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Recycling:
Anlage, Verfahren & Dünger

Seit 2019 betreiben wir die deutschlandweit erste Recyclinganlage zur Herstellung von Recyclingdüngern aus Inhalten von Trockentoiletten – auf dem Gelände unseres Partners, den Kreiswerken Barnim. 2021 bis 2024 erweiterten wir unsere Anlage innerhalb des zirkulierBAR-Projektes zu einer in Europa bislang einmaligen und skalierbaren BackEnd-Anlage mit Humusregal und Urinaufbereitungsanlage.
Die Qualitätssicherung von Recyclingdüngern aus menschlichen Ausscheidungen hat für uns höchste Priorität. Dazu betreiben wir wissenschaftliche und politische Pionierarbeit, wie z.B. durch die Mitwirkung an einer DIN SPEC für Recyclingdünger sowie die Durchführung von Labor- und Feldversuchen.

Step 1: Trennung

Die Wertstoffe sammeln wir aus Gründen der Effizienz und Hygiene in unseren Trocken & Trenntoiletten mit Hilfe unserer innovativen Urinableitungssysteme separat als Fest- & Flüssigstoffe. Anschließend durchlaufen die Feststoffe mehrstufige Verfahrensschritte zum qualitätsgesicherten Humusdünger, während sich die Flüssigstoffe durch verschiedene biologische Prozesse und Filtration zu einem Nährstoffdünger verwandeln.

Der meiste Geruch entsteht nicht allein durch offen liegende Haufen: Erst wenn der Kot im Urin badet, riechts übel. Also trocken und getrennt: wohltuend für Nase und Augen!
Ein weiterer hygienischer Grund ist, dass sich die meisten Krankheitserreger im Kot befinden. Der Großteil aller Medikamentenrückstände ist hingegen im Urin zu finden.
Sauber getrennter Urin kann durch moderne Filtertechnik super effizient von solchen Schadstoffen befreit und zu Recyclingdüngern verwandelt werden. Menschlicher Kot hingegen beinhaltet viele ernstzunehmende Krankheitserreger. Diese können durch eine gesteuerte Hitzekur eliminiert werden. Durch eine Trennung lassen sie Stoffe also viel einfacher und effizienter hygienisieren und aufbereiten.
Schwimmt der Haufen nicht in der gelben Suppe, kann zielgenau nur nach dem großen Geschäft gestreut werden. Dadurch schrumpft das Gesamtvolumen unter der Klobrille enorm. Somit muss der Behälter seltener gewechselt und abgeholt werden. (Besser für deinen Geldbeutel) und wir haben eine saubere Sache bei der Entleerung und Logistik.

Recycling der Feststoffe

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DIE HYGIENISIERUNG

Krankheitserreger haben in unserem Humusdünger nichts zu suchen! Deshalb ist unser „Hyco“, der Hygienisierungscontainer, der „Türsteher“ zur Verwertungsanlage: Hier werden alle angelieferten Feststoffe hygienisiert. Toiletteninhalte rein, Deckel zu, Sauerstoffzufuhr an – nach ca. sieben Tagen: Krankheitserreger futsch!
Mit lediglich 80 Watt wird das Material im Container eine Woche belüftet – das bringt viele fleißige Mikroorganismen auf Hochtouren, wodurch Temperaturen über 70 °C entstehen und Krankheitserreger wie beispielsweise Salmonellen oder E.coli inaktiviert werden.

Die Humifizierung

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Auf Freifläche

Wir wollen nicht irgendeinen Kompost herstellen – wir wollen bodenverbessernden Humusdünger produzieren. Dafür arbeiten wir nach dem Verfahren der sogenannten „kontrolliert sauerstoffversorgten Kompostierung“ – kurz KSK..
Nach mindestens sieben Tagen Hitze-Kur im Hyco werden die Feststoffe zu lang gezogenen Haufen, sogenannten „Mieten“ , aufgesetzt. An dieser Stelle fügen wir ausgewählte Zuschlagstoffe hinzu, die bei der Humifizierung unterstützen.
Wie der Name schon sagt, kommt es bei der „kontrolliert sauerstoffversorgten Kompostierung“ besonders auf den richtigen Sauerstoffgehalt an, aber auch auf die richtige Temperatur & Feuchtiggkeit. Um diese Faktoren zu gewährleisten sind unsere Mieten vergleichsweise klein. Zwei Meter Sohlenbreite und ein Meter Höhe sorgen dafür, dass sich das Material beim idealen Feuchtegehalt nicht selbst zerdrückt. So vermeiden wir Sauerstoffmangel, Fäulnis, Austrocknung und zu heiße Temperaturen, die einen Humusaufbau mit Ton-Humuskompexen verhindern würden. Für eine ausreichende Durchlüftung und Durchmischung werden die ca. 30 m langen Mieten in der ersten Woche des Kompostierungsprozesses von unserer Wendemaschine „Tina the Turner“ täglich gewendet. In den folgenden Wochen muss Tina immer seltener turnen.
Um die Mieten vor Verdunstung oder Ausschwemmung durch Regen zu schützen decken wir sie liebevoll mit einem Vlies zu.
Durch diese exakt gesteuerte KSK wird die Gasbildung von z. B. Lachgas sehr gering gehalten.

