Ons eigen poep en pies kan onze wereld redden!

Afgelopen mei 2010 schreef ik een kort stukje over mijn bezoek aan Annechien. In het zelfde stukje met de prikkelende titel Nederland als groot agro-businesspark, schreef ik over het sluiten van de fosfaatkringloop en vooral het belang van de verwerking van ons eigen menselijke poep en plas. Het artikel Ik ga in Algen gaat eigenlijk ook over dit onderwerp (=fosfaatkringloop sluiten).

Op Foodlog verscheen eind mei van mijn hand het stuk met de titel "Zolang we poep en pies wegspoelen, hoeven we ook niet biologisch te eten". Vandaag krijg ik van Hendrik J. Kaput een link naar een artikel op Lowtech Magazine "Uw stoelgang kan de wereld redden", met een fantastisch historisch overzicht over dit onderwerp:

Uw stoelgang kan de wereld redden

Ieder van ons spoelt dagelijks, afhankelijk van de olieprijs, nietsvermoedend voor 1,5 euro tot 7 euro bodemverbeteraars door het toilet. Het zou een leuke bijverdienste kunnen zijn. In Azië waren de grote en kleine boodschap 4000 jaar lang belangrijke handelswaar. De Chinezen konden door het gebruik van menselijke mest in de landbouw een grote bevolking voeden zonder hun rivieren te vervuilen, terwijl de steden in het Middeleeuwse Europa veranderden in open riolen.

Eind negentiende eeuw werden ook bij ons systemen in gebruik genomen die gericht waren op de verzameling en het hergebruik van menselijke mest, maar ze raakten in de vergetelheid door de opmars van het spoeltoilet. Doorspoelen is makkelijk, maar het berooft landbouwgronden van essentiële voedingsstoffen en maakt de voedselvoorziening afhankelijk van fossiele brandstoffen. (foto)

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Auto’s, lange vliegreizen, vleesconsumptie, elektronische gadgets, gebotteld water: het zijn meestal de eerste zaken die in vraag worden gesteld als het over het verkleinen van onze ecologische voetafdruk gaat. Maar één van de grootste milieurampen voltrekt zich in onze badkamer. Het onschuldig ogende spoeltoilet of watercloset – algemeen beschouwd als een teken van beschaving – heeft een verrassend grote impact. Onze afhankelijkheid van het spoeltoilet zorgt niet alleen voor aanzienlijke milieuvervuiling, maar bedreigt zelfs de voedselvoorziening. Helaas is het watercloset ook één van de grootste milieutaboes: we praten veel liever over elektrische auto's dan over onze eigen afvalstoffen - die in feite geen afvalstoffen maar waardevolle grondstoffen zijn.

Natuurlijke kringloop

Het spoeltoilet doorbreekt een natuurlijke kringloop in de voedselvoorziening. Bij het kweken van gewassen worden voedingsstoffen aan de bodem onttrokken: kalium,stikstof en fosfaat zijn de belangrijkste. Gedurende het grootste deel van de menselijke geschiedenis werden die stoffen netjes aan de bodem terug gegeven. Net als andere dieren deponeerde de mens zijn afvalstoffen in de natuur, waar ze door bodemorganismen werden gerecycleerd. Maar naarmate we steeds talrijker werden en dicht op elkaar in grote steden gingen wonen, werd die methode steeds problematischer. 

Open riolen

Dat het spoeltoilet en de riolering als een teken van beschaving worden beschouwd, heeft alles te maken met de ellendige omstandigheden in Europa vanaf de Middeleeuwen tot het begin van de Industriële revolutie, toen de geconcentreerde en ongeorganiseerde verspreiding van menselijke uitwerpselen in het grondwater en in open riolen dodelijke ziektes zoals cholera en tyfus veroorzaakte. Mensen deden hun gevoeg op straat of leegden hun toiletemmers in slecht afgesloten beerputten of in de gracht (bij de rijken werkte dat 'systeem' sinds de Middeleeuwen zelfs automatisch - zie foto hieronder).

 

De kern van het sanitaire probleem was dat er geen scheiding bestond tussen de drinkwatervoorziening en de “voorzieningen” ten behoeve van ontlasting (en ander afval). Het spoeltoilet was echter maar één mogelijke technologische oplossing daarvoor, en helaas niet de beste. De oplossing van toen is het probleem van vandaag.

