Stickstoffkonservierung im Urin durch Photofermentation

[Schinus]

Guten morgen Jonas,
langsam erschließt sich mir das, was ich mal in der Berufsschule gelernt habe, dank deiner Erklärungen. Vielen Dank dafür. Oft dauert es eben, bis man was kapiert. So. Also, Kompost Tumbler. Du hast aber nicht vor, mit deiner Version der Kompost Tonne die Abwärme über einen Pufferspeicher zu führen, sondern direkt den Raum damit zu heizen? Da stellen sich für mich allerdings gleich mehrere Fragen. Zum Einen dauert die Heißrotte des Kompostes ja nicht ewig. Also am Beispiel der kompakten Tonne dieser schwedischen Firma würde ich mal vermuten vielleicht zwei oder drei Tage? In dieser Zeit findet große Wärmeentwicklung (ich hab gelernt im Kompostkern etwa 75Grad) statt. Da könnte man mit dem Kompost im Glashaus heizen, vergleichbar vielleicht mit einem Holzofen, der dort Wärme erzeugt, solange Holz brennt. Danach muss man nachlegen. Nun aber eine sehr praktische Frage: Wie bringe ich diese punktuell entstehende Wärme über eine Gewächshausfläche von sagen wir mal 200qm? Das wäre doch nur möglich mit einem Gebläse oder einem Wärmetauscher. Mit einem elektrisch betriebenen Ventilator als Gebläse wiederum dürfte die Komposttonne aber nicht isoliert sein, oder? Sonst kann die Wärme ja nur sehr begrenzt nach außen entweichen. Also je heißer die Tonnenwand umso wärmere Luft kann das Gebläse ins Haus blasen, wenn der Ventilator direkt auf die Tonne gerichtet ist. Das sähe ich als die technisch einfachste Lösung. Damit kann man den Ventilator temperaturgesteuert laufen lassen und den Rest macht dann die normale Regelheizung. Wie gesagt, bei größeren Gewächshausflächen. Oder aber es ist irgendwie möglich, ins innere der drehenden Tonne (vermutlich in der Achse) eine Kupferleitung einzubinden, durch die man Wasser schickt, das sich da drin aufheizt und diese Wärme an einen Pufferspeicher abgibt. Das könnte eine Kachelwand in einer Sitzecke sein oder eine Sitzbank aus Stein oder sowas. Dann stünde die Komposttonne auf dem Balkon oder Terrasse, die Leitung führt von draußen nach drinnen und macht Wärme in einer Sitzecke, wenn genügend Kompost zusammengetragen wurde. Eine sehr schöne Vorstellung. Also wenn du da mal was anzubieten hast, dann würde mich das wie gesagt interessieren.
Herzliche Grüße
Thomas

[Jonas Léchot]

Hallo Thomas,
das mit dem Wärmetausch ist noch nicht gelöst. Vermutlich gibt es einen optimalen Tumblerdurchmesser, die Länge jedoch kann man beliebig variieren. D.h. wenn man viel Wärme braucht, baut man einen längeren Tumbler, allenfalls mehrere aneinander gereihte Tumbler. Für den Wärmeauslass ist wohl die beste Methode täglich, oder halbtäglich den Tumbler zu drehen und dann die Wärme aus dem Luftraum im Tumbler rauszulassen. Die Dauer respektive Intensität der Heissrotte hängt vermutlich von der Kohlenstoffquelle und Partikelgrösse ab. Je feiner die Partikel und je weniger "holzig" desto schneller dürfe der Prozess ablaufen. Ich denke dass man eine Ladung bestimmt eine Woche auf voller Temperatur halten kann. Sobald die Temperatur sinkt, wird die Charge ausgewechselt und der sich abkühlende Kompost den Würmern verfüttert.
Die isolation ist wichtig um den Kompostierprozess bestmöglich ablaufen zu lassen. Kalte Regionen in einer Heissrotte sind ziemlich ineffizient bezüglich Hygienisierung aber auch Geschwindigkeit und somit Effizienz. Da ich vor habe die Wärme schubweise nach jedem Drehen über die Öffnung rauszulassen braucht es kein Wärmetauschsystem mit Metallleitungen. Das dürfte meiner Meinung nach relativ schwierig sein, den Wasserfluss (also der Wärmeabtrag) durch die Wärmetauschleitungen zu kontrollieren. Diese würden wiederum kalte Regionen im Kompost schaffen.
Intuitiv ist der beste Wärmetausch aus einem Kompost durch gute Durchmischung und somit totalen Luft-Austausch gewährleistet. So gibt es kaum ungleiche Temperaturverteilungen.

Herzliche Grüsse
Jonas

[Schinus]

Hallo Jonas,
das mit dem Wärmetauscher und dem damit verbundenen unkontrollierten Energieabtrag stimmt natürlich. Andererseits, wenn zweimal täglich (beim drehen) warme Luft entweicht, kann man die ja auch nicht unbedingt in diesem Moment als Heizungsluft benötigen. Trotzdem wäre dies eine Variante, wo der Mensch dem Rhythmus der Natur folgt und nicht umgekehrt. Soll heißen, der natürliche Vorgang einer Heißrotte wird vom Menschen zwar als Abwärme dankbar genutzt, aber nicht durch technische Veränderungen der Rottetemperatur beeinflusst. Insofern ist deine Überlegung die Schlüssigste. Ich hoffe, du berichtest weiter über deine Ergebnisse, die du mit deinen Erfahrungen machst?
Ich hab gestern abend noch ein neues Thema angefangen, hast vielleicht gesehen. Deine Erklärung über Harnstoff im Urin hat mich drauf gebracht. Neues Thema deshalb, weil ich denke dass dies eigentlich eine allgemein interessante Frage sein müsste. Auch im Hinblick darauf, was wir Menschen im Grunde für "innere Schätze" mit uns rumschleppen und unbedacht in teuren Kanalnetzen verschwinden lassen. Ich hoffe, du magst dich auch an diesem Thema beteiligen?
Herzliche Grüße
Thomas

[Jonas Léchot]

Hallo Thomas,

mir ist noch was in den Sinn bezüglich Wärmetausch gekommen. Die Wärme die aus dem Kompost beim Entlüften entweicht ist primär im Wasserdampf gespeichert. Den Wasserdampf könnte man gegen einen Wärmetauscher (Wasserleitung) lassen und das Kondenswasser in einen Behälter abtropfen lassen. Dieses Kondenswasser wird dann wiederum verwendet, um den Urin zu verdünnen. In diesem Fall geht auch die Wärme nicht über einen Kamin oder so verloren, da das Meiste an Wärme an die Wasserleitung abgegeben wurde und das Kondenswasser dann wieder in den Kompost gelangt. Für ausreichenden Gaswechsel (CO2-Abfuhr, O2-Einfur) müsste man noch eine effiziente Methode finden.
Der Tumbler ist jetzt im Bau, die Isolierplatten aus Styropor habe ich fast fertig geschnitten. Bald gibts ein paar Bilder dazu.

Herzliche Grüsse,
Jonas

[Schinus]

Hallo Jonas,
deine Idee hört sich nach einer technischen Tüftelei an. Glaubst du, dass diese Wärmeausbeute soviel Wasserdampf abwirft, dass auf diese Weise nennenswerte Kondenswasser Mengen auftreten? Dieses Kondenswasser ansich müsste doch eigentlich angereichert sein mit Mineralstoffen, zumindest mit Spuren davon. Das alleine würde doch einen gewissen Düngeeffekt geben müssen, oder nicht? Auf deine Fotos bin ich mal gespannt. Meine Idee, die Pflanzen in meiner Gärtnerei mit Urin als Nährstoffquelle zu versorgen ist in Mengen gesprochen vermutlich ein etwas größeres Unterfangen. Aber umso lohnenswerter drüber nachzudenken. Ein Beispiel: Ich arbeite mit einem Düngermischer, der mit Hilfe eines Kolbens den flüssigen Dünger in die Wasserleitung saugt. Wie in diesem Gerät die Dosierung technisch geschieht, kann ich nicht genau erklären, aber ich gebe von den "technischen Nährsalzen" zwischen 2-5g/Liter Wasser dazu. Hierfür richte ich eine Stammlösung von 25% her und stelle die Dosierskala am Düngermischer irgendwo zwischen 0,5 und 2% ein. Auf diese Weise laufen Jahr für Jahr etwa 100 bis 150 Kilo fertig gemischte Mehrnährstoffdüngersalze durch den Mischer in meine Pflanzen. Wenn ich Urin als Ersatz nehmen könnte, dann würde das aber auch bedeuten, dass ich davon mehrere hundert Liter davon bräuchte. Die herzubringen ist das Eine, die übers Jahr zu lagern das Andere. Und was die Wirkung betrifft, so weiß ich nicht, wie die Nährstoffe im Urin zusammengesetzt sind, zumindest was N-P-K und vielleicht noch ein paar Spurennährelemente betrifft. Bei einem handelsüblichen Dünger stehts ja immer drauf. 15-10-15, so in dieser Größenordnung. Also N ist dann in diesem Beispiel mit 15% Anteilen vertreten. Übrigens hab ich am 16. Dezember von mir und meiner Freundin 2 Liter Urin gesammelt und den bis heute stehen lassen. In einem lichtdurchlässigen Kunststoffeimer in einem Glashaus, wo es nachts +3 Grad hat und Tagsüber max. +18 Grad. Der Eimer ist luftdicht verschließbar und wurde in der Zeit von mir ca. 3-5mal geöffnet. Bisher kann ich keinen Ammoniak Geruch ausmachen. Es riecht eher leicht säuerlich, aber nicht unangenehm. Der Urin scheint etwas dunkler geworden zu sein und hat sich eingetrübt. Aber wie gesagt, ein Ammoniak. Wenn ich einen deiner Beiträge aber recht verstanden habe, dann kann man Urin nicht einfach lagern, ohne dass es zu einer Ammoniak Bildung kommt. Ist das in Verbindung mit Luft zu sehen? Vielleicht kannst du mir da noch weiter helfen?
Herzliche Grüße
Thomas