Im Humusregal

Unsere geliebte „kontrolliert sauerstoffversorgte Kompostierung“, die viel Arbeitszeit und durch kleine Mieten enorm viel Platz benötigt, bekommt ein neues Gewand! In einem Regalsystem können wir die Humifizierung flächen- und arbeitseffizient gestalten, ohne die Qualität des Düngers zu kompromittieren.
Mit dem „Humusregal“ werden nun endlich Qualität und Quantität beste Freunde – durch die Stapelung von drei Mieten in einem Schienenregal und einer Teilautomatisierung. Rollos an den Außenseiten des Humusregals ermöglichen darüber hinaus einen besseren Witterungsschutz der Mieten sowohl vor Austrocknung als auch vor Ausschwemmung durch Regen. Auch bei regelmäßigem Wenden und kleinen Mieten ist die Kernzone eher schlechter durchlüftet. Löcher in den Regalböden sorgen für eine zusätzliche Belüftung von unten und damit für eine gleichmäßige Humifizierung des Materials und eine höhere Prozesssicherheit.

Mehr Humusregal

Die Siebung

Im letzten Schritt wird der Humusdünger gesiebt. Denn leider werden besonders auf Großveranstaltungen und in unseren öffentlichen Toiletten immer wieder unkompostierbare Fremdstoffe, allen voran Feuchttücher, Menstruationshygieneartikel und Verpackungsmüll – sogar Unterwäsche – in die Toiletten geworfen. „Sepp“ das Sieb hilft uns diese Fremdgegenstände aus dem fertigen Substrat zu filtern. Mit einem Radlader wird das vibrierende Siebdeck von oben mit Humusdünger befüllt. Feuchttücher, aber auch größere Tonklumpen und Grünschnittreste, bleiben an den Siebmaschen hängen und werden aussortiert. Die Hygieneartikel gehen in die Müllverbrennung, während die kompostierbaren Siebreste zurück in die nächste Mietencharge wandern.

PS: wir verleihen das Sieb im Umkreis von Eberswalde für alle möglichen Siebungsarbeiten.

Recycling der Flüssigstoffe

Zum Recyceln der Flüssigstoffe arbeiten wir im Rahmen des zirkulierBAR-Projektes mit dem erprobten VUNA-Verfahren. Gemeinsam mit VunaNexus und dem DLR wurde die Anlagentechnik zu Urinaufbereitung in Eberswalde angepasst und weiterentwickelt. Im ersten Schritt der Urinaufbereitungsanlage wird in einem Bioreaktor der im Urin vorhandene Stickstoff stabilisiert. Im nächsten Schritt werden Spurenstoffe wie Medikamentenrückstände und Hormone mit einem Aktivkohlefilter entfernt. Raus kommt ein recycelter Stickstoff-Flüssigdünger, der alle wichtigen Pflanzennährstoffe in hoher Konzentration enthält.

Weitere Informationen folgen in Kürze.

Die Recyclingdünger

Der Humusdünger
Unser H.I.T.

*Humusdünger aus Inhalten von Trockentoiletten

Unser H.I.T. ist keine Blumen-Erde oder gewöhnlicher Garten-Kompost. Ein sogenannter Filtrat-Test zeigt sehr anschaulich den Unterschied zwischen „herkömmlichem Kompost“ und unserem kontrolliert sauerstoffversorgten Qualitätskompost, oder wie wir ihn eben nennen: Humusdünger. Dieser besteht dank Prozesssicherheit aus Ton- Humuskomplexen und kann sowohl sämtliche Nährstoffe im Boden vor Auswaschung schützen als auch gezielt an die Pflanzenwurzeln abgeben.
In Kombination mit dem Flüssigdünger (für mehr Nährstoffe) sind die beiden Allroundtalente in Puncto Klimaschutz und Ressourcenaufbau!

