Das Urin-Trenn-WC Save von Keramik Laufen sieht aus wie ein herkömmliches spülrandloses WC und kann auch so benutzt werden. Die eigentliche Funktion des Trenn-WCs, den Urin von Fäkalien und Spülwasser zu trennen, entzieht sich den Blicken des Benutzers. (Bilder: zVg, Vuna, Eoos)

Schematischer Schnitt durch das Trenn-WC, der die unterschiedlichen Stoffströme verdeutlicht.

Prof. Dr. Tove Larsen, Gruppenleiterin Siedlungswasserwirtschaft, Eawag: «Ich habe mich über 20 Jahre auf diesen Moment gefreut. Das ist eine wirkliche Innovation, was wir hier vorstellen, und Keramik Laufen ist die erste Firma, die so etwas gemacht hat.» (Bild: F.Lipp)

Innovation: Intelligentes Urin-Trenn-WC

Urin ist etwas, über das man sich meistens wenig Gedanken macht. Mit dem Urin-Trenn-WC «Save!» stellt Keramik Laufen ein Thema mit Potential für die Kreislaufwirtschaft vor. Als erstes Unternehmen bringt das Laufener Unternehmen so ein Produkt auf den Markt.

Keramik Laufen hat kürzlich mit ihrem Urin-Trenn-WC «Save!» eine echte Innovation vorgestellt. Auch unsere Branche wird sich in Zukunft vermehrt mit den Abläufen der Kreislaufwirtschaft zu befassen haben. Schliesslich sind die Ressourcen auf der Erde beschränkt und jede Verminderung von schädlichen Stoffen hilft, die Gesamtbelastungen in der Umwelt zu verringern.

Die Kreislaufwirtschaft im Fokus

An der interessanten Veranstaltung an der Empa in Dübendorf beleuchtete Keramik Laufen gemeinsam mit Tove Larsen, Gruppenleiterin Siedlungswasserwirtschaft, Eawag, und Harald Gründl von EOOS den Rohstoff Urin und das Thema «Sanitärsysteme für eine nachhaltige Zukunft». Im Mittelpunkt der Referate stand das von EOOS Design, Eawag und Keramik Laufen entwickelte Urin-Trenn-WC Save, das einen Schritt in Richtung nachhaltiger Kreislaufwirtschaft geht, indem es die im Urin enthaltenen Nährstoffe bewahrt und gleichzeitig die Umwelt vor Schadstoffen schützt.

Heute verunreinigen 1,5 Liter menschlicher Urin zirka 180 Liter Abwasser. Das Thema beschäftigt die Wissenschaftler schon seit den 1990er-Jahren. Entsprechend lange untersuchen sie alternative Wege, um die Verschmutzung durch menschliches Abwasser zu verringern. Das Wasserforschungsinstitut Eawag verfolgt dabei die Möglichkeit der «Source Separation Technology», bei der das WC-Abwasser bereits an der Quelle in Urin, Fäkalien und Grauwasser getrennt wird. Separiert man die Abwassertypen gleich bei der Entstehung, können die verschiedenen Ströme nachhaltig verarbeitet und wertvolle Ressourcen wiedergewonnen werden. Zusätzlich verringert sich der Aufwand der Klärung immens.

Eine echte Innovation

«Ich habe mich über 20 Jahre auf diesen Moment gefreut», sagte Tove Larsen bei der Vorstellung des Urin-Trenn-WCs. «Das ist eine wirkliche Innovation, was wir hier zeigen, und Keramik Laufen ist die erste Firma, die so etwas gemacht hat. Das ist wirklich grossartig.» Das Thema Urin werde selten mit positiven Assoziationen verbunden, so Larsen. Eigentlich schade, denn im Urin stecke viel mehr Potenzial, als man vermute. Zum Beispiel enthält der menschliche Urin den wertvollen Rohstoff Phosphor. Er wird vor allem in der Landwirtschaft als Bestandteil von Düngemitteln eingesetzt. In Zeiten immer knapper werdender Ressourcen und schwindender Rohstoffe lohnt es sich, Urin als Phosphorquelle in Betracht zu ziehen. Darüber hi­naus ist Urin mit durchschnittlich 3 bis 7 Gramm Stickstoff pro Liter ein essenzieller Bestandteil der stickstoffbasierten Düngemittel, die ebenfalls in der Landwirtschaft verwendet werden.

Ausserdem stecken noch viele weitere Nutzungsmöglichkeiten in dem bislang meist verschmähten flüssigen Gold: Zum Beispiel experimentieren chinesische Forscher schon seit Jahren damit, Zähne aus Urin zu züchten, und britische Wissenschaftler erzeugen Elektrizität mithilfe der Bakterien, die im Urin enthalten sind. Noch sind das zwar geringe Mengen an Strom, aber er reicht beispielsweise für den Betrieb eines Mobiltelefons.

Die Umwelt vor Schadstoffen schützen

Derzeit gelangen die Nährstoffe im Urin weitgehend ungeklärt und direkt über das Abwasser in die natürlichen Gewässer. Zusammen mit den Nährstoffmengen, die aufgrund der Überdüngung in der Landwirtschaft ebenfalls in die natürlichen Gewässer eingebracht werden, entsteht eine Übersättigung. Aus Nährstoff wird Schadstoff. «Der viele Stickstoff ist ein echtes Problem unserer Zeit», betonte die Chemieingenieurin, die Technologien für die dezentrale Abwasserreinigung und für die Separierung und Rezyklierung der Abwasserströme erforscht. «80 % des Stickstoffs im Abwasser stammt aus dem Urin der Menschen.»

Konkret bedeutet das, dass Stickstoff und Phosphor, die in die Wassersysteme eingeleitet werden, das Pflanzenwachstum fördern und damit die sogenannte Algenblüte verursachen. Die Bakterien, welche die Algen zersetzen, entziehen dem Wasser anschliessend Sauerstoff und töten damit das gesamte Leben in der betroffenen Region. Es entstehen sogenannte «Dead Zones», was Auswirkungen auf die biologische Vielfalt und die Gesundheit der Gewässersysteme hat. «So ist zum Beispiel das Algenwachstum in der Ostsee eine klare Folge von Überdüngung», sagte Larsen.

Zusätzlich ist der menschliche Urin auch für einen grossen Teil der problematischen Mikroverunreinigungen, beispielsweise durch Hormone und Medikamentenrückstände, im Abwasser verantwortlich. Alle bisherigen Bemühungen, diese Schadstoffe zu eliminieren, führen dazu, dass die Infrastruktur des Abwassermanagements teurer, komplexer und zunehmend energieintensiver wird.

Urin-Trenn-WC mit einfacher Lösung ohne Ventil

Mit Save haben das österreichische Designstudio EOOS, Eawag und Keramik Laufen ein wegweisendes Urin-Trenn-WC entwickelt. Es baut auf Erkenntnissen der «Blue Diversion Toilet» auf, die mit Mitteln der «Reinvent the Toilet Challenge» der Bill & Melinda Gates Foundation von EOOS und Eawag entwickelt wurde.

«Die Schlüsselinnovation des Produkts ist eine von uns entwickelte ‹Urine Trap›», erklärte Harald Gründl, Managing Partner EOOS. Sie nutzt das hydrodynamische Prinzip des Teekanneneffekts, um den Urin nur unter Verwendung der Oberflächenspannung in Richtung eines verdeckten Auslasses zu leiten. Dabei stellt der intelligent designte Keramikkörper sicher, dass es keine Rolle spielt, ob das WC von einem Mann, einer Frau oder einem Kind genutzt wird. Spülwasser hingegen, das mit einer viel höheren Menge und Geschwindigkeit abgegeben wird, läuft über den Urinauslass hinweg. Gleiches gilt für Feststoffe und Toilettenpapier, die wie gewohnt in den Abfluss fallen. «Nach vielen Fehlversuchen sind wir schliesslich zu einer relativ einfachen Lösung ohne Ventil gekommen», so Gründl. «Unser Ziel war es, eine Effizienz von 80 % zu erreichen. Das Ergebnis haben wir dann Laufen präsentiert.»