Kunstmest en zuiveringsstations

Vandaag geven we de essentiële scheikundige stoffen die de bodem vruchtbaar houden, niet meer terug. We spoelen ze door naar de zee. Dat levert drie problemen op. Ten eerste hebben we tonnen kunstmest nodig om de bodem vruchtbaar te houden. Van 1950 tot 1990 steeg de globale consumptie van kunstmest met duizend procent, van 14 miljoen ton tot 140 miljoen ton. In 2008 was dat 160 miljoen ton (cijfers FAO: 1 & 2). De groeiende wereldbevolking en de productie van biobrandstof beloven het gebruik van kunstmest nog verder de hoogte in te jagen. 

Ten tweede hoort er bij het spoeltoilet een kostelijke infrastructuur van rioolwaterzuiveringsstations (RWZI's): we kunnen immers niet zomaar onze afvalstoffen in rivieren en zeeën lozen, want dan gaan alle vissen (en badgasten) dood. Als er geen rioolwaterzuiveringsstations in werking zijn, en dat is helaas op nog veel plaatsen het geval, zorgt het spoeltoilet voor dode rivieren en ondrinkbaar water. 

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Het spoeltoilet verbruikt - onrechtstreeks - erg veel energie

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ten derde slokt het spoeltoilet een grote hoeveelheid zoet water op – drinkwater dat met veel moeite opgepompt en gezuiverd werd (en lang niet altijd hernieuwbaar is, zie het artikel "Fossiel water raakt op"). Ieder van ons verbruikt op deze manier gemiddeld 15.000 liter drinkwater per jaar.

In essentie verbruikt het spoeltoilet veel energie, en dat is het fundamentele probleem. Kunstmest wordt gemaakt met behulp van fossiele brandstoffen. De productie van 1 kilo stikstof vraagt 78 megajoule, vergelijkbaar met de ingebedde energie van een kilogram plastic. De productie van kunstmest is bovendien een toxisch proces. Ook het zuiveren van rioolwater kost veel energie: in Nederland zo'n 800.000 megawattuur per jaar, iets meer dan het totale verbruik van openbare verlichting (bron, pdf). Tot slot kost ook de productie van zoet water (gebruikt om door te spoelen) veel fossiele brandstoffen (zie het artikel "Water vreet energie, energie vreet water").

We weten allemaal dat fossiele brandstoffen uitgeput zullen raken, en dus is dit hele systeem op termijn onhoudbaar. Zonder fossiele brandstoffen ligt er geen eten meer op ons bord. Kalium en fosfaat zijn evenmin onuitputtelijk. Op kortere termijn dreigen stijgende olieprijzen zowel landbouw en waterzuivering steeds duurder te maken. Tenzij we natuurlijk onze dagelijkse boodschap ten gelde maken. 

Volgens onderzoekster Grietje Zeeman van de Universiteit Wageningen is alleen al de hoeveelheid nutriënten in de urine die één persoon per jaar produceert, voldoende om in de jaarlijkse graanconsumptie van diezelfde persoon te voorzien.Als we menselijke "afvalstoffen" consequent als meststof zouden inzetten, brengt een groeiende wereldbevolking dus ook een groeiende hoeveelheid meststoffen met zich mee. 

Chinese landbouw draaide op menselijke mest

“Toen in de zomer van 2008 de prijs voor een vat ruwe olie gestegen was tot 140 dollar mailde één van onze overzeese donateurs mij vanuit de Filipijnen dat de rijstbouwers in zijn dorp de kunstmest niet langer konden betalen”, vertelt Sietz Leeflang, initiatiefnemer van het ecologisch centrum "De Twaalf Ambachten" en al dertig jaar in de weer met rioolvervangende technieken. “Dat was voor mij het gepaste ogenblik om een boek tevoorschijn te halen dat ik eind jaren zeventig in handen kreeg: 'Farmers of forty centuries', het levenswerk van de Amerikaanse landbouwkundige en grondlegger van de bodemkunde F.H. King, gepubliceerd in 1911. Het is een verslag van een maandenlange studiereis door Japan, China en Korea. In één van de hoofdstukken [Hfd.9] beschrijft King het Chinese landbouwsysteem, dat 4000 jaar standhield dankzij het consequente gebruik van menselijke uitwerpselen als landbouwmest.”

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

In Japan betaalde je minder huur naarmate je de huiseigenaar meer uitwerpselen toezegde

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Begin twintigste eeuw stond het drinken van rivierwater in Europa of Noord-Amerika bijna gelijk aan zelfmoord, aangezien uitwerpselen ongezuiverd de grachten werden in gespoeld. Maar omstreeks diezelfde tijd kon je het water uit de grote Chinese rivieren drinken, zonder gevaar voor cholera of andere ziektes.

