Å se disse ressursene i sammenheng kan løse flere av dagens miljøproblemer og bidra til å bremse klimaendringene.
Når vi vet at 20-40 % av vannforbruket i byer med fungerende kloakksystem brukes for å flushe toaletter, er det grunn til å spørre seg: Kan vi redusere vannforbruket til en tiendel uten å ofre komfort?
Nåsituasjonen er slik at både energi, mat og vann importeres til byer utenfra – og kommer ut igjen som avfall og forurensning.
- Vi vil lansere en visjon for en bærekraftig grønn by hvor energi, mat og vann går inn i et lokalt kretsløp. Systemet vi presenterer kan løse en rekke av dagens miljøproblemer, sier professorene Arve Heistad og Petter Jenssen.
Trøbbel nå
- Klimaendringene har skapt kraftigere regnskyll og større fare for flom.
- Den måten mat produseres på i dag, med mye kunstgjødsel, bidrar til å bruke opp den ikke-fornybare ressursen fosfor og til å skylle ut for mye nitrogen der det ikke hører hjemme slik at vassdrag gror igjen for eksempel.
- Bruk av olje til drivstoff vet vi bidrar til å akselerere klimaendringene.
- De lange vann- og kloakkrør i Norge er i dårlig forfatning og lekker, noe som vil ta mange tiår å reparere. I enkelte tilfeller kan kloakkvann sive inn i drikkevannsrør og føre til sykdom.
- Vannbransjen er storforbruker av energi.
- Norge må redusere utslippene fra avløpssektoren, både fra sentrale renseanlegg med tilhørende ledningsnett, og fra renseanlegg i spredt bebyggelse, og vi må samtidig redusere utslippene fra landbruket. Det vil kreve betydelig innsats i årene som kommer for å nå nasjonale og internasjonale mål om miljøkvalitet i vannforekomstene, sier professor Arve Heistad. Han er en av NMBUs fremste eksperter på løsninger for vannforsyning.
Problemene kan løses ved å bygge om til mer lokale kretsløp for vann, kloakk og matavfall samtidig som urbant landbruk kan få tilført næringsstoffer og vann gjennom en kildeseparert avløpsløsning.
(Artikkelen fortsetter under animasjonsvideoen)
Norge er på glid
Heistad mener at mens man har snakket om avløpsvann i et ressursperspektiv i 30 år, har de tunge aktørene i Norge først nå kommet ordentlig i gang med innovasjon innen feltet. Selv om forskningsmiljøet på Ås var veldig tidlig ute med å omtale fosfor i avløpsvann som ressurs, har Norge, med noen hederlige unntak, lykkes dårlig i konkurransen med europeiske land med å fremskaffe konkurransedyktig miljøteknologi.
– Det har tatt tretti år fra professor Petter D. Jenssen i Ås-miljøet pekte på disse utfordringene i et globalt perspektiv, men nå er mye på gang også her hjemme:
– Bransjeorganisasjonen Norsk Vann har iverksatt et to-årig prosjekt for koordinering av vannbransjens teknologiutviklingsarbeid. Folkehelseinstituttet har utredet et program for teknologiutvikling i vannbransjen og Petter Jenssen har søkt og fått én million kroner til å opprette et Forum for sirkulær økonomi i norsk avløpsbehandling.
Kretsløp som i naturen
I stedet for ett rør ut av huset, har man to. Det ene avløpet er et klosettavløp for svartvann, og det andre tar unna gråvannet, som utgjør mer enn 80 prosent (mer enn 90 med vakuumtoalett), fra dusj, vaskemaskin og så videre. Gråvannet kan blant annet gjenbrukes til å spyle ned i toalettet etter enkel rensing. Se animasjonsvideo som forklarer systemet.
– Gråvannet er relativt ufarlig, men svartvannet må behandles for å bli kvitt smittestoffer og organisk stoff, og for å kunne fange opp næringsstoffene. Ca. 90 prosent av næringsstoffene følger klosettløypa. Det samme gjør halvparten av energien og 99,9 prosent av smittestoffene. Med et eget klosettavløp blir det et mindre volum og lettere å oppkonsentrere og ta vare på næringsstoffene..
