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

Urinopsamling og -anvendelse i Hyldespjældet

2. Teknikken

Der er i projektet lagt vægt på, at anlægget skal bestå af kendt og så vidt muligt VA godkendt teknologi. Projektets formål er i den forstand ikke "teknisk eksperimenterende". Udgangspunktet har i stedet været at udvikle et driftssikkert anlæg til løsningen af denne nye opgave. Der er i projektet lagt vægt på at anvende miljøvenlige materialer.

2.1 Beskrivelse af anlægget

2.1.1 Urinsorterende toiletter / rørføring / indendørs

Selve anlægget starter i de 10 badeværelser med urinsorterende toiletter af fabrikatet "Porsgrunn" type "DS". Toiletterne har både stort og lille skyl. I flg. producenten er vandforbruget hhv. 3-6 liter og 1-2 dl. vand pr. skyl. Badeværelserne er alle beliggende på første sal, hvorfor det naturlige fald udnyttes til transporten frem til pumpebrønden. Transporten sker i et rør, der er ført gennem badeværelsesgulvet og via entreen videre ud gennem fundamentet (over terræn). I hvert rør er der indsat et spjæld, der kan afmonteres mhbp. at rense røret. I 5 af lejlighederne er der valgt rør med en dimension på 40 mm. I de 5 andre er dimensionen 50 mm. Formålet er at se, om rørdimensionen har indflydelse på urinens krystalisering i rørene. I hver af de 10 lejligheder er der endvidere indsat 2 meter gennemsigtigt rør, for løbende at have mulighed for at følge krystaliseringen.

2.1.2 Rørføring / udendørs

Da røret kommer ud af husene over terræn, har det været nødvendigt at isolere det. Det er sket ved at bygge en lille trækasse omkring det, og fylde kassen med hørisolering. I jord er rørene lagt i frostfri dybde. Rørdimensionen er 110 mm. Rørene (stikledningerne) fra de enkelte lejligheder samles i 2 rør, der fra hver sin side føres frem til pumpebrønden, der er placeret midt mellem lejlighederne. Længst væk fra pumpebrønden i hver ende af de 2 rør, er der etableret en mindre brønd med rensemulighed.

2.1.3 Pumpebrønd

Pumpebrønden er lavet af præfabrikerede betonringe. I pumpebrønden er der monteret en 230 V pumpe (Desmi, type U3KS special), samt en måler (tryktransmitter, Danfoss, type MBS 33) til måling af aktuelt niveau. Pumpebrønden er nødvendig for at hæve urinen videre til fordelerbrønden og tankene. Derved er det undgået at de skulle graves meget langt ned. Fra pumpebrønden pumpes urinen automatisk videre, når der er opnået en væskestand som er indkodet i overvågningsanlægget. Pumpebrønden dækkes (som også de 2 rensebrønde og de 5 tanke) med et lufttæt dæksel. I tilfælde af at samtlige tanke er fulde, er der i pumpebrønden etableret et overløb til eksisterende kloak. Urinen passerer i givet fald gennem en kontraventil, der gør, at en stuvning i kloakken ikke vil medføre forurening af urinen i pumpebrønden.

2.1.4 Fordelerbrønd

Fra pumpebrønden pumpes urinen til fordelerbrønden, der ligeledes består af beton. I fordelerbrønden føres urinen i lukkede rør, hvorfor dækslet - som det eneste dæksel i hele anlægget - ikke behøver at være lufttæt. Fordelerbrønden sørger for at urinen ledes ud i rækkefølge i en tank ad gangen. Først i no. 1 så nummer 2, 3, 4 og til sidst no. 5. Det klares ved de 5 automatisk åbne/lukke ventiler (digitale motorventiler), der sidder i fordelerbrønden. Ventilerne åbner og lukker, når væskestanden i tankene svarer til de niveauer, der på forhånd er indkodet i overvågningsanlægget. I fordelerbrønden sidder endvidere 5 manuelle afspæringshaner. De manuelle haner er en dobbeltsikring, der er installeret af hensyn til måleprogrammet. Som udgangspunkt er det aftalt, at urinen skal isoleres minimum i 6 måneder i tankene inden den kan bruges. Gennem dobbeltsikringen sikres det, at urinen i tankene også virkelig er isoleret, så der ikke ved en fejl tilføres frisk urin, med risiko for friske og smittefarlige bakterier mv.

2.1.5 Tankene

Hver af de 5 plasttanke kan rumme 3.000 liter. Tankene er ca. 2 meter høje. De er gravet ca. 3 meter ned i jorden. Oven på dem er der placeret en 1 meter høj betonkegle. Ovenpå betonkeglen er der placeret et lufttæt dæksel.

Tankene fyldes automatisk en efter en. I hver af tankene er der installeret en måler (tryktransmitter), der registrerer det aktuelle væskeniveau. Målerne er monteret i et galvaniseret rør, og sænket ned i bunden af tankene. For at undgå kvælstoffordampning, er anlægget ikke udluftet. Det vil sige, at anlægget er lufttæt, dog bortset fra overløbet fra pumpebrønd til eksisterende kloak. Via overløbet presses kun den mængde luft ud, som svarer til den mængde urin/vand, der skylles ind i anlægget gennem de 10 toiletters vandlåse. Når urinen pumpes fra pumpebrønden ind i tankene, føres luften fra tankene retur til pumpebrønden.

2.1.6 Overvågningsanlæg

Samlet består overvågningsanlægget af en måler (tryktransmitter) i pumpebrønden og en i hver af de 5 tanke, 5 digitale motorventiler i fordelerbrønden og en automatiktavle med styringscentral, der er installeret i en af lejlighederne. Via overvågningsanlægget styres pumper og ventiler automatisk. Niveauer for start og stop indstilles individuelt via displayet på styringscentralen. Når en tank er fuld, skifter styringscentralen automatisk til den næste tank i rækkefølgen. Er alle tanke fyldte, tvangsstoppes pumpen, indtil en eller flere tanke bliver tømt. Tømmes ingen af tankene umiddelbart stiger væskestanden i pumpebrønden, indtil det via overløbet løber over i eksisterende kloak. I styringscentralen er der indlagt alarmer for høj væskestand i pumpebrønd og tanke, som vises med en rød blinkende lampe.

Niveauerne i samtlige tanke og i pumpebrønd bliver dagligt aflæst og skrevet ind i en logbog.

2.1.7 Transport

Når urinen har ligget isoleret i den af sundhedsmyndighederne foreskrevne tid i tankene, pumpes den op i en almindelig enakslet 5 m³ gyllevogn (Kimadan). Gyllevognen kan både bruges til selve transporten til marken og som spreder af urinen på marken. Der er dog ikke monteret slæbeslanger på gyllevognen, hvorfor det bedste næringsstofudbytte vil opnås ved at omlaste urinen til en gyllevogn med slæbeslanger, hvorfra fordampningen er mindre end fra en spreder. Gyllevognen har ved projektperiodens udløb endnu ikke været i anvendelse, da udbringningen af urinen er blevet forsinket på grund af uafklarede forhold omkring KVL´s forsøgsmarker, samt fundet af parasitter (Cryptosporidier) i urinen, hvilket krævede yderligere undersøgelser.

2.2 Erfaringer med anlægget

2.2.1 Urinsorterende toiletter

Brugernes erfaringer med og reaktioner på de urinsorterende toiletter behandles i kapitel 5.

Vandmængden ved lille skyl vurderes til typisk at være 2 - 5 dl. Den afhænger af, hvor længe man trykker på knappen.

Teknisk set fungerer toiletterne ikke helt tilfredsstillende. Der har vist sig problemer med, at det lille skyl ikke har tryk nok til at skylle i hele urinskålen, og at det lille skyl holder op med at fungere, så man i stedet må bruge det store skyl.

Da urinskålen i DS-modellen ikke er særlig stor, skal der ikke "tisses meget skævt", før urinen ender i kummen til fækalier. Der er ikke i projektet taget målinger af, hvor meget der rent faktisk opsamles i urinskålen.

Det er meget vigtigt at vandlåsen (der består af en bøjet slange) monteres rigtigt. I flere af lejlighederne blev den monteret med forkert højde, hvilket medførte at vandlåsen af og til blev suget tom - med en meget ubehagelig stank i lejlighederne til følge!

Vandlåsen (som er inde i toilettet) er det svageste led i hele rørsystemet, da det kun har en dimension på 23 mm. Kombineret med stillestående væske og en meget lille mængde skyllevand gør det, at de mange næringssalte i urinen har gode betingelser for at krystallisere og sætte sig som en belægning her. Fjernes belægningen ikke, stopper røret til sidst til. Typisk vil det ske ved at belægningen efterhånden opfanger hår, som samles til en prop, der til sidst forhindrer enhver gennemstrømning. I et af toiletterne opstod der en massiv prop bestående af urinsten, hår og en halv vatpind. For at undgå tilstopninger, er beboerne blevet informeret om brugen af kausisk soda og eddikesyre, og de er alle blevet tilbudt en rensefjeder, som de selv kan rense forebyggende med hver 2.-3. måned.

