Alternative løsninger til spildevandsrensning i Grønland Kildesorterende toiletsystemer uden vandskyl

Transkript

1 1. Indledning 1.1. Problemformulering Alternative løsninger til spildevandsrensning i Grønland Kildesorterende toiletsystemer uden vandskyl Arktisk Teknologi F06 Afleveret 1. december 2006 Navn: Ragnhildur Gunnarsdóttir (s050516) Vejleder: Arne Villumsen Side 1 af 97

2 1. Indledning 1.1. Problemformulering Side 2 af 97

3 1. Indledning 1.1. Problemformulering Forord Denne rapport er skrevet på baggrund af feltarbejde i Sisimiut i forbindelse med kurset Arktisk Teknologi F06 ved BYG.DTU. Kurset er forløbet over perioden 2. januar til 1. december 2006 og feltarbejde i Sisimiut, Vest Grønland har fundet sted i perioden 31. juli til 21. august Kilder i projektet angives på den måde, at forfatterens efternavn skrives først og derefter udgivelsesår, for eksempel: [Nielsen, 1998] I to tilfælde har det ikke været muligt at finde årstal for udgivelse, og her angives kun forfatterens efternavn, for eksempel: [Nielsen] Kilder fra Internettet angives på følgende måde: [Internet 1, 2, 3...], hvor numrene henviser til referencelisten, hvor hjemmesidens navn og dato for besøg på vedkommende side findes. Billeder taget under feltarbejde i Sisimiut 31. juli-21. august 2006, får kilden [RG, 2006]. I forbindelse med projektet ønskes at takke familien i Sisimiut som har deltaget i forsøget, Aqqa Peter Lyberth og Clara Olsen samt deres datter, for grundigt udarbejdet logbog over bruger- og driftserfaringer og ikke mindst for tålmodighed på trods af nogle driftsproblemer de første måneder af forsøget. Desuden en stor tak til min vejleder, Arne Villumsen, for god og inspirerende vejledning. Til sidst ønskes at takke de følgende for hjælp: Arne Backlund, A & B Backlund ApS Hans Henrichsen, Bygge- og Anlægsskolen Jørgen Løgstrup, cand.agro. og direktør hos Transform-Danish Rootzone Poul Linnert Christiansen Klaus Myndal Lone Kristensen, Teknisk forvaltning, Sisimiut Kommune Malene C. Nielsen, Teknisk forvaltning, Sisimiut Kommune Mikkel Goul, leder af Albatros Travels afdeling i Sisimiut Polar Entreprise Side 3 af 97

4 1. Indledning 1.1. Problemformulering Resumé Spildevand i grønlandske byer og bygder ledes urenset til recipienterne hvilket kan udgøre et miljømæssigt såvel som et sundhedsmæssigt problem for befolkningen. Traditionel spildevandsrensning kan være en vanskelig sag grundet geologi, klima og bosætningsmønster i Grønland. Derfor er alternative metoder nødvendige, hvor mere enkle og mindre omkostningsfulde løsninger benyttes. Til dette formål er der i Sisimiut blevet opført tre pilotanlæg til spildevandsrensning hvor to af dem bygger på nedsivning og det tredje på mikrobiologisk rensning. En fjerde mulighed, som i dette projekt ønskes undersøgt, er kildesorterende toiletsystemer uden vandskyl. Projektets formål er at undersøge muligheden for brugen af kildesorterende toiletsystemer uden vandskyl i Grønland, samt muligheder for at behandle restprodukterne, såsom ved kompostering, så der til sidst fås nogle uskadelige slutprodukter. Da det ikke var muligt at lave analyser på kompostmateriale fra Sisimiut består projektet dels af et litteraturstudium, hvor forsøg fra Danmark og andre steder indenfor dette område, og resultater heraf, bliver gennemgået. Desuden gennemgås de bruger- og driftserfaringer som de første måneder af forsøget i Sisimiut har resulteret i. Til sidst i rapporten bliver der fremlagt løsningsforslag til både byer, bygder og hytter i Grønland. Resultater fra tidligere forsøg, udført i Danmark og andre steder, viser blandt andet at temperaturer i kompostmateriale ofte følger de ydre temperaturer, men at det alligevel er muligt at opnå en reduktion i både volumen og mikroorganismer, ved kompostering over længere tid. Det har ligeledes været vist at det er muligt at opnå en forholdsvis god reduktion af sygdomsfremkaldende mikroorganismer ved kompostering under kolde betingelser, og at delvis nedfrysning muligvis kan medvirke til reduktion af de mikrobielle indikatorer. Der har været lavet en undersøgelse i Danmark på urin som havde det til formål, at fastlægge den mikrobiologiske kvalitet af opsamlet og lagret urin fra separationstoiletter for at kunne fastlægge en eventuel risici ved at bruge urin som gødning. Ud fra den blev det vurderet at lagret urin brugt som gødning udgør en yderst ringe risiko for bakterielt betingede mavetarminfektioner hos både dyr og mennesker, både når urin håndteres og når afgrøder gødet med urin spises. Brugerundersøgelse hos den familie som har deltaget i forsøget i Sisimiut, viser at familiens oplevelse af det nye toiletsystem, generelt har været positiv selvom der de første måneder af forsøget har opstået nogle driftsproblemer. Familien er glad for systemet, især da de føler en stor forbedring fra det tidligere toiletsystem, som var et tørkloset, hvor den tidligere lugtgener på badeværelset nu er væk og desuden føler at de nu har fået et langt mere hygiejnisk system. Dog har familien oplevet lugtgener fra kompostbeholderen i haven, især efter at et nyt trug i kompostbeholderen blev taget i brug. Der arbejdedes på en løsning på dette i slutningen af november da denne rapport skulle afleveres. Side 4 af 97

5 1. Indledning 1.1. Problemformulering Abstract Wastewater in Greenlandic towns and villages is not treated before discharged to recipients, which can cause environmental problems and health problems for the population. Traditional wastewater treatment can be difficult in Greenland because of the geology, climate and the settlement pattern. Alternative treatment-methods which are simpler and less expensive are therefore needed. Therefore, three pilot plants to treat wastewater have been established in Sisimiut. To of them are based on the principle of infiltration and the third one on microbiological treatment. Another possibility, which will be examined in this project, is the usage of separation toilets without water flush. The purpose of the project is to examine the possibility of using separation toilets without water flush in Greenland, and also to examine the possibility of treating the waste products by for instance composting, to get some harmless final products. Since it wasn t possible to do analysis on the composting material from Sisimiut, the project consists of a literature study where tests in this field from Denmark and other places, and their results will be discussed. The usage- and the operational experience from the first months of the project in Sisimiut, will be discussed. At last some suggestions to solutions for towns, villages and tourist cabins will be discussed. Results from tests made in Denmark and other places, show that temperatures in composting material mostly follow the outside temperature but even so that it is possible to obtain both volume reduction and reduction in microorganisms, by composting over a long time. It has also been shown that it is possible to obtain a relatively good reduction in disease-causing microorganisms by composting in cold environment, and that partial freezing of the compost material can possibly participate in reducing the microbiological indicators. An examination on urine has been performed in Denmark. The purpose of the examination was to decide the microbiological quality of collected and matured urine from separation toilets, to be able to decide the risk of using urine as a fertilizer. It was evaluated that the usage of matured urine as a fertilizer, contains little risk of infections caused by gastrointestinal bacteria, for animals and humans, both when handling the urine and when vegetables fertilized with urine, are eaten. The examination of the usage of the test-toilet in Sisimiut has shown, that the family that participates in the test, is generally happy about the new toilet-system even though there have been some operational problems the first months of the project. The family is happy about the system, especially because they think that it is a big improvement from the toilet-system that they had before, which was a toilet with a plastic bag for the waste. They say that the bad smell that they had problems with before, is now gone and they feel that they have gotten at much more hygienic toilet-system. However, the family has experienced some smell from the composting tank in their garden, especially after they got a new tray to put into the tank. In the end of November when this report was to be delivered, a solution to this problem was to be worked on. Side 5 af 97