 

Menselijke mest werd, samen met ander organisch afval, met de grootste zorg en discipline ingezameld, gecomposteerd en over de akkers verspreid. De mest werd verzameld in terracotta kruiken van 250 tot 500 liter, die afgesloten werden vervoerd. Eén van die grote Chinese steden (Hankow-Wuchang-Hanyang) telde bijna 1,8 miljoen inwoners, samengepakt in een gebied met een diameter van 6,5 kilometer.

Stront als handelswaar

Sietz Leeflang: "Een stad als Sjanghai verhandelde en distribueerde via een speciaal aangelegd kanalennetwerk en met honderden vaartuigen [foto hieronder] de opbrengst van de toiletten van zijn inwoners, een handel die jaarlijks honderdduizenden dollars opbracht. Een Chinese zakenman betaalde in 1908 het niet geringe bedrag van 31.000 dollar om in een bepaald stadsdeel van Sjanghai jaarlijks 78.000 ton menselijke mest te mogen afvoeren naar de boeren op het platteland. Het was op het Chinese platteland niet ongewoon om langs de weg bordjes te zien hangen waarop voorbijgangers werden uitgenodigd om ter plaatse hun behoefte te doen: menselijke mest was veel geld waard. In Japan betaalde je minder huur naarmate je de huiseigenaar meer uitwerpselen toezegde."

 

Ten tijde van het bezoek van King werd in China (dat toen 400 miljoen inwoners telde) jaarlijks meer dan 182.000.000 ton menselijke mest ingezameld in dorpen en steden, waardoor 1.160.000 ton stikstof, 376.000 ton kalium en 150.000 ton fosfaat in de vorm van compost aan de landbouwgronden werd teruggegeven. Ook in Japan werd uitgebreid en consequent gebruik gemaakt van menselijke bodemverbeteraars. In 1908 werd er 23.850.295 ton opgehaald en op de velden gedeponeerd. Hoewel ook de Aziatische boeren in de loop van de twintigste eeuw in de greep kwamen van kunstmest - China is vandaag goed voor 28 procent van de consumptie van kunstmest - bleven sommige van deze ophalingsmethoden bestaan tot in de jaren veertig (Japan) en de jaren zestig (Singapore).

Sietz Leeflang: “King bracht een niet mis te verstane boodschap aan de boeren in zijn eigen land, een boodschap die helaas te laat kwam. In 1910 was stikstofbinding uit de lucht technisch mogelijk geworden. Dit betekende de doorbraak naar de massaproductie van kunstmest.”

Europa kopieert het idee, 19e eeuw

Het gebruik van menselijke uitwerpselen en urine als meststof gebeurde ook in sommige Europese landen, zij het voor een veel minder lange periode en op veel kleinere schaal. In de tweede helft van de negentiende eeuw begon het gezondheidsexperts te dagen dat dodelijke ziektes zoals cholera het gevolg waren van het drinken van met uitwerpselen besmet water. Tegelijkertijd kampte de landbouw door de snelgroeiende bevolking met een tekort aan mest – kunstmest bestond nog niet. Het besef groeide dat die twee problemen samen konden worden aangepakt, net zoals in China dus. Aangezien menselijke mest economisch waardevol was, zou de verkoop ervan de hele operatie (verzameling + bewerking) bovendien kunnen bekostigen, of zelfs winstgevend zijn.

Het tonnenstelsel

Het eerste systeem, dat in meerdere landen werd opgezet, was het zogenaamde tonnenstelsel (bron en meer informatie over het tonnenstelsel: 1 & 2). De stoelgang van de bewoners van een huis werd opgevangen in een ton die een paar keer per week door inzamelaars werd opgehaald (zie foto's hieronder, bron 1 en 2).

 

Het tonnenstelsel was op sommige plaatsen al eeuwen in gebruik: in Vlaanderen bestond het op verschillende plaatsen al sinds de 17e eeuw en het systeem moest wat betreft hygiëne en verwerking niet onderdoen voor dat van de Chinezen. In "Verslag van een reis door de Nederlanden" beschrijft Samuel Von Grouner in 1821 grote mestmagazijnen langs de Schelde, waar zowel fecaliën uit Nederland als uit Antwerpen per schip werden aangevoerd. Ook in Groningen werd buiten de stadsmuren al eeuwen compost gemaakt van menselijke mest. Dit gebeurde aanvankelijk louter omwille van de landbouwkundige waarde - de link tussen vervuild drinkwater en dodelijke ziektes was toen nog niet bekend.

