total kvælstof, ammonium, Total fosfor og pH. Målingerne blev afsluttet den 19/4 en uge efter afslutningen af indsamlingen den 12/4 1999. I påsken fra den 1/4 kl. 00.00 til den 7/4 kl. 00.00 var systemet lukket pga. mange gæster på Svanholm.

I starten blev der analyseret en til to gange pr uge for at kontrollere skyllevandsmængden og for at følge omdannelsen af urinens indhold af urea til ammonium. Samtidig blev analyserne indkørt og et kvalitetssikringssystem for analysearbejdet etableret, idet driftsanalyserne blev foretaget af en af Godsets beboere. Senere blev frekvensen nedsat; men udviklingen i urinens sammensætning blev fulgt for at kontrollere skyllevandsmængden og for at vurdere om der skete ammoniakafdampning. Sideløbende med målingerne blev udtaget prøver, der blev nedfrosset, således at det efterfølgende ville være muligt at følge udviklingen i stoffer, som måtte vise sig interessante.

Figur 3 viser udviklingen i urinmængden, figur 4 viser udviklingen i urinens indhold af Total kvælstof, ammonium og Total fosfor og figur 5 viser udviklingen i urinens pH med on-line måleren (timemiddelværdier).

Figur 3. Se her!
Udviklingen i urinmængden.

Det ses af figur 3, at der stort set er tale om en retliniet stigning i tankens indhold, efter nogle mindre, usystematiske variationer i begyndelsen. På figuren fremkommer også lejlighedsvis kortvarige "spring" i målingerne. Det har ikke været muligt at identificere årsagen; men de er ikke udtryk for reelle ændringer i tankens indhold. Tanken skønnes ved forsøgets start at indeholde ca. 200 l vand fra de indledende forsøg med optimering af skyllevandsmængden, idet det var vanskeligt at tømme tanken fuldstændigt. Herefter er der stort set tilføres 100 l urin til tanken pr. uge frem til begyndelsen af april, hvorefter indsamlingen stoppes og tankens indhold forbliver konstant. Lukningen af anlægget i forbindelse med påsken i den første uge af april ses som en udfladning af kurven i perioden. Der er ialt opsamlet 1,35 m³ urin.

Figur 4. Se her!
Udviklingen i urintankens indhold af Total kvælstof, ammonium og Total fosfor

Det ses af figur 4 at koncentrationen stiger de første dage efter opstarten som følge af en lille rest-mængde vand i opsamlingstanken efter de indledende forsøg med reduktion af skyllevandsmængden. Især for fosfor stiger niveauet i en længere periode; men falder derefter mod slutningen til et konstant niveau. Dette fald skyldes justeringer i analysegangen, hvor fortyndingerne af prøverne blev finjusteret efter det aktuelle niveau. De målte koncentrationer i slutningen af perioden anses derfor for repræsentative for den indsamlede urin. Det ses desuden at ammonium i en del prøver ligger over Total kvælstof. Det skyldes usikkerheden på analyserne i den store fortynding og det faktum, at urinens indhold af urea hurtigt omdannes til ammoniak således at stort set al kvælstof forekommer som ammonium. Indholdet i urinen stabilisere sig med et niveau for Total kvælstof og ammonium på ca. 2100 mg/l og for Total fosfor på 140 mg/l.

Figur 5. Se her!
Udviklingen i pH målt med on-line måler (timemiddelværdier).

Af on-line målingerne ses en langsomt stigning i pH i de første uger afløst af et mindre fald efter en kalibrering af pH elektroden i slutningen af februar og herefter en langsomt aftagende værdi ned imod pH 9. Ved opsamling af urin ses i nogle tilfælde en lav pH-værdi i begyndelsen idet urin normalt er sur. Når urinens urea ved hydrolyse omdannes til ammonium stiger pH til værdier lidt over 9. Sædvanligvis sker der en relativt hurtig omdannelse af urinens urea således at den lille mængde sur urin, der tilføres ved hvert toiletbesøg, ikke når at påvirke tankens pH-værdi mærkbart.

Mængden og sammensætningen af den opsamlede urin kan bedømmes på baggrund af de foretagne målinger og analyser.

Det skønnes normalt, at en person per dag udskiller ca. 11 g kvælstof og 1 g fosfor med urinen således at forholdet er 11 mellem kvælstof og fosfor.

Den daglige mængde urin, der udskilles afhænger meget af den enkelte person; men skønnes at ligge mellem 1 og 2 l pr dag. Med 2 l urin fås at ren urin har et indhold på 5500 mg/l kvælstof og 500 mg/l fosfor. Indholdet i urintanken blev stabiliseret ved et indhold på ca. 2100 mg/l kvælstof og 140 mg/l fosfor. Det betyder at urinen udgør ca. 1/3 af den opsamlede væske, hvilket må anses for så godt som det kan opnås med den nuværende generation af vandskyllede, urinsorterende toiletter. Forholdet mellem kvælstof og fosfor er ca.15, hvilket er lidt højere end forventet; men det sandsynliggør at der ikke er sket væsentlig ammoniakafdampning under forsøget. pH-værdien i opsamlingstanken er også så lav, at væsentlig ammoniakafdampning ikke forventes. Der har i øvrigt heller ikke været lugtproblemer i forbindelse med forsøget, som kunne henføres til ammoniak.

Ved urinindsamlingens afslutning den 12. april har anlægget været i drift i 12,5 uger og der er opsamlet 1,35 m³ urin med et samlet indhold på ca. 3 kg kvælstof og 200 g fosfor. Dette svarer til den samlede urinmængde fra 2-3 personer og altså noget mindre end oprindeligt forventet, hvor der blev antaget, at tanken ville modtage urin svarende til 10-15 personer.

I forbindelse med det enkelte toiletbesøg har brugeren registreret besøget ved angivelse af sit forsøgsnummer. Herved kontrolleres at brugeren er registreret og samtidig kan den specifikke urinmængde (inkl. skyllevand) pr toiletbesøg fastlægges.

Figur 6 viser det akkumulerede antal toiletbesøg indlagt sammen med registreringen af den opsamlede mængde. Det ses at de to kurver følges ad. Der er i alt registreret 2977 toiletbesøg som sammenholdt med den indsamlede mængde på 1,35 m³ urin viser at det enkelte toiletbesøg i gennemsnit har givet ca. 0,5 l urin + skyllevand.

Figur 6. Se her!
Akkumuleret antal toiletbesøg sammenholdt med udviklingen i den opsamlede urin.

2.2 Driftsproblemer ved etablering af urinindsamlingen

Det dominerende problem ved etablering af urinindsamlingen har været at sikre en tilstrækkeligt lille skyllevandsmængde. Problemet blev løst ved etablering af en særlig ventil som begrænsede skyllevandsmængden. Niveauet kan næppe sænkes yderligere medmindre der etableres en egentlig urinal. Den kontinuerte måling af niveau og pH bød på mindre problemer, der formentlig kan henføres til indkøring af computersystemet og for pH desuden til udkrystallisation i pH elektroden. Begge problemer anses for løst. Etablering af system til lejlighedsvis måling af kvælstofkomponenter og fosfor har kunnet indkøres uden større problemer, selvom den store fortynding af prøverne inden analysen giver betydelig usikkerhed i bestemmelserne. Endelig var det nødvendigt med en moderat udvidelse af rengøringen af toiletterne for at undgå lugtproblemer.