Blog from the Environmental Engineering Research Group at SLU
At VA SYD’s head office, our innovative toilet system is now being installed to dry the urine to solid fertilizer, directly under the toilet. By sorting out the urine, most of the nutrients can be recycled from the sewage. We, researchers, at the Swedish University of Agricultural Sciences (SLU) have been developing the new technology, which will be tested in Malmö and Lund, within the REWAISE project.
Vi publicerade nyligen en ny artikel om anvÀndningen av magnesiumoxid som ett alkaliskt substrat för uttorkning av urin i tidskriften Frontiers in Environmental Science.
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenvs.2020.619901/full
Sammanfattning: Efter att fĂ€rsk mĂ€nniskourin har alkaliserats för att förhindra den enzymatiska hydrolysen av urea, kan det torkas ut för att minska dess volym och för att producera ett fast gödningsmedel. I denna studie undersökte vi MgOs lĂ€mplighet att alkalisera och uttorka urin. Vi valde MgO pĂ„ grund av dess lĂ„ga löslighet (<2 gLâ1) och relativt hög mĂ€ttnadsgrad av ââpH (9,9 ± 0,2) i urinen. Med hjĂ€lp av en laboratorieskala, dehydratiserade vi urin tillsatt till ren MgO och MgO blandat med substrat (biochar, vetekli eller kalciumhydroxid) vid en temperatur pĂ„ 50°C. Vi fann att uttorkande urin tillsatt till en blandning av MgO (25% vikt/vikt), biokol och vetekli resulterade i en massreduktion av >90% och N-Ă„tervinning av 80%, och gav produkter med höga koncentrationer av makronĂ€ringsĂ€mnen ( 7,8% N, 0,7% P och 3,9% K). Genom att modellera den kemiska specieringen i urin visade vi ocksĂ„ att ammoniakstrippning snarare Ă€n ureahydrolys begrĂ€nsade N-Ă„tervinningen, eftersom urinen som anvĂ€ndes i vĂ„r studie delvis hydrolyserades. För att maximera Ă„terhĂ€mtningen av N under alkalisk urinuttorkning med MgO, rekommenderar vi att man behandlar fĂ€rsk/icke hydrolyserad urin vid en temperatur <40°C, skrĂ€ddarsy torkningssubstratet för att fĂ„nga NH+4 som struvit och anvĂ€nda det adderade substratet för att begrĂ€nsa molekylen diffusion av ammoniak. Att behandla fĂ€rsk urin genom alkalisk uttorkning krĂ€ver endast 3,6 kg MgO-lockâ1yâ1 och en kostnad pĂ„ US $ 1,1 capâ1yâ1. DĂ€rför Ă€r anvĂ€ndningen av sparsamt lösliga alkaliska föreningar som MgO i urinavledande sanitetssystem mycket lovande.
Kontakt: Prithvi Simha
We recently published a new paper on the use of Magnesium Oxide as an alkaline substrate for dehydrating urine in the journal Frontiers in Environmental Science.
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenvs.2020.619901/full
Abstract: Fresh human urine, after it is alkalized to prevent the enzymatic hydrolysis of urea, can be dehydrated to reduce its volume and to produce a solid fertilizer. In this study, we investigated the suitability of MgO to alkalize and dehydrate urine. We selected MgO due to its low solubility (<2 gLâ1) and relatively high saturation pH (9.9 ± 0.2) in urine. Using a laboratory-scale setup, we dehydrated urine added to pure MgO and MgO mixed with co-substrates (biochar, wheat bran, or calcium hydroxide) at a temperature of 50°C. We found that, dehydrating urine added to a mixture of MgO (25% w/w), biochar, and wheat bran resulted in a mass reduction of >90% and N recovery of 80%, and yielded products with high concentrations of macronutrients (7.8% N, 0.7% P and 3.9% K). By modeling the chemical speciation in urine, we also showed that ammonia stripping rather than urea hydrolysis limited the N recovery, since the urine used in our study was partially hydrolyzed. To maximize the recovery of N during alkaline urine dehydration using MgO, we recommend treating fresh/un-hydrolysed urine a temperature <40°C, tailoring the drying substrate to capture NH+4 as struvite, and using co-substrates to limit the molecular diffusion of ammonia. Treating fresh urine by alkaline dehydration requires only 3.6 kg MgO capâ1yâ1 and a cost of US$ 1.1 capâ1yâ1. Therefore, the use of sparingly soluble alkaline compounds like MgO in urine-diverting sanitation systems holds much promise.
Contact: Prithvi Simha
The findings from our multinational study that surveyed the attitudes of about 3800 people from 16 different countries, are now published in Science of the Total Environment and available here: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144438.