6 1. Indledning 1.1. Problemformulering Indholdsfortegnelse KAPITEL 1. INDLEDNING PROBLEMFORMULERING 10 KAPITEL 2. SPILDEVANDSRENSNING I GRØNLAND SPILDEVANDSSITUATIONEN I SISIMIUT SPILDEVANDSSITUATIONEN I BYGDERNE SPILDEVANDSSITUATIONEN I TURISTHYTTER ALTERNATIVE LØSNINGER TIL SPILDEVANDSRENSNING I GRØNLAND 14 KAPITEL 3. KILDESORTERENDE TOILETSYSTEMER HUMANE RESTPRODUKTER SOM RESSOURCE KILDESORTERENDE TOILETSYSTEMER I HISTORISK PERSPEKTIV KILDESORTERENDE KOMPOSTTOILETSYSTEMERS FUNKTION 202 KAPITEL 4. KOMPOSTERING KOMPOSTERINGSPROCESSEN KOMPOSTERINGENS FASER FAKTORER SOM HAR INDFLYDELSE PÅ KOMPOSTERING DEHYDRERING PATOGENE OG KONTROL OVER DEM I KOMPOST Dødelighed af patogene KAPITEL 5. FORSØGET I SISIMIUT FORSØGETS FORBEREDELSE, FORÅR FORSØGETS FREMGANGSMÅDE, AUGUST-DECEMBER FORSØGETS FREMGANGSMÅDE, EFTERÅRET KAPITEL 6. RESULTATER FRA SISIMIUT ERFARINGER FRA SISIMIUT Brugererfaringer fra Sisimiut Driftserfaringer fra Sisimiut KAPITEL 7. ANDRE FORSØG MED HUMANE RESTPRODUKTER KOMPOSTERING AF HUMANE RESTPRODUKTER Analyser på næringsstoffer, ph og ledningsevne i Stubbekøbing Temperaturmålinger i Stubbekøbing Mikrobiologiske undersøgelser i Stubbekøbing Resultater fra Stubbekøbing Måleresultater fra Stubbekøbing sammenlignet med resultater fra andre kompostmasser UNDERSØGELSE PÅ URINKVALITET Resultater fra undersøgelsen på urinkvalitet SMITTERISICI VED HÅNDTERING AF HUMANE RESTPRODUKTER Forsøg fra kolde provinser i Kina KAPITEL 8. DISKUSSION BETYDNINGEN AF ADSKILLELSE AF URIN OG FÆKALIER Opbevaring og mulig benyttelse af urin Opbevaring og mulig benyttelse af fækalier FORSLAG TIL OPTIMAL DRIFT PÅ KOMPOST I SISIMIUT FORSLAG TIL ÆNDRINGER OG FORBEDRINGER AF TOILETSYSTEMET FORVENTEDE RESULTATER I SISIMIUT FORSLAG TIL ANALYSER I DE ARKTISKE EGNE Analyser på næringsstoffer, ph og ledningsevne Side 6 af 97

7 1. Indledning 1.1. Problemformulering Faktorer som har indflydelse på patogene Hæmning af ammoniakdannelse i urinbeholdere Temperaturmålinger Forskellige tilsætningsstoffer LØSNINGSFORSLAG Løsningsforslag til byer og bygder Løsningsforslag til turisthytter AFSLUTNING 77 KAPITEL 9. REFERENCER...79 BILAG A. TILLADELSE TIL OPSTILLING AF FORSØG FRA SISIMIUT KOMMUNE...83 BILAG B. LOGBOG FRA SISIMIUT...85 B.1. AUGUST B.2. SEPTEMBER B.3. OKTOBER 87 B.4. NOVEMBER 88 BILAG C. SPØRGESKEMA...91 BILAG D. PLANCHE...95 D.1. DANSK UDGAVE AF PLANCHE 96 D.2. GRØNLANDSK UDGAVE AF PLANCHE 97 Side 7 af 97

8 1. Indledning 1.1. Problemformulering Side 8 af 97

9 1. Indledning 1.1. Problemformulering Kapitel 1. Indledning Igennem mange århundreder har humane restprodukter været håndteret uden brug af vand. Det medførte spredning af patogene, især i byer med høj befolkningstæthed, og sygdomsudbrud som følge af det var derfor hypggige og ofte med dødsfald til følge. Ved opfindelse af dampmaskinen blev det muligt at transportere rent vand under tryk til mange husstande så der kunne installeres toiletter med vandskyl og på den måde at bortskaffe humane restprodukter gennem vand. Vandforsyning med rent vand medførte også bedre personlig hygiejne og køkkenhygiejne. Anvendelse af vandskyllende toiletter og rensning af spildevand har således sørget for en effektiv barriere mellem befolkningen og de potentielt sygdomsfremkaldende mikroorganismer i humane restprodukter. [Jansen & Boisen, 2000] Det er imidlertid dyrt at etablere og vedligeholde klaoksystemer og rensningsanlæg som den øgede spildevandsproduktion har givet behov for. Der er ingen tradition for at rense spildevand inden udledning til havet eller terræn i Grønland, hvilket med den voksende befolkning kan udgøre et miljømæssigt og sundhedsmæssigt problem. De geologiske forhold, klimaet og bosætningsmønstret i Grønland gør det dyrt at opføre rensningsanlæg til spildevand og desuden ville traditionelle rensningsmetoder, såsom mikrobiologiske, ikke altid kunne fungere i det ekstreme miljø. Beboere er mange steder få, såsom i de mindre byer og bygder, og det kan derfor ikke betale sig at opføre et traditionelt rensningsanlæg disse steder. Derfor er det nødvendigt at tænke i andre baner som er mere enkle og ikke lige så økonomisk omkostningsfulde. Her kan diverse alternative løsninger til spildevandrensning benyttes. I Sisimiut er der allerede opstillet tre forskellige pilotanlæg til spildevandsrensning, hvor to af dem bygger på nedsivning og det tredje på mikrobiologisk rensning. En fjerde mulighed er kildesorterende toiletsystemer uden vandskyl. Kildesorterende toiletter bygger på det princip, at lede urin fra fækalier hvorefter hver del for sig bliver behandlet på en relativ simpel måde ved at kompostere fækalier og lagre urinen, for til sidst at kunne bruge slutprodukterne som gødning. På den måde bliver de humane restprodukter udnyttet som en ressource i stedet for at de forurener miljøet og skaber hygiejniske og sundhedsmæssige problemer i samfundet. I dette projekt undersøges muligheden for brugen af kildesorterende toiletsystemer uden vandskyl i Grønland, samt muligheder for at behandler restprodukterne, såsom ved kompostering, hvilket ikke er helt uproblematisk under de arktiske forhold. Det optimale ville være hvis løsningsforslaget kunne bruges i både byer og bygder i Grønland hvor der er behov for forbedring af sanitære forhold, samt i fangst- og turisthytter. Det blev valgt at opstille forsøget i Sisimiut hvor der er nem adgang til entreprenører og håndværkere med mere, hvis der skulle opstå driftsproblemer undervejs i forsøget. Center for Arktisk Teknologi (ARTEK), Danmarks Tekniske Universitet (DTU) søgte derfor en familie i Sisimiut til at deltage i forsøget og fandt en i sommeren Den familie brugte i forvejen et tørkloset, som benyttes mange steder i Grønland, og de ville gerne være med til at prøve et nyt toiletsystem og fortælle om deres erfaringer af det. De fik derfor et kildesorterende toiletsystem uden vandskyl opstillet i deres hjem i august 2006 og har siden holdt en logbog over drifts- og brugererfaringer, som med jævne mellemrum er blevet sendt via til København. Selvom ventilationen i toiletsystemet kunne forsynes af elinstallationen i familiens hjem i Sisimiut, var det ARTEKs ønske at tilslutte ventilationen en solcelle. På den måde kunne det afprøves om solceller er tilstrækkelige under arktiske forhold og om de i givet fald kan bruges de steder hvor der ikke er tilgang til elektricitet, såsom i fangst- og turisthytter. Side 9 af 97

