The majority of the nutrients in household wastewater are found in the urine and in order to facilitate the use the nutrients in the urine as fertilizer, the urine can be can be concentrated. To extract the nutrients from the urine, various technologies for urine concentration are being developed today. As the technologies are relatively new, urine concentration systems have not been installed on a larger scale. In this study, sustainability of three different urine concentration technologies was evaluated through a fictional case study for 2100 people that took inspiration from a planned residential area in Malmö, Sweden, where technology for urine concentration will be implemented in at least one of the buildings. The technologies were evaluated through a multi-criteria assessment (MCA), where different criteria within sustainability categories environment, technical, economic and health were determined based on the Sustainable Development Goals (SDGs). The technologies examined were alkaline dehydration, nitrification-distillation and ion-exchange using a pre-step of struvite precipitation. For the alkaline dehydration technology, fresh urine is added to an alkaline medium, in order to prevent nitrogen losses, and then dried. In the nitrification-distillation technology, stored urine is treated by first being stabilized by a partial nitrification and then distilled in order to reduce the volume. For the ion-exchange and struvite precipitation system, phosphorus is first precipitated from stored urine and nitrogen is then extracted through ion-exchange. The urine concentration technologies were assumed to be installed in semi-centralized treatment plants in basements in the residential area. The other household wastewater was assumed to be treated in the local wastewater treatment plant (WWTP). The results showed that all three urine concentration technologies may contribute to a significant increase in nitrogen recovery from the household sewer. However, this may come at the expense of increased annual costs for the population. Before it is possible to determine whether urine concentration can be an alternative as a complement to the existing wastewater treatment, further studies of the urine concentration technologies and their sustainability are required. However, this study indicated that urine concentration technologies perform well in many of the sustainability criteria examined and therefore have potential to contribute to the SDGs, especially regarding nitrogen recovery. This study can therefore be an incentive for further studies, where the sustainability of an implementation of urine concentration in Sweden is addressed. / Majoriteten av näringen i hushållsavloppsvattnet finns i urinen och för att underlätta användningen av växtnäringsämnena i urinen som gödningsmedel kan den koncentreras. För att utvinna näringen ur urinen utvecklas idag olika tekniker för urinkoncentrering. Då teknikerna är relativt nya har system för urinkoncentrering inte installerats i en större skala. Därför utvärderades hållbarheten för tre olika urinkoncentreringsmetoder genom en fiktiv fallstudie som innefattade 2100 personer. Fallstudien fick inspiration från ett planerat bostadsområde i Malmö, Sverige, där teknik för urinkoncentrering ska implementeras i minst en av byggnaderna. Teknikerna utvärderades genom en multikriterieanalys (MKA), där kriterier inom hållbarhetskategorierna miljö, teknik, ekonomi och hälsa valdes utifrån de Globala målen. De tekniker som utvärderades var alkalisk urintorkning, nitrifikations-destillering och jonbyte där struvitutfällning tillämpades som förbehandling. För den alkaliska urintorkningen tillförs färsk urin till ett alkaliskt medium, för att förhindra kväveförluster, och torkas sedan. I nitrifikations-destillerings tekniken behandlas lagrat urin genom att det först stabiliseras genom en partiell nitrifikation för att sedan destilleras för att reducera volymen. För systemet med jonbyte och struvitfällning, fälls först fosfor från lagrat urin ut och sedan utvinns kvävet genom jonbyte. Urinkoncentreringsteknikerna antogs anläggas i semi-centraliserade reningsverk i källare i bostadsområdet. Övrigt hushållsvatten antogs renas i det lokala avloppsreningsverket. Resultatet visade att samtliga av de tre teknikerna för urinkoncentrering kan bidra till en betydande ökning kväveåtervinning från hushållsavloppet. Dock kan detta komma på bekostnad av ökade årliga kostnader för de boende i området. Innan det är möjligt att avgöra om urinkoncentrering kan vara ett alternativ som ett komplement till den befintliga avloppsreningen i Sege Park krävs vidare studier av urinkoncentreringsteknikerna och deras hållbarhet. Däremot visade denna studie att urinkoncentreringsteknikerna presterar bra i många av de undersökta hållbarhetskriterierna och har därför potential att bidra till de Globala målen, främst när det gäller kväveåtervinning. Denna studie kan därför vara ett incitament för vidare studier som behandlar hållbarheten av en implementering av urinkoncentrering i Sverige.