 

Vanaf 1870 werd het tonnenstelsel op veel ruimere schaal geïntroduceerd. De menselijke mest en urine werden naar verzamelpunten buiten de stad gebracht, waar ze werd verwerkt tot compost voor gebruik in de landbouw. Het probleem was dat de ophaling lang niet altijd zo proper en gedisciplineerd gebeurde als in China, waar met afgesloten kruiken werd gewerkt. Er werd veel gemorst en de ophaling zorgde voor geuroverlast (illustratie hierboven, bron).

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Het tonnenstelsel zorgde voor geuroverlast maar was eenvoudig en goedkoop

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Voordeel was dat het systeem erg eenvoudig en goedkoop was, en makkelijk uit te breiden. In Nederland werd het systeem toegepast in grote steden zoals Arnhem (1871), Amsterdam (1876) en Rotterdam (1877), maar ook in veel kleinere steden en gemeenten zoals Delft (1870), Lemmer (1872), Drachten (1874), Alkmaar, Purmerend en Zaandaam (alle in 1881). Op sommige plaatsen hield het tonnenstelsel tot ver in de twintigste eeuw stand: in Zaandam werd het pas in 1979 opgeheven, in Alkmaar verdween de laatste ton pas in 1983 (bron).

Pneumatische riolering

Het tweede systeem dat in Nederland ingang vond, en vrijwel nergens anders, was bedacht door de Nederlander Charles Liernur (patent 1866, pdf). Zijn rioolstelsel was revolutionair en bijzonder gesofistikeerd (bronnen en meer informatie over het Liernurstelsel: 1, 2, 3 & 4).

Er waren een aantal opvallende gelijkenissen met ons huidige systeem: er werd gebruik gemaakt van een toiletpot en de ontlasting verdween onmiddellijk na deponering uit het zicht (illustratie hiernaast). Ze werd afgevoerd via een buizensysteem dat lijkt op de bestaande riolering. Het grote verschil was dat het Liernurstelsel de afvalstoffen niet wegspoelde met water, maar met behulp van atmosferische druk. Een gelijkaardig systeem wordt vandaag de dag toegepast in vliegtuigen en treinen.

In feite is het Liernurstelsel een mix van het tonnenstelsel en het moderne spoelstelsel. De toiletpotten waren via een stelsel van ondergrondse buizen verbonden met ondergrondse reservoirs (foto hieronder), geplaatst op een geregelde afstand van elkaar. In het deksel van die reservoirs zaten twee pijpen: één voor het trekken van het vacuüm, de andere voor het opzuigen van de ontlasting uit het reservoir. De kracht voor het vacuüm werd geleverd door locomobielen (mobiele stoommachines). De atmosferische druk was zo sterk dat ook ‘oude lompen, schoenen, lastige vliegen en zelfs stukken baksteen’ werden weggezogen.

Het vacuüm trekken gebeurde één keer per nacht, waarna de vracht meteen uit het reservoir in een tankwagen werd gepompt (illustratie hieronder). Eén tankwagen kon zo per uur de afvalstoffen van ongeveer 150 huizen verzamelen zonder de bewoners in hun nachtrust te storen. Het grote voordeel tegenover het tonnenstelsel was dat er niet in en rond de huizen met stront moest worden gesjouwd. De inzameling kon op een propere en relatief gecentraliseerde manier plaatsvinden. Het was de bedoeling dat het Liernurstelsel zou bestaan naast een rioolstelsel dat zorgde voor de afvoer van keukenwater en stormwater.

Liernurstelsel in Nederland

Slechts enkele Nederlandse steden werden uitgerust met het Liernurstelsel: Leiden in 1871, Amsterdam in 1872 en Dordrecht in 1874. Het ging aanvankelijk slechts om een paar duizend inwoners, maar met name in Amsterdam werd het systeem aanzienlijk uitgebreid.

Eind negentiende eeuw waren 90.000 Amsterdammers aangesloten op het Liernurstelsel, ongeveer 20 procent van de bevolking. Nog eens 20 procent van de inwoners werd aangesloten op een 'tijdelijk' Liernurstelsel, een vereenvoudigde vorm die werkte zonder vacuüm maar wel met collectieve ondergrondse reservoirs (ook 'tonnenstelsel met valpijpen' genoemd). 

Liernurstelsel in andere landen

Het Liernurstelsel werd ook op kleinere schaal ingevoerd in Praag (Tsjechië), Trouville sur Mer (Frankrijk), Hanau (Duitsland) en Stansted (Engeland). Het systeem in Trouville, geïnstalleerd in 1892, werkte tot in 1987 (bron, pdf). Liernur ontwikkelde ook plannen voor andere steden in Europa (Parijs, Berlijn, Stockholm, Munchen, Stuttgart en Zurich) en in de VS (Baltimore), maar die werden niet uitgevoerd.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Het pneumatische rioolsysteem van de Nederlander Charles Liernur was uniek in de wereld

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

De Nederlandse Gezondheidscommissie adviseerde in 1873 de algemene invoering van het Liernurstelsel en het systeem werd sinds het succes in Amsterdam in verschillende steden bestudeerd. Toch bleef een verdere uitbreiding uit. Er heerste algemene tevredenheid over de hygiënische resultaten, maar de inkomsten uit de mestverkoop bleken lager dan geraamd zodat er geen sluitende begroting werd bereikt. (bronnen en meer informatie over het Liernurstelsel: 1, 2, 3 & 4)

Het vergelijkbare Berlier-systeem in Parijs (illustratie hierboven) en het Shone-systeem in Engeland, die iets later werden ontwikkeld en op erg beperkte schaal werden ingezet, waren hetzelfde lot beschoren (bron).

Opkomst van het spoeltoilet

De doodsteek voor het Liernurstelsel (en voor het tonnenstelsel) was echter de opkomst van de waterleiding en het spoeltoilet. Terwijl in de jaren 1870 slechts enkele Nederlandse steden over een waterleiding beschikten, kwam daar vanaf 1880 verandering in. Steeds meer bewoners sloten een spoeltoilet aan op het Liernurstelsel, wat de ontlasting zodanig verdunde dat de landbouwkundige waarde te zeer daalde. Daarbij kwam de opmars van kunstmest, waarmee het tekort aan meststoffen in de landbouw was "opgelost".

Het Liernurstelsel was bovendien kwetsbaar voor een gebrek aan zelfdiscipline van de gebruikers: vaste afvalstoffen verstopten de smalle buizen, terwijl het spoelstelsel - dat toen al opgang maakte in andere Europese steden - veel meer kon verdragen. De bestaande stelsels hadden ook een relatief ingewikkelde logistiek nodig: tonnen, wagens, pompstations, stoommachines, opslagplaatsen, verkooppunten en heel wat personeel. Het spoelstelsel - waarvan de geschiedenis teruggaat tot de Romeinen - had daarentegen nauwelijks personeel nodig, en behalve de riool zelf ook geen verdere infrastructuur (zuivering van rioolwater is een relatief nieuw verschijnsel).

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Het spoeltoilet verdunt de afvalstoffen zodanig dat ze geen waarde meer hebben als meststof

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

De laatste Liernurstelsels in Nederland werden in het tweede decennium van de twintigste eeuw weer opgedoekt. In Amsterdam en Leiden functioneerde het systeem bijna 40 jaar. Ook de vroege composttoiletten, uitgevonden in 1860, moesten het al snel afleggen tegen de ogenschijnlijke properheid van het spoeltoilet.

Gemak gaat voor milieu

De verspreiding van de waterleiding was een goede zaak voor de volksgezondheid, maar het spoeltoilet – slechts één toepassing ervan – droeg van bij het begin de kiem van een milieuprobleem in zich. Even doorspoelen met water is zonder twijfel handig, maar in zekere zin betekende de opkomst van het spoelstelsel een terugkeer naar de situatie voor de komst van tonnenstelsel en Liernurstelsel. De uitwerpselen werden opnieuw op het oppervlaktewater geloosd, zij het niet in de onmiddellijke omgeving maar enkele kilometers verder. 

Tot in de jaren 1970 werd in sommige Nederlandse steden afvalwater rechtstreeks op het oppervlaktewater geloosd, zonder enige zuivering. In België loost vandaag meer dan 40 procent van de bevolking nog altijd ongezuiverd afvalwater (bron, pdf). Als het rioolwater wordt gezuiverd, blijft een gigantische hoeveelheid vervuild slib achter die gestort of verbrand moet worden. Rioolslib bevat bodemverbeteraars maar ook zware metalen en andere vervuiling omdat het vermengd is met ander afval, en is dus niet meer bruikbaar. In het geval van hevige regen of overstromingen, wanneer de riolen het water niet meer kunnen slikken, komt de inhoud van spoeltoiletten bovendien altijd ongezuiverd in de natuur (en in de stad) terecht.

Hoe moet het nu verder?