10 1. Indledning 1.1. Problemformulering 1.1. Problemformulering Problemformuleringen for projektet er: Kan de sanitære forhold i byer og bygder samt hytter i Grønland gøres bedre ved brug af kildesorterende toiletsystemer uden vandskyl? Kan de humane restprodukter behandles ved kompostering og lagring under de arktiske forhold? Side 10 af 97

11 2. TSpildevandsrensning i Grønland 1.1. Problemformulering Kapitel 2. Spildevandsrensning i Grønland Spildevand indeholder forskellige komponenter og kan deles op i nogle hovedgrupper, såsom dem som bliver nævnt i Tabel 1. Her nævnes også hvilke organismer og stoffer er af særlig interesse indenfor hver gruppe og hvilke miljømæssige effekter disse kan have [Henze]: Tabel 1. Komponenter i spildevand, delt op i hovedgrupper [Henze] Komponent Af særlig interesse Miljømæssig effekt Mikroorganismer Biologisk nedbrydeligt organisk stof Øvrige organiske stoffer Sygdomsfremkaldende bakterier, virus og ormeæg. Detergenter, pesticider, fedt/oilie, farvestoffer, opløsningsmidler, fenol, cyanid. Risiko ved badning og spisning af skaldyr. Iltsvind i åer, søer og fjorde. Giftvirkning, æstetiske gener, bioakkumulering. Næringssalte Kvælstof, fosfor, ammoniak Eutrofiering, iltsvind, giftvirkning. Metaller Hg, Pb, Dc, Dr, Du, Ni Giftvirkning, bioakkumulering. Øvrige uorganiske stoffer Syrer, bl.a. svovlbrinte, baser Ændring af livsbetingelser for flora og fauna. Typiske rensningsanlæg kan håndtere både gråt og sort spildevand, og involverer både fysiske og biologiske processer og ofte bruges kemiske behandlingsmetoder også. Den øgede spildevandsproduktion i det moderne samfund har givet behov for etablering og vedligeholdelse af kloaksystemer samt opføring af rensningsanlæg, hvilket er dyrt og i Grønland er det endnu dyrere på grund af de geologiske forhold, klimaet og bosætningsmønstret. De geologiske begrænsninger ligger blandt andet i at undergrunden i Grønland består af klippe som skal sprænges ved anlæggelse hvilket økonomisk er omkostningsfuldt. Det arktiske klima betyder at bakteriologisk nedbrydning bliver sværere da der ikke regnes med en biologisk aktivitet ved under +5 C [Holtze & Backlund, 2003]. Byer og bygder i Grønland ligger relativt spredt og har få indbyggere og derfor kan det mange steder ikke betale sig at oprette et traditionelt spildevandsanlæg. Desuden er den ekspertise som ofte skal til for at oprette og vedligeholde et spildevandsanlæg, ikke altid tilgængelig i Grønland og heller ikke de materialer som er nødvendig til oprettelsen. Andre faktorer spiller også en rolle, såsom befolkningens indstilling til miljøproblemer. Folk har mange steder svært ved at forstå betydningen af en god hygiejne og rent miljø. Grundet disse faktorer ledes alle former for spildevand urenset ud i havet eller på terræn. I år 2001 var omkring 30% af de grønlandske bosteder ikke tilkoblet et kloaksystem og her benyttes tørklosetter. Det grå spildevand, dvs. spildevand fra tøjvask, køkken og baderum [Internet 4], ledes fleste steder direkte fra husstandene til terræn. I byerne er der vandskyllende toiletter i nogle husstande hvor der i andre er tørklosetter. I bygderne er der ikke nogen kloakering hvilket medvirker, sammen med ringe vandforsyning, til en stadig dårlig hygiejnetilstand og øget risiko for smittespredning. [Holten-Møller, 2001] Side 11 af 97