Der Nährstoffdünger
Unser F.I.T.

*Flüssigdünger aus Inhalten von Trockentoiletten

In der Urinaufbereitungsanlage werden die Nährstoffe Stickstoff, Phosphor und Kalium aus dem Urin in einem Mehrnährstoffkonzentrat pflanzenverfügbar aufbereitet. Dieser flüssige mineralische Recyclingdünger ist in der Wirkung vergleichbar mit synthetischen Mineraldüngern, die energieaufwändig produziert werden. Derzeit gibt es in Deutschland noch keine Genehmigung, Dünger aus recyceltem Urin auszubringen. Für aktuelle Forschungsergebnisse zur Schadlosigkeit & Düngewirkung, lies weiter hier.

FAQ

Qualitätssicherung

Die Qualität unseres Humusdüngers hat für uns oberste Priorität. Wir stellen sicher, dass Krankheitserreger und Medikamentenrückstände vollständig aus unserem H.I.T eliminiert werden und gleichzeitig eine optimale Düngewirkung erzielt wird.

Zur Sicherung unseres Standards haben wir an der DIN SPEC 91421 mitgewirkt. Hier werden Kontrollwerte festgelegt, an die wir uns bei der Herstellung des Recyclingdüngers aus Inhalten von Trockentoiletten akribisch halten. Wir arbeiten daraufhin in Zukunft diese DIN SPEC zu einer DIN NORM zu erweitern.

Um eine optimale Düngewirkung zu erzielen muss das Nährstoffverhältnis unseres H.I.Ts möglichst ausgewogen sein. Daher werden im Rahmen des Forschungsprojekts „zirkulierBAR“ unsere Recyclingdünger regelmäßig in Feld-und Gefäßversuchen getestet. Diese geben uns Aufschluss über mögliche Stellschrauben zur Optimierungen unseres Verfahrens und die Qualität unseres Endprodukts.

Derzeit befindet sich im Verhältnis zum maximalen Phosphorgehalt, noch zu wenig Stickstoff in unserem Humusdünger. Dies soll in einem kommenden Versuch durch eine erhöhte Zugabe von Urin gelingen. Im Urin befindet sich der meiste Stickstoff, gleichzeitig hält er unsere Mieten feucht und trägt damit zu optimalen Prozessbedingungen bei. Natürlich achten wir hier auch wiederum auf die vollständige Beseitigung von Medikamentenrückständen, die ebenfalls eher im Urin ausgeschieden werden.

Ihr wollt mehr erfahren über unseren Umgang mit Medikamentenrückständen und Krankheitserregern? Dann lest weiter hier und hier.

Krankheitserreger?

Die Hygiene unserer Recyclingdünger ist das wichtigste Kriterium für Qualitätssicherung. Gemeinsam mit Expert:innen aus Wissenschaftund Praxis haben wir eine sogenannte DIN SPEC erarbeitet, in der Grenzwerte definiert sind, die ein Recyclingdünger aus Inhalten von Trockentoiletten einhalten muss, um sicher auf dem Feld ausgebracht zu werden.

Diese DIN SPEC schreibt vor, dass unser Humusdünger im Labor neben E. coli, Salmonellen und Enterokokken auch auf sehr hartnäckige Erreger wie Clostridium perfringens untersucht werden. Die Sporen von Clostridium perfringens halten Temperaturen von 100 °C stand. Weil sie in (menschlichem) Kot weit verbreitet sind, dienen sie prima als „Indikator-Organismus“. D.h. wenn selbst C. perfringens nicht mehr nachweisbar ist, deutet das darauf hin, dass alle (weniger hartnäckigen) Krankheitserreger erst recht über Bord gegangen sind. Laut DIN SPEC darf C. perfringens in unserem Humusdünger nicht mehr nachweisbar sein, also 0 koloniebildende Einheiten je Gramm (KBE/g) enthalten sein. Die sogenannte Jauche, die unbehandelt aufs Feld ausgebracht wird, mit der unser qualitätsgesicherter Humusdünger leider hin und wieder in Verwechslung gebracht wird, kann gut und gerne über 10.000 KBE/g Clostridium perfringens enthalten.