Av samtliga globala processer som reglerar jordsystemet är de biogeokemiska flödena av kväve (N) och fosfor (P) mest påverkade av mänskliga aktiviteter. Inerta former av N och P omvandlas till reaktiva former som sprids i miljön, där de orsakar eutrofiering och påverkar marina ekosystem negativt. Majoriteten av de reaktiva N- och P-formerna används för framställningen av mineralgödsel. Ett alternativt sätt att producera gödsel är att återvinna näringsämnena i avloppet. En teknik som återvinner näringsämnen i urin är basisk urintorkning. Teknologin stabiliserar urea med ett basiskt torkningsmedium och koncentrerar näringsämnena genom att evaporera vattnet i urinen. Slutprodukten är ett torrt gödsel i pulverform. I det här projektet testades urintorkningsteknologin för första gången i ett fältförsök. Ett system för urintorkning med kapacitet att förånga 40 kg urin dygn-1 m-2 konstruerades och integrerades i ett befintligt torrt sanitetssystem för användning under en period på tre månader. I projektet utvärderades 13 dygn av de 3 månaderna. Resultaten visade att 24 kg urin tillfördes systemet och att systemet kunde upprätthålla en kontinuerlig torkning av urinen. Efter torkningen återvanns majoriteten (97 %) av N i slutprodukten. På grund av att den tillförda mängden urin var liten blev växtnäringshalterna i slutprodukten och i torrsubstansen (TS) av slutprodukten låga. Systemet hade emellertid potential att torka mycket större kvantiteter urin. Om systemets fulla potential hade använts, det vill säga att torka 40 kg urin dygn-1 m-2, så hade särskilt N- och P-halterna ökat avsevärt. N-halterna hade även ökat ytterligare om torkningen hade utförts vid en lägre temperatur. Systemets energiförbrukning var hög, eftersom systemet hade en kontinuerlig energikonsumtion och även komponenter med hög effekt. I jämförelse med den konventionella avloppsvattenreningen och produktionen av mineralgödsel har systemet en hög energikonsumtion, men i jämförelse med en förbränningstoalett är systemets energiförbrukning likvärdig. För att minska energiförbrukningen kunde reglertekniska åtgärder utföras så att systemets energitillförsel upphör när systemet inte används. Systemets energiförbrukning får även ställas i relation till de problem som dagens system för livsmedelsproduktion och sanitet medför. Till skillnad från nämnda system möjliggör urintorkningsteknologin besparing av dricksvattenresurser, ett slutet kretslopp av näringsämnen och en minskad påverkan på miljön. / Of all global processes that regulate the earth system, the biogeochemical flows ofnitrogen (N) and phosphorus (P) are the most affected by human activities. Inert forms of N and P are converted into reactive forms that are dispersed in the environment, causing eutrophication and affecting marine ecosystems. The majority of the reactive N and P are used for the production of mineral fertilizers. An alternative way of producing fertilizers is to recycle nutrients from waste water. A technology that reuses nutrients in urine is alkaline urine drying. The technology stabilizes urea with an alkaline drying medium and concentrates the nutrients by evaporating the water in urine. The end-product is a dry fertilizer in powder form. In this master project, the alkaline urine drying technology was tested for the first time in field conditions. A system for urine drying with the capacity to evaporate 40 kg of urine day-1 m-2 was constructed and integrated into an existing dry sanitation system for use over a period of three months. The master project evaluated the system for 13 days of the 3 months. The results showed that 24 kg of urine was collected in the system, significantly less than what the system had been designed to dry. Furthermore, the results showed that the system functioned smoothly recovering 97 % of the urine-N in the end-product. The nutrient content in the end-product and the dry matter of the end-product was low due to the low amount of urine that was collected. However, the system had the potential to dry much larger quantities of urine. If the system would have been operated to function at full potential (drying 40 kg of urine day-1 m-2) the N- and P-content in the end-product would be much higher than that observed during the 13 days. Furthermore, the system if operated at lower temperatures has the potential to recover more N. The system’s energy consumption was high, as the system had a continuous energy consumption. In comparison with the conventional waste water treatment and the production of mineral fertilizers, the system has a high energy consumption, but compared to an incineration toilet, the system’s energy consumption is equivalent. In order to reduce the energy consumption, automatic control could be implemented so that the energy is switched off when the system is not used. The system’s energy consumption may also be set in relation to the problems that today’s systems for food production and sanitation entail. Unlike the aforementioned systems, the urine dehydration technology does not consume drinking water, it enables recycling of nutrients as well as a reduced impact on aquatic life.