Ved bruk av lavtspylende toaletter, for eksempel vakuumtoaletter med kvern, blir vannforbruket redusert og næringsstoffene tilgjengelig i mer konsentrert form.
Når det gjelder gjenbruk av svartvann har det ikke vært noen kommersiell løsning tilgjengelig tidligere. Doktorgradsstipendiat ved NMBU Melesse Eshetu Moges fra Etiopia, har imidlertid funnet en metode. Sammen med Ecomotive og professor Rune Bakke ved Universitetet i Sørøst-Norge har han utviklet en reaktor for behandling av klosettavløp.
I laboratoriet ledes svartvannet inn i en bioraktor:
– I løpet av tre døgn omdannes åtti prosent av karbonet om til biogass, som kan brukes til for eksempelvis drivstoff. Målet er ikke bare biogassen, men å gjøre næringsstoffene tilgjengelig i flytende form for lokal matproduksjon. Vannet som kommer ut av reaktoren krever videre behandling, og etter filtrering får du til slutt en klar, blank væske – en flytende gjødsel rik på næringsstoffer.
Mat i et urbant kretsløp
Videre kan både renset gråvann og næring fra svartvann brukes til matproduksjon – og da gjerne i eller nær samme bygg som det er renset.
Dyrking i etasjer med hydroponiske systemer uten jord er allerede velprøvd og utbredt, og med LED-lys, sensorteknologi og robotisering er det mulig å få store avlinger på utradisjonelle steder.
Ifølge Jenssen er jordbruk i byen nødvendig mange steder i verden.
– I for eksempel Havana på Cuba er ca 60 prosent av salaten som konsumeres i byen faktisk produsert i byen, sier Jenssen.
Systemet finnes
– Allerede i 1997 ble det bygget studentboliger på Ås med vakuumtoaletter og gråvannsrensing, opplyser Jenssen.
1997 ble et kretsløpbasert behandlingssystem bygget for 48 studentboliger på Ås. Systemet reduserer vannforbruket med 30 prosent og lager plantegjødsel fra avløp og organisk avfall.
– Siden da har vi videreutviklet konseptet og har nå et stort EU-prosjekt, SiEUGreen, hvor vi skal demonstrere resirkulering av næringsstoffer i form av både fast og flytende gjødsel og 90 prosent vannsparing, forteller han.
NMBU-professoren forteller at den norske forskningen med dette ligger helt i front.
- Det er mye spennende som skjer på dette området også i Tyskland, men ingen vil gå så langt som i Fredrikstad når det gjelder å utnytte ressursene, fastslår han.
Trenger insentiver
Selv om det har vært arbeidet med økologiske systemer av denne typen i mange år, er det likevel ikke veldig utbredt. Det tror Jenssen først og fremst skyldes at vi har å gjøre med en veldig konservativ bransje. Samtidig tror han noe er i ferd med å løsne.
- Nå er tiden inne for å tenke nytt. Det skjer ting internasjonalt. Nå er det på høy tid å gjøre endringer, mener han.
Han tror likevel det kommer til å ta tid før slike systemer blir allment utbredt. Det er veldig opp til myndighetene som har muligheter til å stimulere ved å gi insentiver, slik man for eksempel har gjort med elbiler.
To be continued
I neste runde vil forskerne se på andre stoffer fra blant annet medisinrester, kosmetikk og husholdningskjemikalier.
– Dette gir oss en del problemstillinger som er krevende, men det vil samtidig gi oss raske indikasjoner på hvilke potensielle helse- og miljøutfordringer de neste generasjonene vil møte i det store vannkretsløpet. Det gir en dobbel verdi av å jobbe med dette som system. Noe av dette vil kreve teknisk innovasjon, mens andre deler griper direkte inn i vårt levesett og vil kreve nytenking rundt lovgiving og forvaltning, avslutter Heistad.