Abteilung Verfahrenstechnik

Separierung und Aufbereitung von Urin

Der heutige Goldstandard für die Abwasserentsorgung ist die Kanalisation angebunden an eine zentrale Abwasserbehandlungsanlage. Dieses System stösst aber an seine Grenzen, da es viel Wasser und eine extensive Infrastruktur benötigt. Eine Alternative sind kleine, hocheffiziente, dezentrale Kläranlagen, die eine flexiblere Abwasserreinigung ermöglichen. Wir entwickeln Verfahren, die für solche Kläranlagen verwendet werden können. Dabei orientieren wir uns an drei Konzepten:

Separierung an der Quelle: Abwässer und Abfälle sollen gemäss ihrer Eigenschaften separat aufbereitet werden.

Dezentralisierung: Die Abwässer und Abfälle sollen so nah wie möglich an der Quelle aufbereitet werden. Dadurch lassen sich Ressourcenverbrauch und Umweltverschmutzung einschränken.

Rückgewinnung von Ressourcen: Bei der Aufbereitung soll der Fokus auf die Rückgewinnung der Ressourcen in den Abwässern und Abfällen gelegt werden.

Die drei wichtigsten Abwasserströme in den Haushalten sind Urin, Kot und Grauwasser. Bisher haben wir uns im Rahmen unserer Forschung hauptsächlich auf die Urinbehandlung konzentriert, weil Urin den Grossteil der ausgeschiedenen Nährstoffe enthält. Durch die Rückgewinnung der Nährstoffe wird die Umwelt geschont (z. B. Schutz vor Eutrophierung), und die Nährstoffkreisläufe können geschlossen werden.

Um optimale Verfahren zur Ressourcenrückgewinnung zu entwickeln, arbeiten wir eng mit anderen Forschungsgruppen innerhalb der Verfahrenstechnik-Abteilung zusammen. Wir sind auch in engem Kontakt mit anderen Eawag-Abteilungen sowie mit nationalen und internationalen Forschungseinheiten, um die verschiedenen Aspekte abdecken zu können, welche bei der Nutzung neuer Abwasseraufbereitungssysteme und sanitärer Einrichtungen beachtet werden müssen.

Kontakt

Dr. Kai UdertTel. +41 58 765 5360E-Mail senden

Ausgewählte Projekte

RTTC – Reinvent the Toilet Challenge
Ein von der Bill & Melinda Gates Stiftung finanziertes Projekt („Reinvent the Toilet Challenge“) in Partnerschaft mit dem Designstudio EOOS und der Makerere Universität in Uganda

Indem wir Nährstoffe aus Urin zurückgewinnen, entwickeln wir ein Sanitärsystem, welches wertvollen Dünger produziert
In Autarky entwickeln wir kleine Anlagen für die getrennte Behandlung von Urin, Abwasser und Fäkalien direkt in der Toilette.
Nachhaltiges urbanes Wasser- und Abwassermanagement angewandt und umgesetzt im modularen NEST-Gebäude.

Abgeschlossene Projekte

  • STUN – Phosphatrückgewinnung über Struvitausfällung in Nepal.
  • Partielle Nitritation/Anammox – Stickstoffentfernung aus Urin mit partieller Nitritation/Anammox.
  • Elektrochemische Ammoniumentfernung
  • Urinsammlung – Langfristige Überwachung eines Urinsammelsystems
  • Abwasser in Bergregionen – Dezentralisierte Aufbereitung und Wiederverwertung von Toilettenspülwasser in Bergregionen
  • Einzelpersonenhaushalt – Abwasseraufbereitung in Einzelpersonenhaushalten durch Wiederverwendung von Wasser
  • SELF – Grauwasseraufbereitung in der Raumzelle „SELF“ [pdf 0.7 MB]

Ausgewählte Publikationen

Fumasoli, A.; Etter, B.; Sterkele, B.; Morgenroth, E.; Udert, K. M. (2016) Operating a pilot-scale nitrification/distillation plant for complete nutrient recovery from urine, Water Science and Technology, 73(1), 215-222, doi:10.2166/wst.2015.485, Institutional Repository
Zöllig, H.; Remmele, A.; Fritzsche, C.; Morgenroth, E.; Udert, K. M. (2015) Formation of chlorination byproducts and their emission pathways in chlorine mediated electro-oxidation of urine on active and nonactive type anodes, Environmental Science and Technology, 49(18), 11062-11069, doi:10.1021/acs.est.5b01675, Institutional Repository
Zöllig, H.; Morgenroth, E.; Udert, K. M. (2015) Inhibition of direct electrolytic ammonia oxidation due to a change in local pH, Electrochimica Acta, 165, 348-355, doi:10.1016/j.electacta.2015.02.162, Institutional Repository
Zöllig, H.; Fritzsche, C.; Morgenroth, E.; Udert, K. M. (2015) Direct electrochemical oxidation of ammonia on graphite as a treatment option for stored source-separated urine, Water Research, 69, 284-294, doi:10.1016/j.watres.2014.11.031, Institutional Repository
Fumasoli, A.; Morgenroth, E.; Udert, K. M. (2015) Modeling the low pH limit of Nitrosomonas eutropha in high-strength nitrogen wastewaters, Water Research, 83, 161-170, doi:10.1016/j.watres.2015.06.013, Institutional Repository
Udert, K. M.; Buckley, C. A.; Wächter, M.; McArdell, C. S.; Kohn, T.; Strande, L.; Zöllig, H.; Fumasoli, A.; Oberson, A.; Etter, B. (2015) Technologies for the treatment of source-separated urine in the eThekwini Municipality, Water SA, 41(2), 212-221, doi:10.4314/wsa.v41i2.06, Institutional Repository
Larsen, T. A.; Gebauer, H.; Gründl, H.; Künzle, R.; Lüthi, C.; Messmer, U.; Morgenroth, E.; Niwagaba, C. B.; Ranner, B. (2015) Blue Diversion: a new approach to sanitation in informal settlements, Journal of Water Sanitation and Hygiene for Development, 5(1), 64-71, doi:10.2166/washdev.2014.115, Institutional Repository
Udert, K. M.; Wächter, M. (2012) Complete nutrient recovery from source-separated urine by nitrification and distillation, Water Research, 46(2), 453-464, doi:10.1016/j.watres.2011.11.020, Institutional Repository
Etter, B.; Tilley, E.; Khadka, R.; Udert, K. M. (2011) Low-cost struvite production using source-separated urine in Nepal, Water Research, 45(11), 852-862, doi:10.1016/j.watres.2010.10.007, Institutional Repository