Um Clostridium perfringens innerhalb von 8 bis 10 Wochen erfolgreich zu eliminieren, braucht es neben ausreichender Hitze eine perfekt gelenkte und sauerstoffversorgte Kompostierung. Das Bakterium ist (wie die allermeisten Krankheitserreger) nämlich nur in sauerstoffarmen, fauligen Milieus überlebensfähig. Durch einen „mikrobiellen Shift“ werden solche Krankheitserreger durch humusaufbauende, sauerstoffliebende Mikroorganismen verdrängt und zu einem vollständig stabilisierten Qualitätsprodukt veredelt.

Medikamentenrückstände?

Gemeinsam mit Expert:innen aus Wissenschaft und Praxis haben wir sechs sogenannte Indikator-Wirkstoffe ausgewählt, auf die unsere Recyclingdünger im Labor untersucht werden. Bei der Auswahl dieser Indikatoren (sog. Proxys) wurden die am häufigsten verabreichten Wirkstoff-Gruppen und die jeweils hartnäckigsten chemischen Verbindungen berücksichtigt. Diese Proxys haben die Funktion, die riesige Bandbreite an Wirkstoffen in der der Humanmedizin möglichst gut zu repräsentieren – nach dem Motto, „wenn diese sechs Wirkstoffe erfolgreich eliminiert wurden, sind alle anderen mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit längst abgebaut“.

Zu diesen Indikatoren gehören zwei Antibiotika-Varianten (Ciprofloxacin und Clarithromycin), ein Antiepileptikum bzw. Psychopharmaka (Carbamazepin), ein Schmerzmittel (Diclofenac) und ein Antibabypille-Hormon (Ethinylestradiol).

Die Eliminierung von Medikamentenrückständen funktioniert bei Finizio wie folgt:

1. Fest und Flüssig wird in unseren Toiletten separiert und darauffolgend getrennt behandelt. Die meisten Medikamentenrückstände werden über den Urin ausgeschieden, bzw. sind wasserlöslich. Daher bieten Trenntoiletten eine ideale Voraussetzung für eine zielgenaue und effiziente Eliminierung pharmazeutischer Rückstände.

2. Die wenigen verbleibenden Pharmazeutika in den Feststoffen werden Temperaturen von bis zu 75 °C und dem ‚Turbo-Stoffwechsel‘ einer kontrolliert sauerstoffversorgten Kompostierung (KSK) mit humusaufbauenden Mikroorganismen ausgesetzt. Dabei findet nachweislich ein Abbau von pharmazeutischen Rückständen statt.

3. Der getrennt gesammelte Urin, der die größte Fracht an pharmazeutischen Spurenstoffen beinhaltet, kann z.B. mit Ozonierung und/oder Aktivkohlefiltration nahezu rückstandsfrei aufbereitet werden. Im Rahmen des Forschungsprojekts zirkulierBAR, arbeiten wir in diesem Bereich mit Pionier:innen wie der Vuna GmbH aus der Schweiz und dem Deutschen Luft- und Raumfahrtzentraum (DLR) eng zusammen. Da unsere Prototypen bisher nur geringe Mengen behandeln können und es uns für den Urin an einer Zulassung als Ausgangsstoff für Düngemittel fehlt, müssen wir leider den überwiegenden Teil unserer Urin-Ausbeute in die Kanalisation entsorgen. Wir arbeiten für eine zeitnahe Anpassung des rechtlichen Rahmens.

Kontrolliert sauerstoffversorgte Kompostierung?

Als Kompostierung bezeichnet man die Umsetzung von organischem Material durch Mikroorganismen. Bei allen mikrobiellen Stoffwechselprozessen entstehen Stoffe, die stabil oder flüchtig und potenziell klimawirksam sein können.

Die sauerstoffarme (anaerobe) Kompostierung ist im Grunde genommen ein Fäulnisprozess, bei dem unvollständige Zersetzungsprozesse stattfinden und giftige Gase entstehen können. Zu nennen ist hier bspw. das übelriechende Ammoniak oder das Lachgas, das etwa 200-mal so klimawirksam ist wie CO₂¹.

