Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Toalety dywersyjne jako sposób na zapewnienie zrównoważonej gospodarki sanitarnej

The diversion toilet as a way to ensure sustainable wastewater management
Toaleta dywersyjna na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej
Toaleta dywersyjna na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej
Fot. www.nasa.com

Zrównoważony rozwój wymaga oszczędnego gospodarowania zasobami. Rosnące zapotrzebowanie na wodę i naturalne nawozy do produkcji żywności będzie z czasem skłaniało do stosowania skutecznych technologii odzyskiwania wody i składników odżywczych ze ścieków. Separacja strumieni uryny i kału może być sposobem na zapewnienie zrównoważonego gospodarowania ściekami. Są to rozwiązania znane, jednak dotychczas nie wdrażano ich na większą skalę, nie znamy też ich zapotrzebowania na energię.

Na całym świecie podejmowane są próby wdrożenia najnowocześniejszych rozwiązań w zakresie gospodarki ściekowej w celu zapewnienia zrównoważonego rozwoju. Jedną ze szczególnie badanych jest możliwość poprawy poziomu sanityzacji w krajach rozwijających się [1] poprzez oczyszczanie ścieków u źródła. Inną koncepcją jest próba zamknięcia obiegu między gospodarką sanitarną a agrokulturą. Zostało to schematycznie zobrazowane na rys. 1.

Rys. 1. Schematyczne zobrazowanie przepływu pierwiastków w zamkniętym obiegu wykorzystującym toalety dywersyjne
Rys. 1. Schematyczne zobrazowanie przepływu pierwiastków w zamkniętym obiegu wykorzystującym toalety dywersyjne

Koncepcja ta opiera się na wykorzystaniu toalety dywersyjnej [8] oraz produktów metabolizmu ludzkiego (uryna, kał) u źródła [21]. Uryna charakteryzuje się większą sterylnością w porównaniu z kałem, dodatkowo jest źródłem takich substancji chemicznych, jak fosfor i azot [17]. Rozwój infrastruktury ściekowej spowodował u użytkowników powszechne przyjmowanie podejścia „spłucz i zapomnij”. Postawa ta jednak ulega zmianie, stajemy się bardziej świadomi konieczności ochrony środowiska. Coraz bardziej rygorystyczne normy dotyczące jakości ścieków w oczyszczalniach, ochrona wód i zmniejszające się zasoby fosforu wykorzystywanego do baz nawozowych pobudzają w ostatnich latach badania w zakresie separacji moczu i odzysku pierwiastków [9].

Badania prowadzone przez naukowców są szczególnie ukierunkowane na kraje rozwijające się, gdzie dostęp do wody jest ograniczony, a ponad 1,5 mld osób nie ma dostępu do prawidłowej sanityzacji [3]. Zapotrzebowanie na nawozy do produkcji żywności jest tu kluczowe, dlatego zarówno systemy odzysku wody, jak i składników odżywczych są niezbędne. Natomiast na obszarach wysoko rozwiniętych separacja i zagospodarowanie ścieków u źródła może poprawić jakość oczyszczania ścieków [17].

Oddzielenie strumieni uryny i kału pozwoli zmniejszyć wydzielanie się nieprzyjemnych odorów (które mogą powstać szczególnie po zmieszaniu moczu i kału), umożliwi szybkie suszenie kału (a później prostszą gospodarkę tym odpadem), zmniejszy wpływ na środowisko (nawet o 90% w porównaniu z oczyszczalnią ścieków [12]) i pozwoli na odzyskanie z uryny składników odżywczych. W publikacji [17] wykazano, że właśnie możliwość odzysku składników ze skoncentrowanego roztworu i ich dalsze wykorzystanie w rolnictwie jest główną zaletą oczyszczania uryny u źródła. Przy założeniu, że system toalet dywersyjnych zostałby wdrożony na poziomie miasta, odzysk fosforu z uryny mógłby pokryć zapotrzebowanie na ten pierwiastek przy produkcji nawozu na poziomie krajowym [7]. Jedną ze znaczących zalet otrzymania niezmieszanego strumienia uryny jest możliwość usunięcia z niego mikrozanieczyszczeń [6]. Nie bez znaczenia jest także możliwość zmniejszenia zużycia wody o nawet 48% [4].

Czytaj też: Analiza opłacalności wykorzystania systemu odzysku ścieków szarych w budynku mieszkalnym >>

Pomimo wspomnianych wyżej zalet istnieje jeszcze wiele wyzwań dla stosowania takiego systemu, opisanych szczegółowo w publikacji [17]. Uryna jest ludzkim produktem ubocznym, który na zewnątrz ciała staje się uciążliwym i niestabilnym chemicznie odpadem. Jednym z wyzwań jest dostosowanie rozwiązania do istniejącego obecnie scentralizowanego systemu kanalizacyjnego [13]. Kolejną kwestią jest transport i przechowywanie zebranej uryny. W publikacji [16] zaproponowano dwa rozwiązania tego problemu: zastosowanie technologii wielu rurociągów lub prowadzenie procesów oczyszczania in-situ. Z drugiej strony jednak w [10] zauważono, że w przypadku rurociągów transportujących brak wstępnego podczyszczenia uryny może spowodować wytrącanie się struwitu (fosforan magnezu amonowego) wewnątrz przewodów i ich zapychanie się. Inną kwestią jest odpowiednie oczyszczenie ekskrementów do zastosowania w agrokulturze. Szczególnie ważne jest tu m.in. występowanie patogenów, farmaceutyków i innych mikrozanieczyszczeń w ściekach czarnych. Kolejnym problemem jest zdobycie akceptacji społecznej. Przezwyciężenie aspektu psychologicznego i zwiększenie świadomości użytkowników pozwoli na znaczny rozwój takich systemów [15].

W publikacji [12] oszacowano, że dla University of Florida zastosowanie systemu z rozdziałem strumieni pozwoliłoby zaoszczędzić 24 983 m3 wody i zredukować strumień ścieków napływających do oczyszczalni o 17%.

Literatura

  1. Etter B., Tilley E., Khadka R., Udert K.M., Low-cost struvite production using source-separated urine in Nepal, „Water Research” 45, 2011, p. 852–862.
  2. Ganrot Z., Urine processing for efficient nutrient recovery and reuse in agriculture, Göteborg University, 2005.
  3. Cosgrove W.J., Rijsberman F.R., World water vision: making water everybody’s business, Routledge, 2014.
  4. Jönsson H., Stenström T.A., Svensson J., Sundin A., Source separated urine-nutrient and heavy metal content, water saving and faecal contamination, „Water Science and Technology” 35, 1997, p. 145–152.
  5. Kuntke P., Śmiech K.M., Bruning H., Zeeman G., Saakes M., Sleutels T.H.J.A., Hamelers H.V.M., Buisman C.J.N., Ammonium recovery and energy production from urine by a microbial fuel cell, „Water Research” 46, 2012, p. 2627–2636.
  6. Maurer M., Pronk W., Larsen T.A., Treatment processes for source-separated urine, „Water Research” 40, 2006, p. 3151–3166.
  7. Mbaya A.M., Dai J., Chen G.H., Potential benefits and environmental life cycle assessment of equipping buildings in dense cities for struvite production from source-separated human urine, „Journal of Cleaner Production” 143, 2017, p. 288–302.
  8. Medilanski E., Chuan L., Mosler H.J., Schertenleib R., Larsen T.A., Wastewater management in Kunming, China: a stakeholder perspective on measures at the source, „Environment and Urbanization” 18, 2006, p. 353–368.
  9. Mitchell C., Fam D., Abeysuriya K., Transitioning to sustainable sanitation – A transdisciplinary project of urine diversion, Institute for Sustainable Futures, University of Technology Sydney, Australia, 2013.
  10. von Münch E., Winker M., Technology review of urine diversion components. Overview on urine diversion components such as waterless urinals, urine diversion toilets, urine storage and reuse systems, Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH, 2011.
  11. Otterpohl R., Braun U., Oldenburg M., Innovative technologies for decentralised wastewater management in urban and peri-urban areas, „Berichte-Wassergute und Abfallwirtschaft”, Technische Universitat Munchen Berichtsheft, 173, 2002, p. 109–126.
  12. Landry K.A., Boyer T.H., Life cycle assessment and costing of urine source separation: Focus on nonsteroidal anti-inflammatory drug removal, „Water Research” 105, 2016, p. 487–495.
  13. Larsen T.A., Lienert J., Societal implications of re-engineering the toilet, „Water Intelligence Online”, March 2003.
  14. Lind B.B., Ban Z., Byden S., Volume reduction and concentration of nutrients in human urine, „Ecological Engineering” 16, 2001, p. 561–566.
  15. Lopes A., Fam D.M., Williams J., Designing sustainable sanitation: involving design in innovative, transdisciplinary research, „Design Studies”, 33, 2012, p. 298–317.
  16. Peter-Fröhlich A., Pawlowski L., Bonhomme A., Oldenburg M., EU demonstration project for separate discharge and treatment of urine, faeces and greywater – part I: results, „Water Science & Technology” 56, 2007, p. 239–249.
  17. Pronk W., Kone D., Options for urine treatment in developing countries, „Desalination” 248, 2009, p. 360–368.
  18. Sengupta S., Nawaz T., Beaudry J., Nitrogen and phosphorus recovery from wastewater, „Current Pollution Reports” 1, 2015, p. 155–166.
  19. Tilley E., Compendium of sanitation systems and technologies, Eawag, 2014, http://doc.rero.ch/record/309484/files/12-13._Compendium_2nd_Ed_Lowres_EN.pdf (dostęp: 3.08.2018).
  20. Winblad U., Development of eco-san systems, „­Eco­san – closing the loop in wastewater management and sanitation”, Proceedings of the International Symposium, 30–31 October 2000, Bonn, Germany.
  21. World Health Organization, Guidelines for the safe use of wastewater, excreta and greywater, Vol. 1, 2006.
  22. www.eawag.ch/en.

