Toilet in natural cycle – How we return nutrients to the soil
Our vision is to make a better earth – quite literally. Because our “human output” contains valuable nutrients that we can return to the field as compost and fertilizer.
This creates a natural cycle: Field – plate – toilet – field. This recycling process reduces the use of synthetic fertilizers, improves the soil in the long term and protects our waters.
We all go to the toilet every day and leave behind about 75 kg of solids and 550 liters of urine per year.
That’s quite a lot.
There are two material streams in our toilets: the separately collected liquid urine and the solid mix that we collect under the toilet seat (from wood shavings, faeces, urine and toilet paper).
Urine preparation
Urine contains exactly the same substances that are contained in a standard plant fertilizer. Read more about this in this article on urine in permaculture by Beat Rölli. The three most important of these are nitrogen, phosphorus and potassium. Urine can therefore be used to make an excellent nutrient fertilizer. We explain how you can do this at home in your own garden here.
If larger quantities are collected commercially, this requires the stabilization of nitrogen to prevent ammonia from evaporating and the removal of drug residues. For urine, there is a process in Switzerland that has full fertilizer certification: the Vuna process. In the first step, microorganisms stabilize the urine. In the second step, a carbon filter cleans 100% of the impurities (this corresponds to a fourth purification stage in sewage treatment plants).
Unfortunately, such a system is NOT yet profitable for us. We supply Vuna in the Zurich area at irregular intervals. We are also researching alternative processes at other locations. Do you want to help us produce more fertilizer? Demand strengthens supply: You can order the fertilizer here.
Verwertung der Feststoffe
Unser Kot besteht zu grössten Teilen aus unverdaulichen Nahrungsbestandteilen, vorwiegend Ballaststoffen, Resten unserer Darmflora und Wasser. Er macht in unserem festen Stoffstrom aber nur etwa ein Zehntel aus. Der übrige Teil sind Einstreu, Urin und Toilettenpapier. Es gibt verschiedene Verwertungsverfahren: zum Beispiel Eingabe in Biogasanlagen, Verkohlung oder eben Kompostierung. Letztere birgt das grösste Potential für geschlossene Kreisläufe.
In der Kompostierung bauen Mikroorganismen die Eiweiss-, Zucker-, und Fettsäurereste ab. Wie das genau funktioniert, kannst du in diesem Auszug aus dem Ratgeber Grüngutverwertung des Kompostforum Schweiz im Detail nachlesen. Dabei entsteht Humuserde. Diese ist aufgrund der Dichte des Materials ein besonders guter Kohlenstoffspeicher. So gut, dass 0,04% Humusaufbau pro Jahr die globalen Emissionen kompensieren könnte (siehe die 4-Promille-Initiative). Humus mit kompostierten Fäkalien ist außerdem besonders nährstoffreich und kann als Grundlage von Terra Preta Substraten verwendet werden.
Die Weiterverwertung der gesammelten Haufen aus einer Komposttoilette im privaten Rahmen ist gut zu bewerkstelligen. Mensch braucht dafür nur etwas Platz und viel Geduld, denn für die Hygienisierung der Krankheitserreger in unserem Schiet braucht man entweder Zeit oder ausreichende Hitze. Hier erklären wir dir, worauf du bei der Kompostierung im Garten achten solltest.
Im grossen, gewerblichen Rahmen wird mit der klassischen Heissrotte gearbeitet. Das funktioniert auch für Inhalte aus Trockentoiletten. Wir hatten Glück, dass uns Verora und Bionika sehr früh mit ihrem System der gelenkten mikrobiellen Kompostierung bekannt gemacht haben. So konnten wir 2019 unsere ersten wissenschaftlichen Untersuchungen bei der Qualikomp in Emmen machen. Der Test wurde unterstützt von der Klimastiftung Schweiz und von der ETH Zürich und der EAWAG durchgeführt. Die Ergebnisse waren positiv.
Regulation as an obstacle
In practice, we find ourselves in a dilemma, because although we can collect your human output and process it safely as described above, there are no clear regulations on what can be done with the resulting products. The reason for this is that what we collect in the composting toilets is not explicitly regulated as waste or source material for fertilizer production – in other words, there is no legal pigeonhole into which the human output can be placed.
This is because sewage sludge should not be used in agriculture for good reasons: it contains various wastewater and therefore also a variety of pollutants, such as heavy metals. However, what we collect differs significantly from sewage sludge.
On the other hand, there are a number of reasons why the contents of dry toilets should be processed into fertilizer: the plant nutrients they contain, the much lower pollutant load, as there is no contamination from other wastewater in the first place – and in addition, degradation of the existing impurities in the treatment before the products are used as fertilizer, secured in the urine treatment and positive results from initial pilot tests for the composting process.
So what do we actually do? We recycle as much and as high quality as we can: Composting before biogas or pellets before thermal utilization. We look for the best solution for each location.
To address this inadequate situation, we are working with many other stakeholders in the VaLoo and NetSan networks for explicit and enabling regulation! This is the only way we can unlock the value and safety of products made from processed human excreta!
You can find out more about our commitment and how we implement our ecological and social responsibility here.