Zoals aan het begin van dit artikel werd gesteld, heeft het spoeltoilet op termijn geen toekomst. Het bestaat bij gratie van goedkope olie. Bovendien zorgt de vermenging met spoelwater ervoor dat de mest te zeer verdund wordt om nog gecomposteerd te kunnen worden en als bodemverbeteraar te dienen. We zullen dus iets anders moeten verzinnen. 

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

In België loost meer dan 40 procent van de bevolking nog altijd ongezuiverd afvalwater

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Net als op het eind van de negentiende eeuw zijn er slechts twee mogelijkheden. Ofwel een hedendaagse variant van het tonnenstelsel, waarbij de afvalstoffen aan huis worden opgehaald. Ofwel een hedendaagse variant van het Liernurstelsel, waarbij uitwerpselen en urine zonder het gebruik van water op een mechanische manier wordt ingezameld. Na compostering kunnen de afvalstoffen vervolgens in beide gevallen worden ingezet als meststof in de landbouw.

Compost- en scheidingstoiletten

Beide methoden kunnen dankzij de huidige stand van de technologie aanzienlijk worden verbeterd. Sietz Leeflang pleit voor een moderne variant van het tonnenstelsel. Zijn Nonolet (bouwplan), een verbeterde, verkleinde en goedkope versie van het composttoilet, geniet internationale faam (onder meer de BBC kwam eind 2008 langs).

Het toilet heeft geen water nodig en produceert geen stank ("non olet" = "stinkt niet"), maar vraagt wel een extra handeling van de gebruiker. Elke grote boodschap moet worden afgedekt met een paar papieren handdoekjes en vervolgens met een platte ronde stamper worden aangedrukt. De inhoud van het toilet ziet er dan ook uit als een groot pakket papier-maché.

Een modern tonnenstelsel bestaande uit Nonolets zou het interessante voordeel hebben dat er buitenshuis geen nieuwe infrastructuur voor nodig is. Als het Nonolet na gemiddeld enkele weken vol is, wordt de "vracht" simpelweg in de GFT-container gedeponeerd (of op de eigen composthoop gegooid).

Urine wordt automatisch gescheiden van ontlasting (omdat het simpelweg van het pakket papier-maché afloopt) en kan drie richtingen uit: naar het riool (geen optimale oplossing omdat zo een belangrijke bron van fosfaat verloren gaat), naar een plaatselijke helofytenfilter waar het door planten wordt gezuiverd, of naar een opslagtank die één keer per jaar wordt geleegd door een tankwagen. In het laatste geval is er wel extra logistiek nodig. Die bestaat al in verschillende woonwijken in Nederland waar gebruikt wordt gemaakt van het zogenaamde 'scheidingstoilet' - in feite het spiegelbeeld van de Nonolet, want in dat geval gaan de fecaliën via spoelwater naar het riool. Optimaal gezien worden zowel fecaliën als urine uit het riool gehouden, en liefst apart bewaard (de combinatie veroorzaakt stank).

Modern vacuümstelsel

De tweede mogelijkheid is een moderne uitvoering van het Liernurstelsel. Een verbeterde versie van het pneumatische systeem wordt sinds een jaar of 25 vrijwel algemeen ingezet in treinen en vliegtuigen. Ook in gebouwen en (in mindere mate) bij de constructie van nieuwbouwwijken vond het opnieuw een toepassing, beginnende in de jaren zestig en zeventig.

In de Verenigde Staten, het Verenigd Koninkrijk, Australië, Duitsland, de Malediven, Zuidelijk Afrika en het Midden Oosten zijn intussen honderden systemen in werking en in ontwikkeling (overzicht). In Duitsland zijn vele installaties in gebruik sinds de jaren zeventig (op de foto de vacuümpomp van een flatgebouw in Hannover, bron). De grootste installatie in Europa bevindt zich in Gerasdorf nabij Wenen in Oostenrijk. In Hong Kong en Venetië wordt het systeem in delen van de stad ingezet.

Vooral in het Midden-Oosten is de techniek momenteel in opmars, grotendeels omwille van de waterbesparende eigenschappen (moderne vacuümtoiletten gebruiken een kleine hoeveelheid water om het systeem proper te houden, maar die hoeveelheid is slechts een fractie van die gebruikt door een spoeltoilet - ongeveer 0,5 tot 1 liter per keer). Het reeds gebouwde palmeiland voor de kust van Dubai is uitgerust met een pneumatisch rioolsysteem dat 23.000 mensen bedient (met 40 km pijpen, 1050 reservoirs en één vacuümpomp). Vacuümriolen maken ook deel uit van Masdar, de ecologische stad in opbouw in de Verenigde Arabische Emiraten. Wat er precies met de ingezamelde ontlasting gaat gebeuren, is evenwel niet duidelijk.