12 2. TSpildevandsrensning i Grønland 2.1. Spildevandssituationen i Sisimiut I det følgende gennemgås kort spildevandssituationen i byer, bygder og turisthytter i Grønland. Da spildevandssituationen i Grønland er lignende fra by til by, og fra bygd til bygd bliver Sisimiut her brugt som en repræsentant for byer. Spildevandssituationen i bygderne Ikamiut i Diskobugten og Illorsuit på øen Ubekendt Ejland bliver herefter diskuteret for at give eksempler på to bygder hvor det sorte spildevand afskaffes på forskellig vis. Til sidst omhandles kort toiletforhold i de turisthytter som ligger på vandrestien mellem Sisimiut og Kangerlussuaq Spildevandssituationen i Sisimiut I Sisimiut by var der 1982 husstande pr. 1. januar 2005, og 2313 husstande i hele kommunen. Ud af de 1982 husstande var der ca husstande med en tank til spildevand og ca. 400 med tørklosetter. De resterende husstande havde vandskyllende toiletter og var tilsluttet kloak. De husstande som har en spildevandstank har også vandskyllende toiletter. [Kristensen 1, 2006] Mange steder i Grønland ledes gråt spildevand direkte til terræn, også i byerne. Det antal husstande der leder gråt spildevand til terræn i Sisimiut er ikke helt sikkert, men eftersom dem der har et tørkloset sjældent anskaffer tank til gråt spildevanddet [Kristensen 1, 2006] må det kunne anslås at der ihvertfald er 400 husstande som leder gråt spidlevand til terræn. Prisen for at få en spildevandstank på mindre end 2500 L tømt, er 250 kroner/tømning, og for spildevandstank på mere end 2500 L er prisen 350 kroner/tømning [Kristensen 1, 2006]. På grund af disse omkostninger og fordi tankene skal stå varmt og frostrfrit, så er der en del indbyggere som har en spildevandstank som kun bruger den til det sorte spildevand og leder det grå til terræn. [Kristensen 1, 2006] Alle boligblokke og rækkehuse, undtagen rækkehuse på Uigulukutsut, er tilsluttet kloak og her tilledes både de grå og det sorte spildevand kloakken. Det koster at få en husstand tilsluttet kloaknettet, det er prisen for kun ledningen mellem huset og selve klaoknettet [Kristensen 1, 2006]. Oven i denne pris kommer derfor omkostninger ved installationer indendørs. I de ældre huse i Sisimiut er køkken og bad ofte placeret i hver sin ende af huset hvilket koster ekstra udgifter ved rørinstallationer [Kristensen 1, 2006]. Spildevand i Sisimiut ledes, ligesom andre steder i Grønland, urenset til havet. Det gælder både spildevand fra kloaknettet samt fra spildevandstanke. Spandene i tørklosetterne skal have poser i og disse afhentes to gange om ugen af natrenovationsarbejdere. De fleste steder har natrenovationsarbejderne nøgle og går ind hvor de tager posen, lukker den og sætter en ny en. Få steder skifter folk selv pose og lægger den fyldt pose på et bestemt sted, for eksempel er der opsat få kasser til formålet rundt om byen. For nyligt har et forslag været til behandling om at folk selv skulle skifte pose og lægge den udendørs i dertil beregnet kasse, men dette blev ikke vedtaget. [Kristensen 1, 2006] Prisen for natrenovationen er 155 kroner/måneden [Kristensen 1, 2006]. Poserne sprættes op ude ved den såkaldte chokoladefabrik, som er det sted i Sisimiut hvor spildevand ledes ud i havet. Poserne bliver enten brændt eller smidt i havet, ofte til stor gene for jollefiskere der har klaget over at deres påhængsmotor bliver ødelagt af poserne [Holten- Møller, 2001]. Ifølge den nye lokalplan er det blevet besluttet at spildevand skal ledes til kloak ved etablering af nye huse. Hvis det ikke er muligt skal spildevandet borledes til en tank [Kristensen 1, 2006]. Side 12 af 97

13 2. TSpildevandsrensning i Grønland 2.2. Spildevandssituationen i bygderne 2.2. Spildevandssituationen i bygderne I bygderne er der ingen kloakering men udelukkende tørklosetter. I modsætning til for eksempel Sisimiut, er der ikke nødvendigvis poser i toiletspandene. De tømmes i fleste bygder direkte ud i havet af beboerne selv eller bliver indsamlet af renovationsarbejdere som samler spandene på hundeslæder eller en traktoranhænger. Herfra bliver de kørt til en dertil indrettet renovationsrampe hvorfra spandenes indhold manuelt bliver tømt ud i havet. De steder hvor der bruges poser til toiletspandene skal renovationsarbejderne først sprætte dem op ude ved rampen, før de tømmer dem ud i havet. Ligesom i Sisimiut bliver poserne enten brændt eller smidt i havet. [Holten-Møller, 2001] Det sker også at indholdet fra toiletspandene bliver tømt uden for husene, hvilket slædehundene bliver meget glade for, men dette betyder også en stor risiko for smittespredning. Det har været konstateret af embedslægeinstitutionen at der stadigvæk er levebetingelser for tuberkulose i Grønland. I 1994 skete der en genopblusning af tuberkulose i Upernavik Kommune, hvor 62% af beboerne i kommunen bor i bygder med en ringe hygiejnetilstand [Holten-Møller, 2006]. I byen Kullorsuaq hvor der bor knap 300 mennesker, blev der konstateret 20 tilfælde af tuberkulose ved en folkeundersøgelse [Holten-Møller, 2006]. I bygden Illorsuit på øen Ubekendt Ejland er der 93 indbyggere [Grønlands Statistik, 2006]. I denne bygd benyttes tørklosetter, uden poser. På grund af bygdens nordlige beliggenhed er havnen og bygdens kystlinie dækket til med is 10 måneder om året. Her kan spildevandet derfor ikke ledes til havet og derfor bliver toiletspandene tømt på et aftalt sted inde i bygden, en til to gange om ugen. Det er derfor en ret stor mængde sort spildevand som bliver samlet inde i bygden i vinterperioden, og i tøvejrsperioden i juli-august, løber spildevandet herfra ud i alle retninger. [Villumsen, 2006] I bygden Ikamiut i Diskobugten ser situationen lidt anderledes ud. Her bor der 80 mennesker [Grønlands Statistik, 2006] og desuden er der et servicehus i bygden som også benyttes som en vuggestue. Alle husstande har tørklosetter med poser, undtagen servicehuset hvor der er to vandskyllende toiletter. Spildevandet herfra ledes direkte ud til havet. To gange om ugen bliver toiletposerne hentet af en renovationsarbejder og samlet på bygdens dump, som ligger ca. 500 m fra bygden. Posernes indhold bliver således ikke tømt ud i havet men for lov til at ligge i poserne på dumpen. [RG2, 2006] Et billede herfra vises på Figur 1. Figur 1. Dumpen i bygden Ikamiut i Diskobugten, hvor toiletposerne bliver smidt ud [RG2, 2006]. Side 13 af 97

