Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Teknikutvärdering av Urintorkning i Pilotskala – ett Fältförsök i Finland: Technical Evaluation of Urine Drying in Pilot Scale - a Field Experiment in Finland
Sveriges lantbruksuniversitet, Institutionen för energi och teknik .
2019 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

Av samtliga globala processer som reglerar jordsystemet är de biogeokemiska flödena av kväve (N) och fosfor (P) mest påverkade av mänskliga aktiviteter. Inerta former av N och P omvandlas till reaktiva former som sprids i miljön, där de orsakar eutrofiering och påverkar marina ekosystem negativt. Majoriteten av de reaktiva N- och P-formerna används för framställningen av mineralgödsel. Ett alternativt sätt att producera gödsel är att återvinna näringsämnena i avloppet. En teknik som återvinner näringsämnen i urin är basisk urintorkning. Teknologin stabiliserar urea med ett basiskt torkningsmedium och koncentrerar näringsämnena genom att evaporera vattnet i urinen. Slutprodukten är ett torrt gödsel i pulverform.

I det här projektet testades urintorkningsteknologin för första gången i ett fältförsök. Ett system för urintorkning med kapacitet att förånga 40 kg urin dygn-1 m-2 konstruerades och integrerades i ett befintligt torrt sanitetssystem för användning under en period på tre månader. I projektet utvärderades 13 dygn av de 3 månaderna. Resultaten visade att 24 kg urin tillfördes systemet och att systemet kunde upprätthålla en kontinuerlig torkning av urinen. Efter torkningen återvanns majoriteten (97 %) av N i slutprodukten. På grund av att den tillförda mängden urin var liten blev växtnäringshalterna i slutprodukten och i torrsubstansen (TS) av slutprodukten låga.

Systemet hade emellertid potential att torka mycket större kvantiteter urin. Om systemets fulla potential hade använts, det vill säga att torka 40 kg urin dygn-1 m-2, så hade särskilt N- och P-halterna ökat avsevärt. N-halterna hade även ökat ytterligare om torkningen hade utförts vid en lägre temperatur.

Systemets energiförbrukning var hög, eftersom systemet hade en kontinuerlig energikonsumtion och även komponenter med hög effekt. I jämförelse med den konventionella avloppsvattenreningen och produktionen av mineralgödsel har systemet en hög energikonsumtion, men i jämförelse med en förbränningstoalett är systemets energiförbrukning likvärdig. För att minska energiförbrukningen kunde reglertekniska åtgärder utföras så att systemets energitillförsel upphör när systemet inte används. Systemets energiförbrukning får även ställas i relation till de problem som dagens system för livsmedelsproduktion och sanitet medför. Till skillnad från nämnda system möjliggör urintorkningsteknologin besparing av dricksvattenresurser, ett slutet kretslopp av näringsämnen och en minskad påverkan på miljön.

Abstract [en]

Of all global processes that regulate the earth system, the biogeochemical flows ofnitrogen (N) and phosphorus (P) are the most affected by human activities. Inert forms of N and P are converted into reactive forms that are dispersed in the environment, causing eutrophication and affecting marine ecosystems. The majority of the reactive N and P are used for the production of mineral fertilizers. An alternative way of producing fertilizers is to recycle nutrients from waste water. A technology that reuses nutrients in urine is alkaline urine drying. The technology stabilizes urea with an alkaline drying medium and concentrates the nutrients by evaporating the water in urine. The end-product is a dry fertilizer in powder form.

In this master project, the alkaline urine drying technology was tested for the first time in field conditions. A system for urine drying with the capacity to evaporate 40 kg of urine day-1 m-2 was constructed and integrated into an existing dry sanitation system for use over a period of three months. The master project evaluated the system for 13 days of the 3 months. The results showed that 24 kg of urine was collected in the system, significantly less than what the system had been designed to dry. Furthermore, the results showed that the system functioned smoothly recovering 97 % of the urine-N in the end-product. The nutrient content in the end-product and the dry matter of the end-product was low due to the low amount of urine that was collected.

However, the system had the potential to dry much larger quantities of urine. If the system would have been operated to function at full potential (drying 40 kg of urine day-1 m-2) the N- and P-content in the end-product would be much higher than that observed during the 13 days. Furthermore, the system if operated at lower temperatures has the potential to recover more N.

The system’s energy consumption was high, as the system had a continuous energy consumption. In comparison with the conventional waste water treatment and the production of mineral fertilizers, the system has a high energy consumption, but compared to an incineration toilet, the system’s energy consumption is equivalent. In order to reduce the energy consumption, automatic control could be implemented so that the energy is switched off when the system is not used. The system’s energy consumption may also be set in relation to the problems that today’s systems for food production and sanitation entail. Unlike the aforementioned systems, the urine dehydration technology does not consume drinking water, it enables recycling of nutrients as well as a reduced impact on aquatic life.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 74
Series
UPTEC W, ISSN 1401-5765 ; 19 035
Keywords [en]
Urine drying, dry sanitation system, alkaline stabilisation of urea, nutrient recovery, nitrogen, phosphorous, potassium, fertilizer
Keywords [sv]
Urintorkning, basisk stabilisering av urea, torrt sanitetssystem, växtnäring, kväve, fosfor, kalium, gödsel, återvinning av näringsämnen
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-397987OAI: oai:DiVA.org:uu-397987DiVA, id: diva2:1374211
Educational program
Master Programme in Environmental and Water Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-12-04 Created: 2019-11-29 Last updated: 2019-12-04Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(28577 kB)16 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 28577 kBChecksum SHA-512
6586dd1947cfeb8267e58855a02bf1d9c23fc72624a63ba87e915fdc982a75493be87b0e3e0daf5b549aeadfb40815bcabaf1678a7224d20ada904d3f13c2d0b
Type fulltextMimetype application/pdf

Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 16 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 119 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf