Vuna-Mobil (Vuna-Mobil: Düngerproduktion aus Urin)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 565.23.17

Schlüsselwörter (Deutsch)

Urin, Aufbereitung, Separierung,  Düngerproduktion, dezentrale Abwasserreinigung

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die Vuna-Technologie wurde von der Eawag entwickelt. Sie erlaubt es, aus getrennt gesammeltem Urin über die biologische Stabilisierung zum Abbau der organischen Substanz, die Entfernung von Mikroverunreinigungen mittels Aktivkohle und die Aufkonzentrierung in einem Vakuumverdampfer, einen Dünger herzustellen. Dieser Flüssigdünger weist eine hohe Nährstoffkonzentration auf und die möglichen Krankheitserreger oder Mikroverunreinigungen werden zu über 95% eliminiert. Die Technologie vermindert die Gewässerbelastung und ermöglicht gleichzeitig die Rückgewinnung wertvoller Nährstoffe. Sie kann in Schwellen- und Entwicklungsländern eingesetzt werden. Aber auch in Industrieländern besteht ein Bedarf, wenn der Anschluss an eine ARA aus logistischen oder finanziellen Gründen nicht sinnvoll ist (z.B. Skihütten) oder unter speziellen Rahmenbedingungen wie bei Abwasser mit zu hohen Stickstoff-Konzentrationen. Das Verfahren wird nun von der Vuna GmbH, einem Spin-Off der Eawag weiterentwickelt. Sie betreibt zu diesem Zweck zwei Pilotanlagen an der Empa und der Eawag. Der produzierte Flüssigdünger wird unter dem Namen „Aurin“ bereits verkauft. Im vorliegenden Projekt soll eine mobile Anlage entwickelt werden, die das Verfahren demonstrieren kann, wo grosse Mengen Urin anfallen. Die Anlage soll zum Beispiel in Basel und in Paris in Zusammenarbeit mit den jeweiligen Stadtwerken eingesetzt werden.

Das Projekt wurde aufgrund des Beitragsgesuchs vom 30.09.2017 an der Sitzung der Koko UT vom 14.11.2017 genehmigt.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Deutsch)

1. Die mobile Versuchsanlage ist fertig zusammengebaut und betriebsbereit für den Einsatz in Basel. MS 1

 

2. Die Anlage wurde während der Sommermonate in Basel zur Behandlung von Urin aus öffentlichen Pissoirs betrieben. Der Bericht dazu liegt vor. Mehr als 95% des Stickstoffs, Phosphors und Kalium wurden zurückgewonnen bei einem Energieverbrauch von weniger als 130 Wh/ l Urin. Die Mikroverunreinigungen (Indikatorsubstanzen gemäss „Mikroverunreinigungen – Beurteilungskonzept für organische Spurenstoffe aus kommunalem Abwasser, Götz C., Kase R., Hollender J. 2010b) wurden zu mehr als 95% entfernt. Die Anlage ist optimiert und betriebsbereit für den Einsatz in Achères.MS 2

 

3. Die Anlage wurde während mehreren Monaten im Verwaltungsgebäude des Pariser Abwasserverbunds SIAAP in Achères betrieben. Der Bericht dazu liegt vor. Mehr als 95% des Stickstoffs, Phosphors und Kalium wurden aus dem gesammelten Urin zurückgewonnen bei einem Energieverbrauch von weniger als 130 Wh/ l Urin. Die Mikroverunreinigungen wurden zu mehr als 95% entfernt. MS 3

 

4. Ein Schlussbericht mit Darstellung der Ergebnisse aus 1 bis 3 und des weiteren Vorgehens für die Kommerzialisierung der Technologie ist redigiert und dem BAFU abgegeben.

 

5. Eine Präsentation der Ergebnisse mit entsprechender Power-Point Darstellung ist dem BAFU abgegeben und kann auf Nachfrage beim BAFU vorgetragen werden.

Projektziele (Deutsch)

Die mobile Anlage zur Behandlung von separiertem Urin mit dem Vuna-Verfahren wurde entwickelt. Sie wurde in Basel und in Achères bei Paris im Praxisbetrieb getestet und optimiert. An jedem Einsatzort wurden mindestens 300 l Aurin-Dünger produziert.

Beschreibung der Resultate (Deutsch)

Der UrinExpress, die mobile Düngerfabrik hat an zwei Versuchsstandorten erfolgreich den Recycling-Dünger "Aurin" aus Urin produziert.

1. Auf dem Tennis Champagne in Biel benutzte die Anlage den Urin der Tennisspielerinnen und -Spieler als Ausgangsubstanz für einen hochwertigen Rasendünger.
2. In Zürich lieferte die Firma Kompotoi Urin aus ihren Miettoiletten zum UrinExpress.

Insgesamt wurden mehr als 10 m³ Urin zu rund 700 Litern Flüssigdünger verarbeitet. Alle relevanten Nährstoffe aus dem Urin (N, P,K) hat das Vuna-Verfahren zu über 95% zurückgewonnen, sowie Medikamentenrückstände zu über 99% entfernt.

Aufgrund der Covid-Pandemie konnten mehrere weitere geplante Einsätze des UrinExpress nicht stattfinden, da die Veranstaltungen abgesagt worden waren. Nichtsdestotrotz konnten wir mit dem UrinExpress zeigen, dass eine mobile Urinaufbereitung technisch umsetzbar ist. Durch zahlreiche Medienbeiträge wurde auch ein breites Publikum auf das Thema Nährstoffrecycling aufmerksam.

Patentanmeldungen wurden während des Projekts keine vorgenommen. Zur Technologie besteht bereits ein Patent, welches im Besitz der Eawag bleibt und an Vuna lizenziert wird.

Weiterer Optimierungsbedarf besteht noch beim Stromverbrauch, da der im Anhänger eingebaute Verdampfer nicht den Spezifikationen entsprach. In zukünftigen Anlagen soll eine energiesparendere Verdampfungstechnologie zum Einsatz kommen.

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Aus Urin entsteht mit dem Vuna-Verfahren der Dünger Aurin. Im von der UTF geförderten Projekt konnte die erste mobile Düngerfabrik, der "UrinExpress" erfolgreich getestet werden. Die Erkenntnisse aus dem Anlagenbau und den Feldversuchen fliessen in die Planung weiterer Anlagen mit ein. Mit der mobilen Anlage war es erstmals möglich, die Urinaufbereitung ausserhalb von kontrollierten Laborbedingungen umzusetzen. Diese Versuche möglichst nahe an der Realität waren nötig, damit man die Technologie nun auch verbreitet in neuen Gebäuden einbauen kann.

Zurzeit werden mehrere fest installierte Anlagen in der Schweiz und im umliegenden Ausland geplant. Parallel zum Anlagenbau muss auch der Markt für Recycling-Dünger ausgebaut werden. Dank dem von der UTF geförderten Projekt hat die Technologie mehr Sichtbarkeit erhalten und wir konnten neue Verkaufskanäle oder grössere direkte Kunden gewinnen.

Weiteres Vorgehen (Deutsch)

Mit der Keramikfirma Laufen konnten wir eine renommierte Partnerin gewinnen, die eine neuartigen Urin-Trenntoilette auf den Markt gebracht hat. Damit erschliessen wir neue Möglichkeiten zur Urinaufbereitung in grossen Büro- und Wohngebäuden. Zurzeit sind mehrere konkrete Projekte in Planung.

Parallel zur Projektplanung, sind wir daran, eine neue Firma zu gründen, die es erlauben wird, potentielle Investoren zu finden und neue Partnerschaften zu aufzubauen. Diese Firma, VunaNexus, soll sich nur auf die Urinaufbereitungstechnologie konzentrieren, damit sich die Firma Vuna unabhängig weiter als Planungs- und Ingenieurbüro im Bereich alternativer Abwassersysteme entwickeln kann.