Highlights:
â Cross-cultural & country-level factors explanatory of respondent attitudes identified
â Respondents had positive intention overall but were unwilling to pay price premiums
â Social norms and cognitive awareness of urine’s benefits & risks featured strongly
â Building consumer trust via context-specific messaging can improve acceptance
Our main findings are best summarised by this picture below, which shows the strengths of association for factors explaining attitude of food consumers towards human urine as fertiliser. Factors are grouped by demographics, social norms, benefit/risk perception, substances that respondents believed are normally excreted in urine, and environmental outlooks. Dots are proportional and indicate the strength of association (CramĂ©r’s V values); dashes indicate categories that could not be analysed due to insufficient data.
Picture inserted shortly.
Contact: Prithvi Simha
Resultaten frÄn vÄr multinationella studie som undersökte cirka 3800 personers instÀllning till urinÄtervinning frÄn 16 olika lÀnder publiceras nu i Science of the Total Environment och finns hÀr: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144438.
Highlights:
â TvĂ€rkulturella och nationella faktorer identifierade som förklarar respondenters attityder
â Respondenterna hade totalt sett en positiv attityd men var inte villiga att betala prispremier
â Sociala normer och kognitiv medvetenhet om urins fördelar och risker var start relaterade
â Uppbyggande av konsumenttillit via kontextspecifika meddelanden kan förbĂ€ttra acceptansen
VÄra huvudsakliga resultat sammanfattas bÀst av den hÀr bilden nedan, som visar hur starka föreningarna Àr för faktorer som förklarar livsmedelskonsumenternas attityd till human urin som gödselmedel. Faktorer Àr grupperade efter demografi, sociala normer, nytta/riskuppfattning, Àmnen som respondenterna trodde normalt utsöndras i urinen och miljösyn. Prickar Àr proportionella och anger associeringsstyrkan (Cramers V-vÀrden); bindestreck indikerar kategorier som inte kunde analyseras pÄ grund av otillrÀcklig data.
Bild infogas inom kort.
Kontakt: Prithvi Simha
Urintorkningsteamet pÄ SLU (tillsammans med Sanitation360, Spiran och Gotlands Bryggeri) har tilldelats 2,9 MSEK frÄn JTI för att testa att anvÀnda vÄrt uttorkade urin som gödningsmedel för korn som Àr avsedda för ölproduktion. MÄlet med projektet Àr att producera ett skrÀddarsytt torrgödsel frÄn urin och ett nytt, mer hÄllbart producerat öl som smakar exakt detsamma som konventionellt producerad öl.
The Urine Drying team at SLU (together with Sanitation360, Spiran and Gotlands Bryggeri) have been awarded 2.9 MSEK from JTI to test using our dehydrated urine as a fertilizer for barley destined for beer production. The objective of the project is to produce a tailored dry fertilizer from urine and a new, more sustainably produced, beer that tastes exactly the same as conventional produced beer.
Jenna Senecal blev intervjuad av Modern Farmer om potentialen att pÄ ett sÀkert sÀtt Ätervinna nÀringsÀmnen frÄn mÀnniskourin för att skydda miljön. BlÀddra ner för att lÀsa artikeln.
Jenna Senecal was interviewed by Modern Farmer about the potential to safely recover nutrients from human urine to help protect the environment. Scroll down to read the article.
Vi Àr mycket glada att dela med oss av den första upplagan av Guide to Sanitation Resource Recovery Products & Technologies. Guiden Àr en populÀrvetenskaplig publikation som ger en översikt över möjliga resurser som kan Ätervinnas och ger vÀgledning om behandlingsprocesser för att uppnÄ sÀkra produkter för ÄteranvÀndning. De specifika mÄlen för detta dokument Àr:
Guiden för sanitÀra resursÄterstÀllningsprodukter och tekniker Àr frÀmst en referensbok. Den Àr avsedd att anvÀndas av ingenjörer, planerare, slutanvÀndare, forskare, teknikutvecklare, sanitetsentreprenörer, icke-statliga organisationer (NGO) och studenter som Àr intresserade av att skapa cirkulÀra system för resursanvÀndning. Det syftar till att stödja och möjliggöra beslutsfattande för ökad resursÄtervinning genom att tillhandahÄlla information om viktiga beslutskriterier för en rad Ätervunna produkter och behandlingsteknik, och dÀrigenom lyfta fram de olika möjligheterna för resursÄtervinning.
LÀnk för att ladda ner guiden:
https://pub.epsilon.slu.se/21284/
https://www.susana.org/en/knowledge-hub/resources-and-publications/library/details/4008