Samlet set må det konkluderes, at toilettet fungerer rimeligt, men at der fortsat er brug for produktudvikling af det, så det dels gøres mere effektivt til at opsamle urinen, dels mere driftssikkert og effektivt hvad angår skyl og dels mindre tilbøjelig til at stoppe til.

2.2.2 Rørføring / indendørs

Efter næsten halvandet år har der endnu ikke været tilstopninger i de 40 hhv. 50 mm rør, som urinen løber i indendørs. Det er således for tidligt at sige noget om, hvorvidt rørdimensionen har indflydelse på krystaliseringen i rørene. Det, der taler for 40 mm rør, er, at tryk og gennemstrømningshastighed (og dermed den selvrensende effekt) skulle være højere. Det, der taler for 50 mm rør, er, at den gennemstrømmende væskemængden er så lille og næringssaltindholdet i væsken så høj, at den selvrensende effekt alligevel ikke kan holde 40 mm rør rene.

2.2.3 Rørføring / udendørs

Den udendørs rørføring i jord i 110 mm rør har ikke givet anledning til bemærkninger.

2.2.4 Pumpebrønd

Når alle 5 tanke er fulde, stiger væskestanden i pumpebrønden op til det overløb, der er monteret til den eksisterende kloak. Da overløbet er placeret højere end de 2 tilløb, fyldes tilløbsrørene efterhånden også med væske. Det kunne man frygte ville gøre det vanskeligere at skylle ud i urinkummen, eller i værste fald presse luft ud gennem vandlåsene ved skyl. Men det har ikke været tilfældet. Den høje væskestand har ikke givet anledning til problemer med at skylle ordentligt ud i toiletterne.

2.2.5 Fordelerbrønd

Da dækslet på fordelerbrønden ikke er lufttæt, kan der trænge regnvand ind i brønden. Det er sket i en sådan grad, at der er dannet dug på indersiden af de 5 beskyttelseskapper, som er monteret på åbne/lukke ventilerne. Brønden er blevet tømt manuelt flere gange. Vandet kommer ind dels gennem huller i selve dækslet (hvilket dog stort set er afhjulpet nu), og dels gennem det øverste af siderne i brønden, der består af 2 lag mursten, som er muret op oven på betonbrønden. Der er taget initiativ til at få tætnet siderne i brønden, men det er endnu ikke sket.

Af hensyn til rørene, pumpen og ventilerne er det vigtigt at fordelerbrønden er frostfri. Det har derfor været nødvendig at etablere isolering i fordelerbrønden i vinterperioden.

Det må konkluderes, at selvom urinen ikke står med åbent vandspejl i fordelerbrønden, er det væsentligt, at den af hensyn til rør, pumpe og ventiler er tæt og frostfri.

2.2.6 Tankene

Der var blandt beboerne stor bekymring for, om der ville være lugtgener fra tankene, hvilket ikke har været tilfældet. Kun når dækslerne har været taget af (når der f.eks. skulle udtages prøver), har der i mindre grad været lugtgener.

Det kan ikke undgås, at der, når dækslerne tages af tankene enten for at udtage prøver eller pumpe urinen op, falder lidt jord, græs og blade ned i tanken.

Der har været problemer med at få fæstnet de ringe, som dækslerne lægges ned i, til den betonkegle, der ligger oven på tankene. Imidlertid har det ikke givet anledning til lugtgener, at de har ligget løse, hvorfor det er opgivet at fæstne dem.

For at undgå at tankene skulle poppe op ved høj grundvandsstand, blev der, da de alle endnu var tomme, fyldt 4-500 liter vand i hver af dem som ballast. Da tank 1 blev taget i anvendelse, var den ikke tømt for vand, lige som den ikke var tømt for jord og urenheder i øvrigt, der var kommet i den i byggefasen. Da tank 1 endvidere kunne give misvisende måleresultater, fordi den, som den første tank der blev taget i anvendelse, skyllede anlægget igennem efter byggeriet, blev det besluttet, at målingerne skulle foretages fra tank 2. Tankene 2, 3, 4 og 5 blev alle tømt og renset op før ibrugtagning.

