Blog from the Environmental Engineering Research Group at SLU
We are making history! Our dried urine was applied with a seeder while planting barley. This could be the first time that urine fertilizer was applied in such a way. The fact that we are able to produce a urine based fertilizer that is usable with conventional farming equipment is very exciting. We have three treatments: no fertilizer, conventional fertilizer and urine fertilizer. The urine fertilizer has 7.2 % nitrogen and we applied 100 kg N per ha.
På VA SYDs huvudkontor installeras nu ett innovativt toalettsystem som torkar urinen till en torr växtnäring, direkt under toaletten. Genom att sortera ut urinen kan det mesta av näringen återvinnas ur avloppet. Forskare på Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU) har arbetat fram den nya tekniken, som ska testas i Malmö och Lund, inom projektet REWAISE.
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 användningen 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 färsk människourin 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 lämplighet att alkalisera och uttorka urin. Vi valde MgO på grund av dess låga löslighet (<2 gL−1) och relativt hög mättnadsgrad av pH (9,9 ± 0,2) i urinen. Med hjälp av en laboratorieskala, dehydratiserade vi urin tillsatt till ren MgO och MgO blandat med substrat (biochar, vetekli eller kalciumhydroxid) vid en temperatur på 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-återvinning av 80%, och gav produkter med höga koncentrationer av makronäringsämnen ( 7,8% N, 0,7% P och 3,9% K). Genom att modellera den kemiska specieringen i urin visade vi också att ammoniakstrippning snarare än ureahydrolys begränsade N-återvinningen, eftersom urinen som användes i vår studie delvis hydrolyserades. För att maximera återhämtningen av N under alkalisk urinuttorkning med MgO, rekommenderar vi att man behandlar färsk/icke hydrolyserad urin vid en temperatur <40°C, skräddarsy torkningssubstratet för att fånga NH+4 som struvit och använda det adderade substratet för att begränsa molekylen diffusion av ammoniak. Att behandla färsk urin genom alkalisk uttorkning kräver endast 3,6 kg MgO-lock−1y−1 och en kostnad på US $ 1,1 cap−1y−1. Därför är användningen 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 gL−1) 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 cap−1y−1 and a cost of US$ 1.1 cap−1y−1. 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:
– Cross-cultural & country-level factors explanatory of respondent attitudes identified
– Respondents had positive intention overall but were unwilling to pay price premiums
– Social norms and cognitive awareness of urine’s benefits & risks featured strongly
– 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 (Cramér’s V values); dashes indicate categories that could not be analysed due to insufficient data.
Picture inserted shortly.
Contact: Prithvi Simha
Resultaten från vår multinationella studie som undersökte cirka 3800 personers inställning till urinåtervinning från 16 olika länder publiceras nu i Science of the Total Environment och finns här: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144438.
Highlights:
– Tvärkulturella och nationella faktorer identifierade som förklarar respondenters attityder
– Respondenterna hade totalt sett en positiv attityd men var inte villiga att betala prispremier
– Sociala normer och kognitiv medvetenhet om urins fördelar och risker var start relaterade
– Uppbyggande av konsumenttillit via kontextspecifika meddelanden kan förbättra acceptansen
Våra huvudsakliga resultat sammanfattas bäst av den här bilden nedan, som visar hur starka föreningarna är för faktorer som förklarar livsmedelskonsumenternas attityd till human urin som gödselmedel. Faktorer är grupperade efter demografi, sociala normer, nytta/riskuppfattning, ämnen som respondenterna trodde normalt utsöndras i urinen och miljösyn. Prickar är proportionella och anger associeringsstyrkan (Cramers V-värden); bindestreck indikerar kategorier som inte kunde analyseras på grund av otillräcklig data.
Bild infogas inom kort.
Kontakt: Prithvi Simha
Urintorkningsteamet på SLU (tillsammans med Sanitation360, Spiran och Gotlands Bryggeri) har tilldelats 2,9 MSEK från JTI för att testa att använda vårt uttorkade urin som gödningsmedel för korn som är avsedda för ölproduktion. Målet med projektet är att producera ett skräddarsytt torrgödsel från urin och ett nytt, mer hållbart 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 på ett säkert sätt återvinna näringsämnen från människourin för att skydda miljön. Bläddra ner för att läsa artikeln.