Bei unserem Kompostierprozess orientieren wir uns an der gelenkten aeroben Kompostierung nach Uta und Siegfried Lübke. Unter guter Sauerstoffversorgung belaufen sich die Gasverluste auf ein Minimum, da die Produkte der mikrobiellen Umsetzungsprozesse stabiler sind als unter Sauerstoffarmut.

Bei unserem Kompostierprozess orientieren wir uns an der gelenkten aeroben Kompostierung nach Uta und Siegfried Lübke. Bei der Durchführung dieser Prozesse sind wir in ständigem Austausch mit Kompostexpert:innen wie Urs Hildebrandt, um die höchstmögliche Qualität zu erreichen. Unter guter Sauerstoffversorgung belaufen sich die Gasverluste auf ein Minimum, da die Produkte der mikrobiellen Umsetzungsprozesse stabiler sind als unter Sauerstoffarmut. Die gute Sauerstoffversorgung hat den zusätzlichen Vorteil, dass sie Krankheitserreger verdrängt. Diese halten sich lieber in anaerober Umgebung auf, während sich die „gutartige“ Mikrofauna unter Sauerstoffversorgung wohlfühlt. Die Hygienisierung des Materials passiert also nicht nur durch die Erhitzung, durch die bestimmte Organismen abgetötet werden, sondern besonders durch eine biologische Verlagerung hin zu unbedenklichen Mikroorganismen.

1: Umweltbundesamt: Lachgas und Methan. [https://www.umweltbundesamt.de/themen/boden-landwirtschaft/umweltbelastungen-der-landwirtschaft/lachgas-methan], Zugriff: 03.06.2022.

Kompost gleich Kompost?

Eine Zersetzung von Biomasse zu schwarzer organischer Substanz kann auch bei einem Sauerstoffgehalt unter 5 % stattfinden – das wird dann handelsüblich „Kompost“ genannt. Wir wollen allerdings einen Humusdünger den Schlüssel für hohe Wasserspeicherkapazität, gebundenen Kohlenstoff und pflanzenverfügbare Nährstoffe und Bodenverbesserung. Dafür muss sich die Biomasse während des Kompostierungsprozesses in stabile Ton-Humus-Komplexe wandeln. Das geschieht nicht durch Zauberhand, sondern durch humifizierende Bakterien. Diese fühlen sich wiederum nur bei min. 5 % Sauerstoff- und 55-60 % Feuchtigkeitsgehalt wohl. Darüber hinaus sterben humifizierende Bakterien bei Temperaturen über 65 °C ab. Während wir im Hygienisierungscontainer Temperaturen über 70 °C für eine kompromisslose Eliminierung von Krankheitserregern willkommen heißen, sorgen wir bei der Humifizierung dafür, dass die Mieten auch in der intensivsten Rottephase im Bereich 55 °C-65 °C bleiben.

Zuschlagsstoffe?

folgt

Was passiert normalerweise mit den Inhalten aus Trockentoiletten?

Die Toiletteninhalte aus konventionellen Toiletten fallen unter das Abwasser- bzw. Abfallrecht und werden dementsprechend entweder der Kanalisation/Klärwerk oder Verbrennungsanlage zugeführt. Im Fall der Trockentoilette handelt es sich um getrennt vom Abwasserstrom aufgefangene Fäkalien, für die es in keinem der Gesetzestexte konkrete Behandlungsvorgaben gibt. Wir arbeiten derzeit für eine Novellierung dieser prekären Gesetzeslage und plädieren, bei entsprechend eingehaltenen seuchenhygienischen Standards, für eine Aufnahme „sanitärer Nebenstoffströme“ in die Düngemittelverordnung, dem Kreislaufwirtschaftsgesetz und der Klärschlammverordnung. Da unsere Verwertungsanlage bisweilen deutschlandweit die einzige offizielle/genehmigte Verwertungsstelle ist, lassen einige befreundete Trockentoilettenunternehmen, wie z. B. Goldeimer und Ecotoiletten ihre Inhalte bei uns verwerten. Mit der Pilotanlage als Basis und dem zirkulierBAR-Projekt als wissenschaftliche Begleitung möchten wir die rechtlichen Hürden in den nächsten Jahren überwinden und zukunftsweisende Sanitärsysteme sowie deren Verwertungsinfrastruktur für eine Nährstoffwende in Deutschland und darüber hinaus etablieren.

Weitere Recyclinganlagen in Deutschland?

Langsam, aber sicher auf dem Weg zur Sanitär- und Nährstoffwende!

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