Den 22.4.2000 blev den femte og sidste tank fyldt og spærret af. Det tager således rundt regnet 8 uger for de ca. 30 beboere at fylde en tank. Da der kun må spredes gødning ud på markerne i foråret og i mindre grad om efteråret, betyder det, at tankkapaciteten formentlig er lige i underkanten. Ideelt set burde der nok have været mindst 1 og gerne 2 tanke mere.

For at sikre en total afspærring af tank 2, som den tank hvorfra urinprøverne skulle udtages, blev der sat en prop i returluftrøret inde i tanken, der går retur fra tanken til pumpebrønden. Hvis det skønnes, at der kan ske en opblanding af den isolerede urin med frisk urin via returluftrøret, så bør returluftrøret kunne afspærres udefra.

Den 20. november 2000 blev Tank 1 tømt, for at give plads til frisk urin uden "ballastvand" og eventuelle urenheder fra gennemskylningen af anlægget.

Urinen i tankene 2 til 5 er klar til udbringning i foråret 2001 under forudsætning af myndighedernes godkendelse. Urinen i tank 1 vil være klar til udbringning i efteråret 2001.

Samlet set må det konkluderes at opbevaringen af urinen i tankene ikke har givet anledning til lugtgener, at tankkapaciteten på 15 m3 er i underkanten, taget i betragtning at der kun må bringes gødning ud på markerne forår og efterår, og at der, hvis det skønnes, at der kan ske en opblanding af den isolerede urin med frisk urin gennem returluftrøret, må kunne ske en afspærring af returluftrøret udefra.

2.2.7 Overvågningsanlæg

Der har været betydelige problemer med overvågningsanlægget. Om det drejer sig om fejl ved selve målerne, fejl ved de elektriske forbindelser eller begge dele er ikke fuldstændigt afklaret endnu. Fejlene viser sig ved at måleresultaterne svinger op og ned. Fra dag til dag kan de svinge både 10 og 20 centimeter, selvom der ikke er sket ændringer i væskestandene.

Målerne blev oprindelig monteret forkert, hvilket nu er rettet, dog uden at det har afhjulpet problemerne fuldstændigt. 2 målere er helt holdt op med at fungere, og én er sendt retur til Danfoss til undersøgelse. Her blev der konstateret en fejl på måleren, og den blev erstattet af en ny. En fjerde måler er udskiftet med en måler af et andet fabrikat (MJK). MJK-måleren svinger imidlertid lige så meget som Danfoss-målerne, hvilket tyder på, at der også er et problem med de elektriske forbindelser et sted fra selve målerne og frem til styrecentralen. Det er nu besluttet at sende yderligere 2 af målerne retur til Danfoss til undersøgelse.

Hvorvidt urinen er aggressiv overfor målerne vides ikke.

Problemerne med målerne har bl.a. betydet, at det ikke har været muligt præcist at kende den aktuelle væskestand i tankene. For ikke at overfylde tankene, har det derfor været nødvendigt, at indstille niveauerne for hvor meget der skal påfyldes tankene relativt lavt. Derved udnyttes tankenes kapacitet kun næsten fuldt ud.

Overvågningsanlægget har kostet kr. 116.000,- ud af de samlede anlægs- og rådgiveromkostninger på kr. 647.000,-. Det synes relativt meget. Ved fremtidige anlæg bør mere enkle overvågningsanlæg overvejes.

Erfaringen vedr. overvågningsanlægget er således, at det er vigtigt at alle enkeltdele monteres rigtigt, at man - hvis det er nødvendigt at kende den nøjagtige væskestand - bør overveje at installere (de dyrere) ultralydsmålere, der er placeret foroven i tanken, og som måler afstanden ned til urinoverfladen, frem for målere der dykkes ned i urinen, og endelig at der ved fremtidige anlæg bør overvejes mere enkle overvågningsanlæg.

2.2.8 Transport

Den indkøbte gyllevogn har endnu ikke været brugt til transport af urin. Men den har været afprøvet med regnvand 2 gange. Første gang viste der sig at være utætheder i en aftapningshane og et stigrør. Utæthederne er nu repareret, og anden gang var gyllevognen tilsyneladende tæt.

I Hyldespjældets oprindelige projektbeskrivelse til Miljøstyrelsen opstilledes en forventning om, at projektet skulle belyse, om der er "hygiejniske og/eller andre problemer ved urinopsamling og anvendelse i et relativ tæt beboet forstadskvarter". På baggrund af de hidtil høstede erfaringer kan det konkluderes, at der tekniske set ikke er noget til hinder herfor (i det dog selve toiletter fortsat bør produktudvikles).