Das Klo als Rohstoff-Quelle

von Christina Wetter-Nohl · 18. November 2016

Fäkalien sind ein vernachlässigter Rohstoff. Unternehmen arbeiten daran, Fäkalien nachhaltig als Phosphorquelle nutzbar zu machen.

Der Gang zur Toilette beginnt mit einem Bedürfnis und endet mit der Wasserspülung: Als Teil des Alltags wird er dabei meist nicht weiter beachtet. Dabei ist das, was aus uns Menschen und Tieren herauskommt, ein unterschätzter Rohstoff, aus dem Dünger, Medikamente und Energie gewonnen werden können.

Es war einmal das Abwasser

In deutschen und österreichischen Kläranlagen kommen im Regelfall alle Abwässer aus Haushalt und Straße zusammen: Toilettenwasser gemeinsam mit Urin, Kot und Toilettenpapier, Duschwasser, Küchenwasser sowie Regenwasser. Die Entwicklung des modernen Badezimmers hatte zur Folge, dass aus finanziellen und praktischen Gründen alle Abwässer in einem gemeinsamen Rohr landen. Dabei gibt es einen Unterschied zwischen dem Grauwasser aus Waschbecken oder Dusche, das keine Fäkalien enthält, und dem Schwarzwasser, bestehend aus allem, was die Toilette heruntergespült wird. Es ist in Vergessenheit geraten, dass das Trennen von Grauwasser und Schwarzwasser Sinn machen würde. Es spräche auch einiges dafür, das Schwarzwasser in Urin und Kot zu unterteilen und so der natürlichen Trennung Folge zu leisten. Denn das, was nach dem Klospülen, Duschen und Abwaschen kommt, ist ein langer Klärprozess unzähliger Kubikmeter Schmutzwasser – allein in Wien etwa 5 bis 18 Kubikmeter in der Sekunde. Feste Stoffe werden zunächst mit einem Rechen herausgezogen und danach verbrannt. In mehreren Stufen wird dann das Schmutzwasser im Belebtschlammbecken durch Bakterien gereinigt, bevor es wieder in die Gewässer geleitet wird. Doch die Unmengen an Schmutzwasser, die täglich diesen Prozess durchlaufen, könnten viel kleiner sein. Der erste Gedanke sollte die Vermeidung von Abwasser sein, doch es gibt noch mehr Ideen.

Gelber Dünger, Brauner Dünger

Das wohl bedeutendste Thema im Zusammenhang mit den Rohstoffen Urin und Kot ist die Erzeugung von Dünger. Das Prinzip ist seit Jahrhunderten bekannt und funktioniert durch unterschiedliche Verfahren. Ob als Hocktoilette oder Komposttoilette mit getrennten Sammelbehältern, dem Urinieren in einen Becher oder gegen einen Heuballen: Die primitivste Form der Düngergewinnung ist es, zunächst Urin und Kot zu trennen und reinen Urin als Dünger zu verwenden. Laut einem Projekt der schwedischen Universität Lund aus dem Jahr 2015 kann das gelbe Gold in drei Schritten verwertet werden und ist vor allem für arme Länder geeignet, die sich keine chemischen Dünger leisten können. Zunächst wird Urin gesammelt und dicht verschlossen. Wenn der Sammelbehälter voll ist, wird der Urin zwei Wochen gelagert, um Bakterien zu töten, die Krankheiten verursachen können. Danach kann er in Regenperioden pur und in Dürrezeiten mit Wasser verdünnt direkt auf die Felder aufgetragen werden.

Eine andere Möglichkeit zur Düngergewinnung ist es, Kot und Urin gemeinsam zu sammeln und nach erfolgtem Toilettengang in einer Komposttoilette mit Spänen zu bestreuen, damit der Dung nicht zu nass wird und zu Kompost werden kann. Sofern es sich nicht um eine Gartentoilette handelt, wird es jedoch in Deutschland und Österreich zu Bewilligungsschwierigkeiten kommen, eine Komposttoilette im Haus einzubauen. Im städtischen Bereich entspricht der aus Fäkalien gewonnene Dünger nämlich möglicherweise nicht unseren Hygienestandards, weil er zum Beispiel mit Antibiotika verseucht ist. Durch den natürlichen Kreislauf würden die schädlichen Stoffe dann in das Grundwasser oder über essbare Pflanzen wieder zum Menschen zurückgelangen.