14 2. TSpildevandsrensning i Grønland 2.3. Spildevandssituationen i turisthytter 2.3. Spildevandssituationen i turisthytter I Sisimiut Kommune er der 25 hytter hvor 10 af dem er turisthytter og 15 er fangsthytter [Kristensen 2, 2006]. De benyttes både om sommeren og vinteren [Goul, 2006]. Et kort over vandrestien og turisthytterne vises på Figur 2. Figur 2. Et kort over området mellem Sisimiut og Kangerlussuaq. På kortet vises turisthytterne som ligger på vandrestien [Internet 1]. Om sommeren vandrer ca turister på stien og om vinteren er det populært blandt turister at tage på slædeture [Goul, 2006]. Desuden bruges de hele året af fangere. Turisterne kommer hovedsageligt fra Tyskland men også fra Frankrig og Danmark og Grønlændere bruger den også til vandring [Goul, 2006]. Turisthytterne er uden nogen form for toilet-her sætter folk sig ude i terrænet, ofte på det samme sted ved hver hytte og disse steder kan der ses rester af toiletpapir med mere [Kristensen 3, 2006]. Det kan udgøre et æstetisk problem og det sker at turisterne klager over toiletmangel i hytterne og skriver da til turistrådet [Goul, 2006]. Affald brændes udenfor hytterne [Goul, 2006]. Hytterne ligger langs de anbefalede vandreruter hvor de fleste ligger på ruten Sisimiut- Kangerlussuaq. I nogle af fangsthytterne er der spandetoilet. Der er ingen plan for tømning hos Sisimiut Kommune og det vides ikke om toiletterne bruges. Fangsthytterne ligger kystnært og deres placering gør dem let tilgængelige for fiskere og fangere på jagt og fiskeri, men andre må også gerne bruge dem. [Kristensen 2, 2006] Hytterne er alle sammen åbne og gratis til brug for alle. De er mange blevet gamle og slidte efterhånden, men der findes dog større hytter på stien, såsom Kanocentret som er en meget stor hytte med soveplads til 30 personer [Goul, 2006] Alternative løsninger til spildevandsrensning i Grønland De geologiske og klimatiske forhold i Grønland samt bosætningsmønster, gør spildevandsrensning i landet til en ofte besværlig sag. Da mange grønlandske bosteder er små med få beboere hvor det ofte er vanskeligt for befolkningen at forstå betydningen med et renere miljø, er det hensigtsmæssigt at finde nogle simple og ikke for dyre løsninger. Derfor er løsninger til spildevandsrensning som kan tjene nogle få husstande og hvor beboerne kan inddrages i pasning af anlæggene, helt oplagt i Grønland. I Sisimiut er der opstillet tre pilotanlæg som netop har det til fælles at være enkle i opbygning od drift. To af dem bygger på nedsivning og det tredje på mikrobiologisk rensning. De to anlæg som bygger på nedsivningsprincippet er et tørveanlæg og et biologisk sandfilter og det tredje Side 14 af 97

15 2. TSpildevandsrensning i Grønland 2.4. Alternative løsninger til spildevandsrensning i Grønland er et såkaldt Kongsted minirensningsanlæg. De tre anlæg starter alle sammen spildevandsrensningen efter en bundfældningstank, som skal tømmes hvert år for en optimal funktionalitet. I bundfældningstankene bundfælder de faste stoffer eller flyder i overfladen. De tre anlæg bliver alle overvåget så rensningseffekten kan observeres og desuden måles temperaturen flere steder i anlæggene. Dette giver mulighed for at forbedre anlæggene. Kildesorterende toiletter uden vandskyl er endnu en mulighed til forbedring af spildevandssituationen i Grønland. Disse toiletsystemer har det til formål at kunne udnytte de humane restprodukter som en ressource i stedet for at de bliver til en forureningskilde i miljøet. Dette gøres kort beskrevet ved at adskille urin fra fækalier hvorefter hver del for sig bliver behandlet på en simpel måde for til sidst at få nogle uskadelige slutprodukter. Det er relativt nemt for befolkningen selv at drive og passe den type toiletsystemer og løsningen kan benyttes hvor restprodukter fra enkelte husstande eller hytter behandles. Behandlingen kan også foregå på restprodukter fra nogle få husstande som sammen driver og passer systemet. Side 15 af 97

16 3. Kildesorterende toiletsystemer 2.4. Alternative løsninger til spildevandsrensning i Grønland Side 16 af 97

17 3. Kildesorterende toiletsystemer 3.1. Humane restprodukter som ressource Kapitel 3. Kildesorterende toiletsystemer Økologisk håndtering af sort spildevand har det til formål at skabe en bæredygtig cyklus, et lukket system, som vist i Figur 3, hvor humane restprodukter bliver behandlet som en resource fremfor forurening. De humane restprodukter bliver behandlet på stedet og herefter viderebehandlet eksternt, hvis det er nødvendigt, indtil de er helt frie for sygdomsfremkaldende organismer. De næringsstoffer som restprodukterne indeholder kan gebruges ved at bruge slutproduktet til jordbrug. Således er hovedformålet med økologisk håndtering af sort spildevand at [SIDA, 1998]: forhindre forurening og sygdomme, årsaget af humane restprodukter, behandle humane restprodukter som en resource, genbruge næringsstoffer som findes i humane restprodukter. Figur 3. Ved økologisk spildevandshåndtering bliver hygiejniseret sort spildevand leveret til naturen igen, istedet for at forurene miljøet. På den måde kan det sorte spildevand både forbedre jordstrukturen og supplere jorden med næringsstoffer [SIDA, 1998] Humane restprodukter som ressource Det er meget forskelligt hvor meget den enkelte person producerer af urin og fækalier, og både de udsondrede mængder samt indholdsstoffer varierer meget fra person til person, afhængigt af alder, køn, sundhedstilstand og karakteristik af indtagne fødevarer. Normalt udgør urin og fækalier kun ca. 1-1,5% af husspildevandet men tilsammen leverer de alligevel 91% af udledningen af kvælstof (N), 83% af fosfor (P) og 60% af kalium (K), hvor urin alene står for ca. 80% af N, 55% af P og 44% af K i husspildevandet [Holtze & Backlund, 2003]. Denne fordeling fremgår af Tabel 2 og Figur 4, hvor den procentvise fordeling i fækalier og gråt spildevand ligeledes er vist. Tabel 2. Procentvis fordeling af makronæringsstoffer i husspildevand, fordelt på fraktionerne urin, fækalier og gråt spildevand [Holtze & Backlund, 2003]. Parameter Urin [%] Fækalier [%] Gråt spildevand [%] Kvælstof (N) Fosfor (P) Kalium (K) Side 17 af 97

18 3. Kildesorterende toiletsystemer 3.1. Humane restprodukter som ressource Procent [%] Urin Fækalier Gråt spildevand Kvælstof (N) Fosfor (P) Kalium (K) Figur 4. Fordeling af næringsstoffer I spildevandsstrømme [Holtze & Backlund, 2003] I Tabel 3 angives standardtal for masse, tørstof og indhold af næringsstoffer pr. person og år, i urin og fækalier. Standardmængderne haves fra [Holtze & Backlund, 2003] men stammer oprindeligt fra tre forskellige kilder, og mængderne varierer alt efter hvilken kilde de oprindelig stammer fra. For urin ligger variationen på kg pr. person pr. år og for fækalier er variationen endnu større, kg pr. person pr. år [Holtze & Backlund, 2003]. I Tabel 3 vises kun de data for urin, som haves fra den kilde som ligger i den øvre grænse af variationen, dvs. 550 kg urin pr. person pr. år. For fækalier vises data fra alle tre kilder som i tabellen angives under numrene 1-3. Tabel 3. Standardtal for masse, tørstof og næringsstoffer i urin og fækalier, pr. person pr. år, og i relation til andre udvalgte parametre [Holtze & Backlund, 2003]. Parameter Enhed Urin pr. år (1)* Fækalier pr. år (1)* Fækalier pr. år (2)* Fækalier pr. år (3)* Masse (MS) kg ,5 Tørstof (TS) kg 21,9 10, ,4 TS-procent 3,98 32,7 17,3 15 Kvælstof (N) g/år Kvælstof (N) g/kg MS 7,3 13,7 4,9 6,7 Kvælstof (N) g/kg TS 183,3 41,9 28,5 44,5 Fosfor (P) g/år Fosfor (P) g/kg MS 0,7 5,6 2,4 2 Fosfor (P) g/kg TS 16, ,8 13,4 Kalium (K) g/år Kalium (K) g/kg MS 2 12,1 4,9 2 Kalium (K) g/kg TS 50, ,5 13,4 NPK-forhold 100:9:27 100:33:73 100:49: :33:33 NP-kvote *Kilder (1), (2), (3) haves fra [Holtze & Backlund, 2003] men stammer oprindeligt fra (1)=[Vinnerås, 2001], (2)=[Vrisberg et al, 2001], (3)=[Del Porto, 2000]. Side 18 af 97