Het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO) rust momenteel het nieuwe hoofdkwartier in Wageningen uit met vacuümtoiletten. De fecaliën worden omgezet in energie, de urine wordt omgezet in meststof.

Goedkoper

Beide systemen kunnen uiteraard, net als in de negentiende eeuw, naast elkaar worden gebruikt. Hoewel ze ook energie verbruiken (het tonnenstelsel voor de ophaling en het transport, het pneumatisch stelsel voor het vacuüm, het legen van de reservoirs en het transport), is hun totale energieverbruik een stuk kleiner dan dat van het bestaande spoelstelsel. De winst zit vooral in de energie die wordt bespaard voor rioolwaterzuivering en de productie van kunstmest. 

Een modern tonnenstelsel is zonder twijfel de goedkoopste optie. Er bestaat al een systeem van ophaling voor de vaste afvalstoffen (het GFT), en dus is er enkel een extra logistiek van tankwagens nodig voor de ophaling van de urine.

De installatie van een pneumatisch rioolstelsel is veel duurder, maar nog altijd ongeveer de helft goedkoper dan de aanleg van een traditioneel rioolstelsel. Een vacuümstelsel is ook sneller te installeren en makkelijker te onderhouden dan een spoelstelsel: het systeem bestaat uit veel smallere buizen die minder diep in de grond moeten worden gestopt - een smalle gleuf in het wegdek volstaat (zie foto, bron). Wellicht maakt een pneumatisch rioolstelsel ook meer kans om geaccepteerd te worden door verwende westerlingen dan een moderne toepassing van het "tonnenstelsel".

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

De financiële waarde van onze stoelgang kan alleen maar stijgen

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

In beide scenario's blijft het riool overigens bestaan, zij het enkel voor de afvoer van het water van wasmachine, douche, bad en wastafels ("grijswater"). Die afvalstroom bevat echter nauwelijks nutriënten en is ook minder vervuild, zodat er minder energie nodig is voor de zuivering ervan. Het onderhoud van twee naast elkaar bestaande systemen drijft natuurlijk de kosten op

Hoeveel geld spoelen wij door het toilet?

Volgens de cijfers die King verzamelde, produceert een volwassen mens per dag gemiddeld 1.135 gram uitwerpselen inclusief urine. Duizend kilogram hiervan bevatte (in het China van honderd jaar geleden) 6,35 kilogram stikstof, 2 kilogram kalium en 0,85 kilogram fosfor. Eén miljoen Chinezen zijn dan per jaar goed voor 415.000 ton meststoffen, inclusief 2.608 ton stikstof, 821 ton kalium en 350 ton fosfaat. King schrijft verder dat er in diezelfde tijd per miljoen inwoners in Europa en de VS jaarlijks 5.000 ton stikstof, 2.000 ton kalium en 1.500 ton fosfaat weggespoeld (het verschil met de cijfers in China is te verklaren door een verschillend eetpatroon).

Als we de 'productie' van alle Nederlanders (16,6 miljoen inwoners) en Belgen (10,4 miljoen inwoners) optellen, en de cijfers van King voor het westen als uitgangspunt nemen, komt dat per jaar neer op 135.000 ton stikstof, 54.000 ton kalium en 40.500 ton fosfaat. Dat is wellicht een flinke onderschatting, gezien het sindsdien flink veranderde eetpatroon.

De prijzen voor deze stoffen fluctueren sterk (al naargelang de olie- en gasprijs), maar zelfs als we de lage prijzen uit begin 2007 nemen (280 dollar per ton stikstof, 260 dollar per ton fosfaat en 170 dollar per ton kalium) komt dat overeen met een totaalbedrag van 57,5 miljoen dollar of 41 miljoen euro dat we jaarlijks letterlijk door de WC spoelen. Anderhalve euro per persoon per dag. Begin 2008 stonden de prijzen voor kunstmest vier tot vijf keer hoger en met de uitputting van fossiele brandstoffen kan de waarde van deze grondstoffen alleen maar stijgen.

Compostering: de missing link in de kringloop

Stroop nu niet meteen je broek af in de moestuin: menselijke fecaliën en urine mogen niet zonder verdere behandeling als meststof worden gebruikt. Hoewel dat historisch wel op vele plaatsen gebeurde, en ook vandaag nog altijd in sommige landen realiteit is, houdt dat risico’s in voor de gezondheid. Er moet eerst een compostering plaatsvinden, die op twee manieren kan gebeuren.