Phosphorquelle Urin

Dass Fäkalien als Dünger so interessant und wertvoll sind, liegt nicht zuletzt am darin enthaltenen Phosphor. Der Mineralstoff ist essentiell für das Wachstum von Pflanzen und nur in begrenzter Menge auf der Welt vorhanden. Das Geschäft mit Phosphor boomt und die Geschwindigkeit, mit der die natürlichen Phosphorvorkommen, die größtenteils in Nordafrika und China liegen, ausgebeutet werden, ist alarmierend. Dabei scheidet ein Mensch pro Tag 1,7 Gramm Phosphor aus, davon 60% im Urin. Um also ein nachhaltiges Vorkommen von Phosphor zu gewährleisten, könnten Fäkalien auf unterschiedliche Arten zur Phosphorgewinnung verwendet werden. Aus Abwasser in Kläranlagen Phosphor zu extrahieren, ist nicht sinnvoll, da die Bakterien, die den Klärschlamm bilden, neben Stickstoff und Kohlenstoff auch ausreichend Phosphor benötigen, um das Wasser aufzubereiten und sich vermehren zu können. Eine funktionierende, aber aufwendige Methode, die vom holländischen Unternehmen GMB praktiziert wird, ist das Vermengen von Urin und Magnesium, um daraus Struvit zu gewinnen. Struvit ist jedoch weniger wasserlöslich als Phosphor aus dem Rohabbau und die Ausbeute nach dem aufwendigen Prozess gering. Aus 1.000 Litern Urin lassen sich etwa 3 Kilogramm Struvit herstellen. In der Forschung ist man jedoch stark darum bemüht, wirtschaftliche Alternativen zur Gewinnung von Phosphor zu finden – es wird beispielsweise mit Urin und Algen experimentiert – denn Phosphor ist für die Sicherung der Menschheit unabdingbar. Phosphorgewinnung aus Urin: Definitiv ein Zukunftsthema.

Düngermittel Klärschlammasche

Klärschlamm selbst kann auch als Düngemittel eingesetzt werden, wie das ebenfalls niederländische Unternehmen SNB beweist. Da er in rohem Zustand jedoch zu viele schädliche Stoffe enthält, muss Klärschlamm zunächst verbrannt werden, um in Form von Klärschlammasche als Düngemittel zum Einsatz zu kommen. Weil aber selbst nach dem Aufheizen auf 950° C immer noch Schwermetalle, Hormone, Antibiotika und Bakterien darin vorhanden sind, darf Klärschlammasche nur in kleinen Mengen verwendet werden, um Umwelt und Gesundheit nicht zu belasten.

Ob als Klärschlamm, purer Urin oder als Fäkaliengemisch: Die Hauptproblematik bei der Gewinnung von Dünger aus Urin und Kot in urbanem Raum liegt neben wirtschaftlichen Faktoren vor allem an der Verunreinigung durch schwer zersetzbare schädliche Substanzen, die eine Gefahr für Umwelt und Gesundheit darstellen. Ein Jahrtausende alter Dünger ist so zum Problemstoff geworden.

Urin für die Gesundheit

Dass Urin jedoch auch zur Gesundheitsförderung eingesetzt werden kann, ist vielleicht der älteren Generationen oder von Reisen nach China bekannt, wo Eier, die in Kinderurin gekocht wurden, eine Delikatesse sind. Auch wenn sich die Wirkung nicht beweisen lässt, ist die Urintherapie ein verbreiteter Volksglaube. Urin wird als Allheilmittel bei Infektionen, bei Verletzungen oder Schmerzen eingesetzt, genauso wie in der Kosmetik zur Verbesserung des Hautbildes zum Beispiel. Tatsächlich enthalten auch einige Medikamente und Kosmetikprodukte Stoffe, die zum Beispiel aus dem Urin von Kamelen gewonnen werden.

Darüber hinaus ist in der Wissenschaft auch die Gewinnung von Stammzellen aus Urin ein hoffnungstragender Forschungsbereich. Täglich stößt ein Mensch 7.000 intakte Zellen aus, aus denen Stammzellen gewonnen werden können. In weiterer Folge sollen diese in spezifische Zellen wie Hirnzellen oder Nierenzellen umgewandelt und bei Krankheit durch geschädigte Zellen ausgetauscht werden können. Nicht zuletzt ist Urin auch ein geeignetes Mittel, um Krankheiten, Schwangerschaft oder seelische Zustände zu diagnostizieren. Mitunter gilt Urin sogar als flüssiger Fingerabdruck.

Gelbes Gold für grüne Energie

Mit dem gelben Gold kann aber auch durch unterschiedliche Verfahren grüne Energie produziert werden. Der britischer Forscher Ioannis Ieropoulos präsentierte im Jahr 2015 eine Toilette, die aus Urin mit Hilfe von mikrobiellen Brennstoffzellen Strom erzeugt, um Licht in der Toilette zu generieren. Eine weitere Überlegung ist es, aus Urin Wasserstoff zu extrahieren und damit zum Beispiel Autos anzutreiben. Auch die Wärme der körpereigenen Flüssigkeiten könnte zum Heizen eingesetzt oder in Energie umgewandelt werden.

Das letzte Wörtchen

Ob Burger-Fleisch aus Kot, Kunststoffe oder Kunstwerke (wie Andy Warhols Piss Paintings), die Liste von Dingen, die noch aus Urin und Kot entstehen können, ist endlos lang, aber nicht immer sinnvoll oder wirtschaftlich. Als Dünger, zur Gesundheitsförderung und als Energiemittel haben Kot und vor allem Urin aber sehr wohl Potenzial. Und es wäre doch schon, wenn das Nutzen dieses Potenzials damit beginnt, beim nächsten Toilettenspülen ein bisschen weiterzudenken.

Zum Welt-Toiletten-Tag im vergangenen Jahr haben wir uns mit WC-Blogger Markus gruber unterhalten, und zwar hier.