Kompostering og efterkompostering af humane restprodukter indeholdt i afvandet "sort" spildevand

3 Human urin og humane fækalier

Der er stor forskel på hvor meget det enkelte menneske producerer af urin og fækalier. Såvel udsondrede mængder, som indholdsstoffer varierer meget fra person til person alt efter alder, køn, sundhedstilstand og karakteristik af indtagne fødevarer. Vegetarer producerer således alt andet lige større mængder fækalier med et større vandindhold (Sundberg 1995, Kalkoffen et al. 1995, Vinnerås 2001, Wrisberg et al. 2001). I dette kapitel gives en karakteristik af urin og fækalier ud fra en gødningssynsvinkel.

Masse og næringsstoffer

Selv om urin og fækalier normalt kun udgør ca. 1–1,5% af husspildevandet leverer de tilsammen 91% af udledningen af N, 83% af P og 60% af K. Urin alene står for ca. 80% af N, 55% af P og 44% af K i husspildevandet (Sundberg 1995, Vinnerås 2001).

Fordelingen af næringsstoffer i husspildevandet fordelt på urin, fækalier og gråt spildevand fremgår af tabel 3.1. og figur 3.1

Tabel 3.1
Procentvis fordeling af makronæringsstoffer i husspildevandet fordelt på fraktionerne urin, fækalier og gråt spildevand

Parameter

Enhed

Urin

Fækalier

Gråt spildevand

Kvælstof (N)

%

80

11

9

Fosfor (P)

%

55

28

17

Kalium (K)

%

44

16

40

Kilde. Sundberg 1995, Vinnerås 2001
   

Figur 3.1
Fordeling af næringsstoffer i spildevandsstrømmene

Kilde: Sundberg 1995, Vinnerås 2001

Standardtal for masse, tørstof og indhold af næringsstoffer er samlet i nedenstående tabel. Standardmængder for urinproduktion angives som 365 kg–550 kg pr. person og år alt efter kilde. Variationen i standardmængder for fækalieproduktionen er endnu større fra 33 kg pr. person pr. år i Vinnerås (2001) til 75 kg pr. person pr. år i Wrisberg (2001).

Tabel 3.2
Masse, tørstof og næringsstoffer pr. person og år i urin og fækalier og i relation til andre udvalgte parametre.

Parameter

Enhed

Urin
Pr. år (1)

Fækalier
Pr. år (1)

Fækalier
pr. år (2)

Fækalier
Pr. år (3)

Masse (MS)

kg

550

33

75

109,5

Tørstof

kg

21,9

10,8

13

16,4

TS-procent

 

3,98

32,7

17,3

15

Næringsstoffer

 

 

 

 

 

Kvælstof (N)

g/år

4.015

548

370

730

Kvælstof (N)

g/kg MS

7,3

13,7

4,9

6,7

Kvælstof (N)

g/kg TS

183,3

41,9

28,5

44,5

Fosfor (P)

g/år

365

183

180

219

Fosfor (P)

g/kg MS

0,7

5,6

2,4

2,0

Fosfor (P)

g/kg TS

16,7

17,0

13,8

13,4

Kalium (K)

g/år

1.100

400

370

219

Kalium (K)

g/kg MS

2

12,1

4,9

2,0

Kalium (K)

g/kg TS

50,2

37,0

28,5

13,4

NPK-forhold

 

100:9:27

100:33:73

100:49:100

100:33:33

N/P-kvote

 

11

3

2

3

Kilde: Sundberg 1995, Vinnerås 2001 (1), Vrisberg et al. 2001 (2), Del Porto 2000 (3).

Ovenstående tal viser, at tilførslen af såvel masse som indholdsstoffer til et komposttoiletsystem, og dermed udgangsmaterialet for en komposteringsproces, bliver vidt forskellige alt efter om det tilføres såvel fækalier som urin eller kun fækalier. De forskellige standardværdier for fækalier varierer også meget afhængigt af hvilken undersøgelse, der tages udgangspunkt i. Det giver betydelige forskelle i bl.a. væskeindhold i og koncentration af kvælstof i fækalierne, som igen er af betydning for C/N-forholdet i komposteringsprocessen.

Standardværdierne indikerer potentialet for næringsstoffer inden tab ved håndtering, behandling etc. Det er interessant at sammenholde de potentielle mængder med de mængder af næringsstoffer, som er tilbage efter lagring af kildesorteret urin eller efter kompostering af fækalier, eventuelt samkomposteret med urin. Sammenligninger kan vise tab af næringsstoffer og hvilke mængder, der er tilgængelige for tilbageførsel til jorden som gødning.