 

De eerste mogelijkheid – trage compostering - is een doe-het-zelf techniek die uit de doeken wordt gedaan in het “Humanure Handbook”, de populaire praktijkgids van Joseph Jenkins (het boek is gratis te downloaden). Trage compostering gebeurt bij lage temperatuur en duurt in ons klimaat ongeveer een jaar. Voor alle zekerheid wordt de verkregen (geurloze) compost alleen gebruikt voor niet-eetbare planten (bloemen, sierplanten) en voor gewassen waarbij het voedsel niet rechtstreeks met de meststof in aanraking komt (zoals fruitbomen).

Snelle compostering

De tweede manier is compostering bij een hogere temperatuur, die veel sneller gaat en een meststof oplevert die kan worden ingezet voor de teelt van alle voedsel. Dit is een industrieel proces, dat al in verschillende landen met succes wordt toegepast. Interessant is ook dat de eerste stap in het composteringsproces daarbij energie oplevert. 

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Het bedrijf Orgaworld produceert energie en bodemverbeteraars uit menselijke uitwerpselen en urine

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Sietz Leeflang verduidelijkt: “In Nederland wordt al sinds enkele jaren met vergunning van de overheid compost gemaakt van menselijke mest. In 2001 werd in Lelystad de Biocel-installatie van het in dat jaar opgerichte composteerbedrijf Orgaworld in gebruik genomen. Sinds 2005 worden volgens een nieuw Nederlands computergestuurd procédé dat dit bedrijf ontwikkelde landelijk ingezamelde luiers (baby- en incontinentieluiers uit de zorgsector) samen met vele andere soorten organisch afval en gft-afval gecomposteerd."

(Foto: Tref Group)

"Het proces duurt ongeveer zes weken en verloopt in twee fasen", vervolgt Leeflang. "Het eerste is anaeroob (zuurstofloos), waarbij door vergisting methaangas vrijkomt dat wordt aangewend in een eigen elektrische centrale. Urine toevoegen kan de kwaliteit van dit proces sterk verhogen. Deze installatie is nu al groot genoeg om circa 4.000 huishoudens van stroom te voorzien. Het daarop volgende, ruim drie weken durende aerobe composteringsproces dat onder voortdurende beluchting plaatsvindt bij temperaturen rond de 65 graden, levert een hoogwaardige compost op. Onderzoek heeft bewezen dat deze compost vrij is van zowel de bekende schadelijke micro-organismen en parasieten, alsook van geneesmiddelenresiduën en hormonen. Orgaworld bouwde intussen twee grote fabrieken in Canada, er worden installaties gebouwd in het Verenigd Koninkrijk en er worden plannen uitgewerkt voor de VS en India.”

Wereldhandel in menselijke mest?

Alle kennis en technologische componenten voor een intelligente behandeling van menselijke afvalstoffen zijn beschikbaar, we moeten dus niet gaan zitten wachten op een of andere nieuwe technologie (al zijn verdere ontwikkelingen natuurlijk niet uitgesloten). Maar afgezien van de gêne die bij het onderwerp hoort, is er nog een probleem.

 

(Foto: Tref Group)

In landen zoals België en Nederland eten we vooral voedsel dat in het verre buitenland wordt gekweekt. Dat betekent dat we de natuurlijke meststoffen ook opnieuw naar daar zouden moeten transporteren. Hier kunnen we er immers weinig mee aanvangen. Hetzelfde met onze intensieve veehouderij: die beesten eten voeder dat in andere werelddelen werd gekweekt. Hun mest moet dus in principe terug naar daar (ook in de veehouderij wordt nu alles weggespoeld met water, zodat we dus niet met een "mest"-overschot, maar met een "gier"-overschot zitten).

Dit is geen overkomelijk probleem: er zijn methoden om meststoffen compacter te maken door ze in poeder om te zetten (al uitgevonden door Liernur), zodat ze even makkelijk als kunstmest over de wereld getransporteerd kunnen worden. Maar daardoor wordt het systeem wel energie-intensiever. De fundamentele oplossing is natuurlijk dat we ook de kringloop van lokale voedselproductie herstellen, zodat er nauwelijks transport van meststoffen (en voedingsmiddelen) nodig is.

© Kris De Decker

Sietz Leeflang vertaalt en bewerkt momenteel het 440 pagina's tellende boek van King naar het Nederlands. Nieuws hierover is binnenkort te vinden op de website van De Twaalf Ambachten.