19 3. Kildesorterende toiletsystemer 3.1. Humane restprodukter som ressource Det ses af Tabel 3 at tilførslen af både masse og indholdsstoffer til et komposttoilet og dermed udgangsmaterialet bliver meget forskellige, afhængigt af om der kun tilføres fækalier eller både urin og fækalier. Standardværdierne varierer også meget for fækalier alt efter hvilken undersøgelse der tages udgangspunkt i, hvilket giver betydelige forskelle i blandt andet væskeindholdet (TS-procent) og koncentration af kvælstof i fækalierne (g/kg TS), som igen er af betydning for C/N-forholdet i komposteringsprocessen. [Holtze & Backlund, 2003] Det ses af Tabel 2, Tabel 3 og Figur 4 at urin indeholder hovedparten af de næringsstoffer som udskilles, og har derfor potentiale til at blive et gødningsmiddel af høj kvalitet hvis det opsamles ved hjælpe af kildesorterende toiletter og lagres i tanke. Næringstabet er heller ikke stort og kan derfor med fordel anvendes til planteproduktion [Holtze & Backlund, 2003]. Hvis den kildesorterede urin lagres rigtigt, er tab af kvælstofindhold meget begrænset i modsætning til det forventede næringsstoftab ved medkompostering af urin i en komposteholder [Holtze & Backlund, 2003]. Ifølge [SIDA, 1998] kan en voksen producere op til 400 L urin hvert år, hvilke indeholder 4 kg N, 0,4 P og 0,9 K [SIDA, 1998]. Disse mængder kan sammenlignes med dem som findes i de kemiske gødningsmidler som bruges i landbrug; for eksempel var mængden af næringsstoffer i den årlige urin-produktion i Sverige i 1993, ækvivalent med 15-20% af den mængde næringsstoffer som blev brugt i form af mineral-gødning [SIDA, 1998]. Interessant nok er næringsstoffer i human urin på den form som planter kan optage; kvælstof på urea-form (kemisk formel: (NH 2 ) 2 CO [Internet 2]), fosfor som superfosfat 1 og kalium som en ion. Desuden er koncentrationer af tungmetaller langt mindre i human urin end i de fleste kemiske gødningsmidler. [SIDA, 1998] Når urin skal bruges som gødning er det vigtigt at lagre det på en måde som forhindrer lugt og kvælstof i at komme ud i atmosfæren. Det meste af kvælstof i urin er på urea-form og et forsøg i Sverige har vist, at det meste af kvælstoffet hurtigt bliver til ammoniak inde i en beholder [SIDA, 1998]. Ammoniakudslip kan minimeres ved at lagre urinen i en tæt lukket beholder med begrænset ventilation. Andre forskere har vist at tilsætning af syre hæmmer igangsætning af urea-nedbrydning, og her anbefales at tilsætte syren inden nedbrydningen starter [SIDA, 1998]. En vietnamesisk forsker har endvidere anbefalet tilsætning af super-fosfat til forhindring af ammoniak-fordampning [SIDA, 1998]. Når urin spredes ud på en åben mark kan det anvendes ufortyndet, mens det skal fortyndes 2-5 gange med vand hvis det bruges som gødning på planter, til at forhindre afbrænding af planterne [SIDA, 1998]. Hvis der ikke er interesse for at bruge urinen som gødningsmiddel kan det bortskaffes ved fordampning. [SIDA, 1998] Humane fækalier består hovedsageligt af ufordøjet organisk materiale, såsom kulstof-fibre. Ifølge [SIDA, 1998] ligger den totale mængde fækalier fra hver voksen pr. år på kg, hvilket indeholder op til 0,55 kg kvælstof, 0,18 kg fosfor og 0,37 kg kalium. Selvom fækalier indeholder færre næringsstoffer end urin er de en værdifuld næring for jorden, som også kan 1 Superfosfat er et gødningsmiddel som dannes ved den følgende reaktion [Internet 7]: Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4 Side 19 af 97

20 3. Kildesorterende toiletsystemer 3.2. Kildesorterende toiletsystemer i historisk perspektiv ses af Tabel 3. Efter hygiejnisering ved dehydrering eller kompostering, kan det uskadelige materiale med stor effekt anvendes til at øge næringsstofindhold i jorden og til at forbedre dårlige jorde, hvor for eksempel indhold af ler eller sand er meget højt. Tilførslen øger også jordens indhold af kulstofholdigt organisk materiale hvilket øger den vandholdende kapacitet da organiske materiale har en høj vandholdede kapacitiet. [Holtze & Backlund, 2003] Humus fra kompostering af fækalier, er også med til at opretholde bestanden af gavnlige organismer som beskytter planter fra sygdomme [SIDA, 1998] Kildesorterende toiletsystemer i historisk perspektiv Mennesket har langt tilbage i historien vidst at humane fækalier havde et potentiale som gødningsmateriale men samtidig at det kunne overføre sygdomme [Holtze & Backlund, 2003]. I Kina og Syrien er kompostering af fækalier og urin kendt for over 1000 år siden [Holtze & Backlund, 2003] og i Kina har simple separationstoiletter været brugt i århundrede [SIDA, 1998]. Henry Moule introducerede omkring 1860 et jordkloset i England og Rickard Linström, Clivus Multrum udviklede i 1930 erne et stort kompostkammer med skrånende bund. I 1940 erne blev et to-kammer system præsenteret i Indien, og i 1960 erne fik anvendelse af tokammer systemer en stor udbredelse i landområder i Vietnam, og der er i Vietnam og andre steder i Asien etableret flere tusinde systemer. I Guatemala blev en mere modificeret udgave af systemet, kaldt LASF (Letrina Abonere Seca Familiar) introduceret, og sider er der etableret titusinder af systemer i Mexico og i en række lande i Mellemamerika. I Norge og Sverige startede produktionen af kompostkaruseller med typisk fire kamre i begyndelsen af 1970 erne. Disse systemer har især fundet udbredelse i Skandinavien, Australien, New Zealand og USA. [Holtze & Backlund, 2003] De anvendte toiletstoler er langt fleste uden vandskyld og komposttoiletsystemerne var typisk kildesamlende indtil begyndelsen af 1990 erne, men herefter har kildesortering af urin og fækalier blevet mere udbredt. Faktisk var kildesorterende toiletter udbredte i Skandinavien i 1800-tallet men i takt med indførelsen af vandskyllende toiletstole og kloakering blev de fortrængte. [Holtze & Backlund, 2003] 3.3. Kildesorterende komposttoiletsystemers funktion Komponenter i komposttoiletter kan være samlet i batch-komposteringssystemer eller kontinuerlige komposteringssystemer. Batch-systemer består af to eller flere beholdere eller kamre hvor en beholder eller et kammer fyldes ad gangen ved brug af toilettet. Når beholderen eller kammeret er blevet fyldt op, komposteres eller efterkomposteres materialet uden tilførsel af yderligere frisk fækalt materiale. Det karakteriseres således ved at der ikke tages materiale ud af den beholder eller det kammer, der tilføres frisk materiale. Kompostenheden kan placeres under et toilet men kan også være beliggende et andet sted hvor materialet tilføres ved hjælp af vandskyl, vakuum eller lignende. De mest enkelte løsninger er dem hvor flere affaldsbeholdere fyldes gradvist på skift. Materialet som er samlet over længere tid, komposteres videre eller påbegyndes komposteret uden tilførsel af yderligere frisk materiale, og efterkompostering kan foregå i en anden beholder et andet sted. [Holtze & Backlund, 2003]. Ved tilsætning af et stort batch til en kompostbeholder, kan der forventes en fase med høje temperaturer mens der ved kontinuerlig tilførsel af små mængder kun kan forentes lave temperaturer og en langsom volumenreduktion samt reduktion af eventeuelle patogene. De Side 20 af 97