Urin/urinblanding (urin+ skyllevand) indeholder langt hovedparten af de næringsstoffer som udskilles (jfr. tabel 3.1, 3.2 samt fig. 3.1). Opsamles den ved hjælp af kildesorterende toiletter og lagres i tanke kan urinen blive et gødningsmiddel af høj kvalitet. Næringstabet er ikke stort og produktet kan med god effekt anvendes til planteproduktion (Vinnerås 2001, Kjärmann et al. 1999, Jönsson et.al. 2000, Stinzing et al. 2000, Backlund 2001, Holtze & Backlund 2002, Wrisberg et al. 2001, Dalsgård & Tarnow 2001).

Rigtig lagring af den kildesorterede urin/urinblanding giver et meget begrænset tab af kvælstofindholdet i modsætning til det forventede næringsstofstab ved medkompostering af urin i en kompostbeholder (Jönsson et al. 2000, Holtze & Backlund 2001). Urinen indeholder umiddelbart plantetilgængelige næringsstoffer med et stort indhold af kvælstof, meget få tungmetaller.

Komposterede fækalier kan være et nyttigt jordforbedringsmateriale. Det kan have stor effekt på især dårlige jorde, hvor indholdet af enten ler eller sand er meget højt. Tilførslen øger jordens indhold af kulstofholdigt organisk materiale, øger den vandholdende kapacitet (organisk materiale har en høj vandholdende kapacitet) og øger tilgængeligheden af næringsstoffer. Humus dannet i komposteringsprocessen bidrager til at sikre en sund bestand af organismer i jorden, som beskytter planterne imod jordbårne sygdomme (Kalkoffen et al. 1995, Esrey et al.1998).

Uanset valg af standardværdier i tabel 3.2 fremstår det, at fækalier har såvel et godt indhold, som en sammensætning af næringsstoffer, hvilket gør dem egnede som gødningsmidler. Næringsstofsbehovet udtrykt ved NPK-forholdet er for energipil 100:12:72, for vinterhvede 100:14:33 og for vinterbyg 100:19:48 (Aronsson 2001, personlig meddelelse, Hydro Agri 1995). Afgørende for gødningsværdien bliver dog ikke udgangsværdierne for fækalier med indholdet i slutproduktet.

Indikatorbakterier

Humane fækalier indeholder et meget højt antal mikroorganismer. Ved kompostering af fækalier (jfr. kap 5) er det vigtigt at reducere antallet af indikatorbakterier og egentlige smitstoffer til et acceptabelt/defineret niveau. Disse smitstoffer kan være til stede i kompostmassen, fordi de udskilles med fækalierne hos smittebærende personer.

Tabel 3.3 viser indholdet af udvalgte indikatorbakterier i fækalier.

Tabel 3.3
Indhold af udvalgte indikatorbakterier i fækalier

Indikatorbakterie

Enhed

Indhold i fækalier

Totale koliforme

cfu/g

107 - 109

E. coli

cfu/g

107 - 109

Enterokokker

cfu/g

105 - 107

Kilde: Jönsson et al. 2000, Höglund 2001
cfu = Colony forming units

Sundhedsrisici i forbindelse med anvendelse af urin anses generelt ikke at være forbundet med urinen i sig selv, men på grund af forurening af fækalt materiale. Urinen er som udgangspunkt steril i urinblæren hos raske personer og indeholder normalt mindre end 10.000 bakterier ved udsondringen (Jönsson et al. 2000, Höglund 2001).

I Danmark konkluderer Dalsgaard & Tarnow, at der er en ubetydelig risiko for bakteriel smitte ved anvendelse af urin efter lagring i fire måneder. Men nærmere undersøgelser er påkrævet med hensyn til protozoer på grund af fund af Cryptosporidium parvum. En risikoanalyse, ved anvendelse af urin, bliver foretaget af Dansk Zoonosecenter (Dalsgård & Tarnow 2001, Wrisberg et. al 2001).

Der er mange grunde til at overveje, om fækalier skal komposteres særskilt eller sammen med urin/urinblanding. Fraktionerne er kvantitativt og kvalitativt forskellige. Indhold af næringsstoffer og procesbetingede tab er meget forskellige. Det samme gælder indhold og reduktion af smitstoffer. Udgangsmaterialet har desuden afgørende betydning for funktionen, driftssikkerheden og eventuelle gener ved komposteringsprocessen i komposttoiletsystemet. Her er det med fordel muligt at inddrage historiske proceserfaringer vedrørende problemer, fordele og ulemper (se bl.a. Boisen 1995, Kalkoffen 1995, Stubsgaard 1996, Fittschen et al. 1997, Fittschen 1999, Del Porto 2000, Backlund et al. 2001).