«Wir von Keramik Laufen haben dann das Prinzip der ‹Urine Trap› auf den Typus Wand-WC angewandt und mit einer speziellen Wasser- und Urinführung optimiert», meinte Rolf Schmidt, Leiter Marketing Keramik Laufen/Similor. «Durch die nahezu unmerkliche Integration der Technologie in den Keramikkörper vermittelt das WC optisch die Eleganz einer Design-­Toilette und lässt sich ohne gestalterische Zugeständnisse auch in anspruchsvolle Badezimmerdesigns einfügen. Es soll dort eingesetzt werden, wo viel Traffic ist.» Save sei auch die erste Urin-Trenn-Toilette, die alle Industriestandards erfülle.

Die Vision von Keramik Laufen mit Save ist, Hotels, öffentliche Bereiche und Wohnanlagen zu einem nachhaltigen und energiesparenden Abwassermanagement zu führen. Dabei soll das Management ein selbstverständlicher Teil der Kreislaufwirtschaft werden, indem es gesammelte Abwässer effizient aufbereitet, die Nährstoffe zurückgewinnt und für die Rückführung in die Natur aufbereitet.


«So etwas gibt es bis heute weltweit nicht»

Nachgefragt bei Prof. Dr. Tove Larsen, Eawag

Was geschieht genau mit dem Urin nach der Trennung? Wie soll der verwendet bzw. behandelt werden?

Die Idee, die effektiv dahintersteckt, ist, einen Dünger daraus zu machen. Damit das transportierbar wird, soll das Volumen minimiert werden. Hier auf dem Campus Empa-Eawag im Nest geht der gesammelte Urin natürlich direkt ins Labor, das ist ideal. Er wird hier ph-neutral gemacht, und es werden alle Bakterien, Hormone und Medikamentenrückstände entfernt. Aus dem Ammoniumnitrat wird dann das Wasser abdestilliert. Damit wird das Volumen um den Faktor 20 minimiert. Der Sinn dabei ist, das spiegelgleich auch in Mehrfamilienhäusern zu verwenden. Die Idee von Harald Gründl und EOOS ist genial; es handelt sich dabei um ein österreichisches Privatunternehmen, das dies aus eigenem Antrieb mit Unterstützung von Bill Gates und seiner Stiftung sowie in Zusammenarbeit mit uns gemacht hat. Es freut mich, dass Keramik Laufen bei sowas mitgemacht hat, das ist ganz toll. So etwas gibt es bis heute weltweit nicht.

Wenn das so viel bringt, wie kann man das fördern, soll der Staat da helfend wirken?

Ich denke, irgendwann auch die Behörden davon überzeugen zu können, dass sie mitmachen sollten. Man muss da gezielt vorgehen. Ich bin mir sicher: Am Schluss machen nur solche Toiletten Sinn. So könnten weltweit 120 Megatonnen Stickstoff pro Jahr für Kunstdünger eingespart werden.

Selbst in Fachkreisen ist die N-Thematik in dieser Hinsicht kaum ein grosses Thema. Was sollte unternommen werden, damit sich das ändert?

Deshalb waren wir wie Laufen zusammen mit der Empa an der Swissbau 2020 und hatten einen eigenen Stand. In Basel haben wir die Branche für das wichtige Thema sensibilisiert und umfassend informiert. Ich muss es nochmals betonen: Ich bin richtig begeistert von dem Laufen-WC und verspreche mir ganz viel davon.

Verkompliziert diese Technik nicht die bewährten Wege im Gewerbe und in der Anwendung?

Wir haben gute Erfahrungen damit gemacht, wie das ganze hier im Nest installiert ist. Ich glaube die Sanitärleute sind sehr lernfähig, und das Thema ist eigentlich keine Hexerei. Die Vuna-Technologie eignet sich zwar nur für Mehrfamilienhäuser, aber es wird international daran gearbeitet, Technologien zu entwickeln, die für MFH geeignet sind. Wichtig ist dabei, dass jemand regelmässig den konzentrierten bzw. eingedampften Urin abholt.