21 3. Kildesorterende toiletsystemer 3.3. Kildesorterende komposttoiletsystemers funktion kontinuerlige systemer kan bestå af store étkammer-systemer med en flad eller skrå bund hvor frisk materiale tilføres kontinuerligt i toppen af kompostbeholderen. Da materialet bevæger sig ned eller skråt ned over tid sker der en aldersbetinget lagdeling i en vandrende zone. Her bliver der ideelt set tale om forskellige zoner indeholdende forskellige mikroorganimser og en lagdeling af materiale, som spænder fra frisk til færdigkomposteret. Mængden af materiale bestemmes af toiletforbrug samt eventuelt af tilførsel af organiske husholdningsrester og tilslagsstoffer. Typisk tages en mindre mængde komposteret materiale ud fra bunden, første gang efter 2-4 år og årligt derefter. [Holtze & Backlund, 2003] I kildesorterende toiletter havner vådt og tørt hver for sig, hvor urinen løber til en opsamlingsbeholder for senere at blive anvendt som gødning eller til nedsivning via et sandfilter eller lignende. Fækalier og papir havner i en beholder inde i toilettet og hurtigt bliver fækalieoverfladen tør, hvorefter lugten fra det faste affald minimeres også. Det som giver den dårlige lugt er netop blandingen af urin og fækalier, hvorved der sker en slags gæring hvor der dannes ammoniak og svovlbrinte [Internet 5]. Kapaciteten af sådanne toiletter er også stor da urinen, som udgør den største del af volumenet, bliver ledt væk. I dag anvendes kildesortering i en række lande i dehydreringssystemer, for at undgå lugt- og flueproblemer samt dræning, og dertil kommer at det forbedrer C/N-forholdet i kompostmaterialet. Kildesortering gør det desuden muligt at opsamle urin (eller urin+skyllevand), som indeholder langt hovedparten af de udsondrerede næringsstoffer, og at holde den relativt fri for patogene. Det høje næringsstofindhold i urinen gør den til en gødning af høj kvalitet som kan anvendes til ny planteproduktion efter lagring. [Holtze & Backlund, 2003] Kompostvolumenstørrelsen kan variere fra små beholdere som bruges af enkeltpersoner til køkkenaffald eller fækalier, til store kompostreaktorsystemer der behandler materiale indsamlet i byer eller et større opland. Størrelsen af kompostvolumenet har en stor betydning for temperaturudviklingen. [Holtze & Backlund, 2003] En af komposttoiletsystemers vigtige opgaver er at indeslutte kompostmaterialet og reducere antallet af organismer som er potentielt sygdomsfremkaldende og dermed at reducere risikoen for smitte af mennesker og dyr. Ofte sker denne reduktione over lang tid og uden at der udvikles høje temperaturer, og ofte foregår det i et fremmed miljø med konkurrence og antagonisme (Antagonisme: Et fænomen hvor to eller flere agents tilsammen har en overordnet effekt som er mindre end summen af deres effekter, hver for sig [Internet 3]) [Holtze & Backlund, 2003]. Komposttoiletsystemer skal også minimere direkte menneskelig berøring med de ubehandlede restprodukter og eksponering for andre organismer, såsom fluer der kan overføre smitte. Indeslutning af kompostmaterialet skal desuden minimere generende lugtudvikling og producere et behageligt og rimeltigt tørt slutprodukt der med minimal risiko kan håndteres. [Holtze & Backlund, 2003] Endvidere foregår der en volumenreduktion i systemet, ofte på grund af langsomme mikroorganismer, og den samlede volumenreduktion kan være 70-90% [Holtze & Backlund, 2003]. Komposttoiletsystemer kan være enten aktive eller passive; de aktive kan have en række elektronisk og mekanisk udstyr og ofte høje temperaturer, hvorimod processerne i de passive Side 21 af 97

22 3. Kildesorterende toiletsystemer 3.3. Kildesorterende komposttoiletsystemers funktion systemer bliver naturlige og ukontrolleret ved en temperatur på ca. 20 C eller mindre [Holtze & Backlund, 2003]. Temperaturen bestemmes her primært af temperaturen i omgivelserne, og i dette kolde miljø bliver svampe og actinomyceter de primære omsætningsorganismer, fordi det er for koldt for de hurtigere agerende mesofile og termofile bakterier. I de passive systemer er det således ikke teknisk udstyr der kontrollerer processen, men tid, tyngdekraft, selvgenereret temperatur, adgang til ilt og beholderens udformning [Holtze & Backlund, 2003]. Typisk vil der være tale om passive systemer som bruges ved en almindelig beboelse, i parker eller på primitive lejrpladser. [Holtze & Backlund, 2003] Toiletsystemet som bruges til dette projekt og blev opstillet i Sisimiut i august 2006, er et batch system; et kildesorterende toiletsystem. Kort fortalt virker toiletsystemet således, at urin fraledes toilettet via en plastikslange til en beholder hvorimod fækalier og toiletpapir samles i en spand som står nede i toilettet. Familien har valgt at samle tissepapir i en lukket beholder som de har stående ved siden af toilettet; på den måde skal fækaliespanden ikke tømmes lige så ofte. Beholderen til tissepapiret tømmes sammen med dagrenovationen, dvs. almindeligt husaffald, mens fækalispanden tømmes i en kompostbeholder som står i familiens have udenfor huset. Billeder af toilettet i Sisimiut og en beskrivelse af toilettets opsætning samt en nærmere beskrivelse af dets funktion, findes i afsnit 5.2 Forsøgets fremgangsmåde, august-december Side 22 af 97