[Jonas Léchot]

Hallo Thomas,

Urin ist in der Niere und im Harnleiter noch steril. Beim Austreten jedoch kommt er in der Regel in Kontakt mit nicht sterilen Körperteilen. Dort beginnt das Problem und sich mit 70% Alkohol dort zu waschen will vermutlich niemand… Urin enthält sehr viel Stickstoff, Phosphat geht ca. zu 50% über den Kot hinaus und ich vermute dass der Anteil der anderen Elemente, besonders Natrium extrem davon abhängen, was eine Person zu sich nimmt. Ich würde Urin einer Person, die viele Pommes und Chips und allgemein relativ Salzig isst nur mit Vorsicht verwenden. Pflanzen könnten mit der Zeit dann Salztoxizitätssymptome aufweisen. Übrigens sind unsere Nieren bestens auf eine Salzarme Diät angepasst. Die meiste Zeit in der Evolution des Menschen war Salz eine sehr seltene Angelegenheit (ausser am Meer), und alles was selten und knapp ist kann der Mensch gut vor dem Ausschwemmen zurückhalten. Genauso ist es heute auch mit der Energieeinlagerung in Form von Fett. Was also an Mikronährelementen (Eisen, Mangan, Bor, Magnesium, Calcium, Molybdän, etc.) so alles drin hat hängt zu einem grossen Teil mit der Ernährung zusammen. Dr. Jürgen Reckin hat ein paar Slides veröffentlicht, wo du gut sehen kannst was ungefähr mit dem Urin an Nährstoffen daherkommt. http://www.sswm.info/sites/default/file ... rition.pdf

Zur Nutzung von Urin als Flüssigdünger habe ich nochmals etwas nachgedacht. Die Lagerung von Urin ist besonders im Sommer problematisch bei den hohen Temperaturen. Harnstoffspaltung ist nämlich auch sehr Temperaturabhängig und funktioniert bei niedrigen Temperaturen wie sie im Winter üblich sind kaum. Im Sommer könnte man auf jeden Fall Urin direkt beim Bewässern einspeisen. Um jedoch im Winter genügend N für den Kompost zu haben gäbe es eventuell eine Variante, den Urin direkt in einem schwarzen Behälter an der Sonne zu kochen um ihn haltbar zu machen und ev. auch etwas einzudampfen um das Volumen zu vermindern.

Aus dem Heissrottekompost entweicht ganz schön viel Wasserdampf. Viele Leute haben im Sommer das Problem dass ihr Komposthaufen wahnsinnig viel Wasser braucht. Mir ist bewusst dass da auch noch die niedrige Luftfeuchtigkeit eine Rolle spiel. Trotzdem sollte beim Auslass des Dampfes viel Wasser entweichen, das dann jedoch wieder mit Urin gemischt in den Kompost gelangt. Die Menge an Wasserdampf ist zudem noch ein Mass für die Leistungsfähigkeit des Kompostes.
Das Kondenswasser enthält keine metallischen Mineralstoffe, allerhöchstens etwas gelöstes Ammoniak welches auch gasförmig ist. Beim destillieren von Wasser bleiben die Mineralsalze eben zurück und man erhält chemisch quasi reines Wasser.

Dass sich der Urin verfärbt und Ausfällungen entstehen ist normal, dass es jedoch nicht nach Ammoniak stinkt bei 18°C ist mir ein Rätsel. Vielleicht liegt es an den kalten Nachttemperaturen, die eventuell die Bakterien abtöten oder längerfristig inaktiv machen.

Herzliche Grüsse,

Jonas