Många avfall, speciellt toalettavfall och djurgödsel, kan förutom resurser, i form av växtnäring och organiskt material, innehålla sjukdomsalstrande mikroorganismer (patogener). De resurser som ska återföras behöver vara därför vara hygieniserade, dvs patogenerna måste ha blivit inaktiverade eller dödade, för att kretsloppen ska vara säkra för människa, djur och miljö. För att fastställa till vilken grad materialet behöver hygieniseras använder vi kvantitativ mikrobiell riskvärdering (QMRA).
Vi fokuserar på hygieniserande behandlingar som resulterar i gödselprodukter med hög kvalitet för slutanvändaren. Av denna anledning arbetar vi främst med lösningar för källsorterade fraktioner och verkar till exempel för sanitetslösningar där resurserna i avloppet inte späds ut med stora mängder spolvatten. Att hålla fraktionerna ”outspädda” minskar även smittrisker under hantering, transport och behandling. Behandlingar som inte uppnår tillräckligt hög reduktion/inaktivering av patogener kan ändå vara fördelaktiga då de tex ger volymreduktion. De kan även kombineras med en hygieniserande efterbehandling och därmed kan ett gott smittskydd nås sett över hela hanteringsledet.
Vi studerar behandlings- och hygieniseringsmetoder där man kan skatta avdödningen av patogener från lätt mätbara processparametrar, som temperatur och pH, så att dessa parametrar kan användas för att säkerställa hygieniseringsprocessen (Fidjeland et al., 2015). Vår forskning ska kunna tillämpas såväl i Sverige som globalt och därför studerar vi avdödningen av många olika patogener, såsom tåliga parasitägg (ascaris) (Nordin et al., 2009a), virus (Emmoth et al., 2011; Magri et al., 2015) och olika bakterier, bland annat salmonella.
Vi arbetar med hygieniseringsmetoder som baserar sig på olika behandlingsprinciper/faktorer såsom ammoniak, torkning, högt pH och värme/kompostering. Hygienisering med ammoniak är en tillförlitlig metod och principen är densamma som när källsorterad urin själv-hygieniserar under lagring (Vinnerås et al., 2008). För material med låga ammoniakkoncentrationer kan ammoniakhalten höjas, vilket även höjer näringsvärdet på det behandlade materialet (Nordin et al., 2009b; Nordin et al., 2015). Ammoniakbehandling används av flera kommuner för källsorterat toalettvatten (Nordin & Vinneras, 2015) och rekommenderas av jordbruksverket för behandling av salmonellasmittad gödsel (Ottoson et al., 2006).
Torkning som behandlingsmetod har fördelen att volymen på det behandlade materialet minskar och att näringsämnen koncentreras vilket förenklar transport och gödsling. Denna metod är mycket fördelaktig för källsorterad urin men kräver då att den enzymatiska nedbrytningen av urea stoppas i ett tidigt skede (Senecal & Vinnerås, 2017). Detta innebär dock att det inte bildas någon ammoniak utan det är den låga fukthalten som leder till avdödning av sjukdomsalstrande mikroorganismer.
Emmoth, E., Ottoson, J., Albihn, A., Belak, S., Vinneras, B. 2011. Ammonia Disinfection of Hatchery Waste for Elimination of Single-Stranded RNA Viruses. Appl. Environ. Microbiol., 77(12), 3960-3966.
Fidjeland, J., Nordin, A., Pecson, B.M., Nelson, K.L., Vinnerås, B. 2015. Modeling the inactivation of ascaris eggs as a function of ammonia concentration and temperature. Water Research, 83, 153-160.
Magri, M.E., Fidjeland, J., Jonsson, H., Albihn, A., Vinneras, B. 2015. Inactivation of adenovirus, reovirus and bacteriophages in fecal sludge by pH and ammonia. Sci Total Environ, 520, 213-21.
Nordin, A., Nyberg, K., Vinneras, B. 2009a. Inactivation of Ascaris Eggs in Source-Separated Urine and Feces by Ammonia at Ambient Temperatures. Appl. Environ. Microbiol., 75(3), 662-667.
Nordin, A., Ottoson, J.R., Vinnerås, B. 2009b. Sanitation of faeces from source-separating dry toilets using urea. Journal of Applied Microbiology, 107, 1579-1587.
Nordin, A.C., Olsson, J., Vinnerås, B. 2015. Urea for sanitisation of anaerobically digested, dewatered sewage sludge. Environmental Engineering Science, 32(2), 86-94.
Nordin, A.C., Vinneras, B. 2015. Sanitising black water by auto-thermal aerobic digestion (ATAD) combined with ammonia treatment. Water Sci Technol, 72(12), 2112-21.
Ottoson, J.R., Vinneras, B., Nordin, A. 2006. Salmonella reduction in manure by the addition of urea and ammonia. DIAS Report, Plant Production(No.123), 25-28.
Senecal, J., Vinnerås, B. 2017. Urea stabilisation and concentration for urine-diverting dry toilets: Urine dehydration in ash. Science of The Total Environment, 586, 650–657.
Vinnerås, B., Nordin, A., Niwagaba, C., Nyberg, K. 2008. Inactivation of bacteria and viruses in human urine depending on temperature and dilution rate. Water Research, 42(15), 4067-4074.