23 4. Kompostering 4.1. Komposteringsprocessen Kapitel 4. Kompostering De fleste sygdomme som spredes på grund af humane restprodukter, er årsaget af fækalier og ikke urin, og hvis restprodukterne skal kunne genanvendes er det vigtigt at bruge metoder som hygiejniserer fækalierne. To metoder har vist sig at være effektive til dette formål; dehydrering (Engelsk: Dehydration) og kompostering (Engelsk: Decomposition) af fækalier [SIDA, 1998]. Disse to metoder bliver omhandlet i dette kapitel og desuden omhandles de faktorer som vides at have indflydelse på kompostering. Til sidst i kapitlet omhandles de hyppigst forekommende patogene i humane restprodukter, og hvordan disse kan bekæmpes med de to metoder, kompostering og dehydrering Komposteringsprocessen Kompost er det slutprodukt som kommer ud af kompostering. Den foretrukne definition af kompost er den følgende [Stentiford et al]: Kompost er det stabiliserede og hygiejniserede produkt som komer ud af kompostering, og er gavnligt for plantevækst (Engelsk: Compost is the stabilized and sanitised product of composting which is beneficial to plant growth). Kompostering er en biologisk proces til behandling af affald, byggende på aerob mikrobiel omsætning af organisk materiale (polymere af kulhydrater, proteiner og fedtstof), hvilket betyder at den foregår ved oxidation med ilt [Christensen, 1998]. I naturen opstår processen af sig selv ved for eksempel nedbrydning af planterester og dyrerester samt deres restprodukter [Stentiford et al]. Ved alle komposteringsprocesser kan der opstå nogle anaerobe områder, hvilket kan give anledning til lugtudvikling, men alt efter udgangsmateriale, fugtindhold, C/Nforhold med mere, vil der normalt være tale om begrænset lugt. Ideelt set kan lugten være en behagelig jord- og muldlugt. Kompostmaterialet kan endvidere fungere som et filter samt kunne absorbere fra andre områder i kompostmaterialet hvis strukturen og sammensætningen er god. [Backlund 4, 2006] Ved processen afgives store mængder energi der leder til forhøjede temperaturer i komposten. Den maksimale temperatur der kan opnås i kompost er C [Christensen, 1998]. Højere kan den ikke blive da få mikrobielle arter kan fungere ved så høje temperaturer. Idet temperaturen afspejler balancen mellem mængden af varme der dannes ved den biologiske proces og mængden af varme der afgives til omgivelserne, vil den faktiske temperatur i kompost som regel være lavere. Varmedannelsen i komposten hænger sammen med det organiske affalds sammensætning og hvor langt nedbrydningen af det er fremskredet, mens varmeafgivelsen relateres til reaktorudformningen og de klimatiske forhold. [Christensen, 1998] Aerob mikrobiel omsætning af organisk stof indebærer at ilt benyttes som elektronacceptor i oxidationen af det organiske stof. Hovedgrundstofferne i det organiske stof tilstræbes således omdannet til deres mest oxiderede former som indeholder langt mindre energi end det organiske affald, og det udnytter mikroorganismerne til vedligeholdelse af deres livsfunktioner og vækst. Dette betyder også at en del af grundstofferne indbygges i biomassen. Ved den teoretiske omsætning af simpelt organisk stof dannes kuldioxid, vand, biomasse og energi: [Christensen, 1998] Side 23 af 97

24 4. Kompostering 4.1. Komposteringsprocessen CHONS (organisk stof) + O 2 CO 2 (kuldioxid) + H2O (vand) + NO 3 (nitrat) + SO 4 (sulfat) + energi Det organiske materiale kan være meget uensartet og af varierende nedbrydelighed: stivelse, protein, fedtstof, cellulose, lignin m.m. Det tilstræbes ved komposteringsprocessen primært at omsætte det lettest omsættelige organiske materiale. Denne nedbrydning vil fortsætte efter udbringning af komposten på landjord men kun med en hastighed på samme niveau som den naturlige omsætning i en muldjord. [Christensen, 1998] For at slutproduktet kan med rigtigt kaldes en kompost skal det organiske materiale være biologisk stabilt, dvs. det skal være hygiejniseret og det skal være humus-lignende, nedbrudt til finere partikler og skal have mistet sin oprindelige karakter. Det skal være et stabilt produkt som kan lagres uden videregående behandling, og skal kunne spredes ud på land uden at skade de afgrøder som er til stede i forvejen. [Stentiford et al] Hvis komposten ikke er stabil når den spredes ud, kan fytotoksisitet opstå i jorden indtil komposten stabiliseres [Stentiford et al] Mange arter af mikroorganismer bidrager til komposteringsprocessen; bakterier, actinomyceter og svampe. Når temperaturen i komposten er faldet til et niveau som svarer til omgivelserne, vil også højerestående organismer som orme, insekter og lignende bidrage til komposteringen. [Christensen, 1998] De mikroorganismer som er involveret i komposteringsprocessen er normalt til stede i det oprindelige kompostmateriale. Derfor er der kun brug for inokulum/tilsætning af mikroorganismer hvis der mangler mikroorganismer i materialet. [Stentiford et al] Bakterier er relativt simple organismer som kan vokse hurtigt ved celledeling. De har derfor stor betydning i starten af komposteringsprocessen hvor der er meget af det relativt lettilgængelige materiale til stede. Det har vist sig at bakterier ofte klarer sig bedre end de andre mikroorganismer ved lave iltkoncentrationer som let kan opstå i materiale med hurtig omsætning. Baseret på et skøn står bakterier for 80-90% af omsætningen af det organiske stof [Christensen, 1998]. Dog findes der ikke nogle systematiske undersøgelser af bakterier i kompost. [Christensen, 1998] Bakterier inddeles ofte efter deres temperaturoptimum. Både mesofile og termofile bakterier kan vokse i et bredt temperaturinterval, men har optimum omkring henholdsvis C og C [Christensen, 1998]. Når temperaturen stiger over ca. 45 C falder aktiviteten af de mesofile bakterier stærkt. Da mange af bakterierne er sporedannende kan de overleve i sporeform under ufordelagtige forhold. [Christensen, 1998] Actinomyceter er en stor gruppe trådformede organismer som er langsommere-voksende end de fleste bakterier. Enzymatisk er de bedre udrustet til at omsætte mere komplekst affald og er væsentlige i omsætning af hemicellulose, collulose og lignin. Ved lave iltkoncentrationer og meget høje temperaturer (litteraturen er uklar på dette punkt [Christensen, 1998]) trives Actinomyceter ikke. Nogle gange kan store koncentrationer af actinomyceter ses som blå-grå til lysegrønne pudderagtige formationer [Christensen, 1998]. Svampe er lidt mere komplekse organismer end actinomyceter og er også følsomme over for lave iltkoncentrationer og høje temperaturer. Over 60 C er der kun fundet få svampe i kompost [Christensen, 1998]. Undertiden inddeles de ligesom bakterier, efter deres temperaturoptimum, dvs. i mesofile og termofile svampe men veldokumenterede temperaturoptima for svampe i kompost kan ikke gives [Christensen, 1998]. Side 24 af 97