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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:uu-447906 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Gunnarsson, Matilda |
| Publisher | Uppsala universitet, Institutionen för geovetenskaper |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | UPTEC W, 1401-5765 ; 21030 |
Page generated in 0.0026 seconds