W artykule:

• Systemy oddzielnego zagospodarowania uryny i kału
• Główne metody zagospodarowania uryny
• Wykorzystanie toalet dywersyjnych na świecie

streszczenie

Toalety dywersyjne umożliwiają oddzielenie u źródła odpadów metabolizmu ludzkiego – uryny i kału. Rozdział strumieni pozwala na zmniejszenie zużycia wody w toalecie, a także na odzyskanie składników odżywczych, takich jak azot, fosfor i potas, i wykorzystanie ich w postaci nawozu. W artykule opisano podstawowe zasady działania systemu wykorzystującego toalety dywersyjne oraz możliwe sposoby oczyszczania uryny i odzysku wody i pierwiastków.



abstract

The diversion toilets enables the separation of black waters (urine and faeces) at the source. The division of the streams allows to reduce water consumption in the toilet, and also allows the recovery of nutrients such as nitrogen, phosphorus and potassium and further usage as a fertilizer. This article describes the basic principles of system operation as well as possible methods of urine tretment and recovery of water and elements.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[toalety dywersyjne, woda, zrównoważona gospodarka sanitarna, gospodarka sanitarna, toaleta, kanalizacja, instalacje kanalizacyjne]

Ten artykuł jest PŁATNY. Aby go przeczytać, wykup dostęp.
DOSTĘP ABONAMENTOWY
DOSTĘP SMS
Dostęp za pomocą SMS czasowo zawieszony







Reklamacje usługi prosimy zgłaszać przez formularz reklamacyjny
Masz już abonament - zaloguj się:
:
:
zapomniałem hasła
Nie posiadasz konta - kliknij i załóż »
Nie masz abonamentu - wykup dostęp:
Abonament umożliwia zalogowanym użytkownikom dostęp do wszystkich płatnych treści na naszym portalu.
Dostępne opcje abonamentowe:
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (365 dni) - 0,00 zł
Dostęp do treści elektronicznych portalu rynekinstalacyjny.pl dla prenumeratorów miesięcznika "Rynek Instalacyjny", którzy mają opłaconą roczną prenumeratę papierową.
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (730 dni) - 0,00 zł
Dostęp do treści elektronicznych portalu rynekinstalacyjny.pl dla prenumeratorów miesięcznika "Rynek Instalacyjny", którzy mają opłaconą 2-letnią prenumeratę papierową.
Pakiet: roczna prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do portalu - 130,00 zł
Prenumerata + dostęp do treści portalu ► ZAMÓW
Pakiet: dwuletnia prenumerata papierowa (20 numerów) + dwuletni dostęp do portalu - 240,00 zł
Prenumerata + dostęp do treści portalu ► ZAMÓW
Prenumerata edukacyjna - wersja papierowa + NOWOŚĆ: roczny dostęp do portalu - 90,00 zł
dla studentów: prenumerata + dostęp do treści portalu
Prenumerata elektroniczna (30 dni) - 18,00 zł
30-dniowy dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Prenumerata elektroniczna (365 dni) - 98,00 zł
Roczny dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Prenumerata elektroniczna (730 dni) - 180,00 zł
Dostęp dwuletni do wszystkich treści publikowanych w portalu
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (30 dni) - 0,00 zł
Bezpłatny dostęp dla prenumeratorów magazynu (30 dni), tylko w ramach promocji redakcyjnych.
Regulamin korzystania z portalu RynekInstalacyjny.pl - zobacz regulamin
Uwagi prosimy zgłaszać na adres:
   08.01.2019

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Przedłuż certyfikat HVAC bez wychodzenia z firmy »

szkolenia hvac

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
10/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Ogrzewanie obiektów przemysłowych
  • - Wentylacja domów jednorodzinnych
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl