Vor zwölf Jahren stellte eine Verwaltungsreform die südafrikanische Millionenstadt Durban vor eine Herausforderung: Ländliche Gebiete im Umland wurden dem Stadtgebiet zugeschlagen, weshalb nun Durban für deren sanitäre Entsorgung zuständig wurde. Die gesamte Region an die zentrale Kanalisation anzuschließen, wäre extrem aufwendig und teuer gewesen. Die Stadtverwaltung setzte auf eine günstigere Lösung. Sie installierte 80.000 Trenntoiletten. Sie sehen aus wie normale Kloschüsseln, besitzen allerdings im Inneren eine Unterteilung. Im vorderen Bereich landet der Urin, hinten der Kot. Beides wird in getrennten Tanks gesammelt und regelmäßig abgeholt. In Zukunft will Durban die Exkremente nicht mehr einfach als Abfall entsorgen, sondern als Wertstoff verarbeiten – mit Unterstützung aus der Schweiz.
"Urin ist eine wertvolle Nährstofflösung. Das heißt, dass Nährstoffe, die wir zu uns nehmen über das Essen, auch wieder über Urin ausgeschieden werden. Darunter sind Stickstoff und Phosphor und Kalium zum Beispiel. Und die können als Dünger eingesetzt werden."
Bastian Etter arbeitet als Umweltingenieur an der Schweizer Wasserforschungsanstalt EAWAG. Er koordiniert ein Projekt namens VUNA, das die Stadtverwaltung von Durban gemeinsam mit der örtlichen Universität von KwaZuluNatal und der EAWAG gestartet hat. In der Landessprache isiZulu bedeutet Vuna Ernte. Und genau das ist auch das Ziel des Projekts: Die wertvollen Inhaltsstoffe des Urins sollen gewonnen und als Dünger für die Landwirtschaft aufbereitet werden. EAWAG-Forscher testen seit Jahren verschiedene Techniken zur Nährstoffrückgewinnung. Nun geht es darum, für Durban ein System zu entwickeln, mit dem sich auch große Urinmengen verarbeiten lassen.
"Wir schauen zurzeit ein Verfahren an, das Bakterien benutzt. Und diese Bakterien, die stabilisieren die Nährstoffe im Urin zuerst. Anschließend kann man den Urin eindampfen. Man kriegt dann destilliertes Wasser auf der einen Seite als Produkt und auf der anderen Seite einen konzentrierten Dünger, der all diese Nährstoffe enthält."
"Urin ist eine wertvolle Nährstofflösung. Das heißt, dass Nährstoffe, die wir zu uns nehmen über das Essen, auch wieder über Urin ausgeschieden werden. Darunter sind Stickstoff und Phosphor und Kalium zum Beispiel. Und die können als Dünger eingesetzt werden."
Bastian Etter arbeitet als Umweltingenieur an der Schweizer Wasserforschungsanstalt EAWAG. Er koordiniert ein Projekt namens VUNA, das die Stadtverwaltung von Durban gemeinsam mit der örtlichen Universität von KwaZuluNatal und der EAWAG gestartet hat. In der Landessprache isiZulu bedeutet Vuna Ernte. Und genau das ist auch das Ziel des Projekts: Die wertvollen Inhaltsstoffe des Urins sollen gewonnen und als Dünger für die Landwirtschaft aufbereitet werden. EAWAG-Forscher testen seit Jahren verschiedene Techniken zur Nährstoffrückgewinnung. Nun geht es darum, für Durban ein System zu entwickeln, mit dem sich auch große Urinmengen verarbeiten lassen.
"Wir schauen zurzeit ein Verfahren an, das Bakterien benutzt. Und diese Bakterien, die stabilisieren die Nährstoffe im Urin zuerst. Anschließend kann man den Urin eindampfen. Man kriegt dann destilliertes Wasser auf der einen Seite als Produkt und auf der anderen Seite einen konzentrierten Dünger, der all diese Nährstoffe enthält."
Die Bakterien werden in einem speziellen Reaktor kultiviert. Sie wandeln leicht flüchtiges Ammonium aus dem Urin in stabiles Nitrat um. Nach dem Verdampfen der Flüssigkeit bleibt ein nährstoffreicher kristalliner Rückstand übrig, je Liter Urin etwa 15 bis 20 Gramm. Allein die in Durban gesammelte Urinmenge würde für eine Jahresproduktion von über 1000 Tonnen Düngemittel reichen.
Bisher gibt es den Reaktor nur als kleinen Prototyp. Ob sich das System auch im großen Maßstab bewährt und rechnet, soll in den nächsten drei Jahren im Rahmen des Vuna-Projekts geklärt werden. Um die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen, gilt es, auch die Sammellogistik zu optimieren. Ein speziell entwickeltes Computerprogramm soll helfen, Zeiten und Abfolgen, nach denen die einzelnen Toilettenstandorte angefahren werden, dem jeweiligen Aufkommen anzupassen.
"Sehr wahrscheinlich wird der Stickstoffdünger aus Urin schon teurer sein als ein herkömmlicher Stickstoffdünger. Wenn man aber beachtet, dass man das Abwasser so aufbereitet, dann spart man eigentlich beträchtliche Summen bei der Abwasseraufbereitung. Und das gibt dann eine Mischrechnung, wo das Endprodukt nur ein Teil der Einnahmen ist. Der andere Teil sind eben die Einsparungen bei der Abwasserreinigung."
Der Verfahrenstechniker Chris Buckley von der Universität KwaZuluNatal sieht in VUNA ein zukunftsweisendes Projekt für ganz Afrika. Seit Jahren propagiert er den Einsatz von einfachen Kompost- und Trenntoiletten als praktikable Sanitärlösung für den Schwarzen Kontinent. Durch die Rückgewinnung der Nährstoffe böten sie auch neue Perspektiven für die Landwirtschaft.
"Man muss sich das mal vorstellen: In Afrika enthält der Urin aller Menschen mehr Nährstoffe als die gesamte Düngermenge, die auf diesem Kontinent ausgebracht wird. Wenn alle Bauern den Urin aller Bürger nutzen würden, hätten sie deutliche Ertragszuwächse."
Chris Buckley arbeitet an einem weiteren System, um den Nährstoffkreislauf vom Acker zum Menschen und zurück komplett zu schließen, also nicht nur beim Urin. Er entwickelte eine Maschine, in der Infrarotlampen den gesammelten Kot aus den Trenntoiletten auf über 400 Grad Celsius erhitzen. So wird er getrocknet und zugleich sterilisiert. Das ganze geschieht auf einem Fließband. Am Ende wird der trockene Kot zu Pellets gepresst und kann als organischer Dünger auf die Felder ausgebracht werden.
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