Closing the loop on poop

Sommer, Sarah

doi:10.21256/zhaw-2312

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Publication type:	Bachelor thesis
Title:	Closing the loop on poop
Authors:	Sommer, Sarah
Advisors / Reviewers:	Schönborn, Andreas Bleuler, Mira
DOI:	10.21256/zhaw-2312
Extent:	70
Issue Date:	2018
Publisher / Ed. Institution:	ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Publisher / Ed. Institution:	Winterthur
Language:	German
Subject (DDC):	363: Environmental and security problems
Abstract:	Closing the nutrient cycle is essential to longer space journeys. Converting organic waste such as faeces into food could save costs and natural resources. Human faeces have a great potential due to their nutrient content which can be exploited by using a thermal process for hygienisation such as pyrolysis. The resulting biochar (FK) shows determined properties making it suitable to be used in agriculture to improve the soil or to enhance crop productivity. The main aim of the present work is to investigate if biochar could be used as a hydroponic fertilizer. For this purpose, the author collected human faeces at the School for Applied Sciences (ZHAW) in Wädenswil (Switzerland) and conducted pyrolysis at 300°C with a residence time of 20 minutes. The resulting biochar (FK) was examined for its crop-available nutrient content (N, P, K, Ca, Mg, Su, Na, Cl) by way of different extraction methods (H2O, CO2, formic acid 2% (AS), hydrochloric acid (HCl)) and analytical methods(photometry, IC, ICP). The author conducted experiments with microgreens („Mustard Pizzo“) to analyze the biochar’s suitability for use as a hydroponic fertilizer. Das Schliessen der Nährstoffkreisläufe ist für längere Weltraumfahrten essentiell. Zu diesem Thema wird folglich viel geforscht. Ebenso wichtig sind die Erkenntnisse für die Abläufe auf der Erde. Kann der Nährstoffkreislauf geschlossen werden, indem organische Abfälle wie bspw. die Fäzes in Nahrungsmittel umgewandelt werden, können Kosten und natürliche Ressourcen gespart werden. Die menschlichen Fäzes bergen durch ihren Nährstoffgehalt grosses Potenzial, welches durch einen thermischen Hygienisierungsprozess, wie die Pyrolyse einen darstellt, ausgeschöpft werden kann. Die daraus entstehende Fäzeskohle (FK) besitzt verschiedene Eigenschaften, welche eine Anwendung in der Landwirtschaft zur Bodenverbesserung und Erhöhung des Pflanzenertrags interessant machen. Ob sich die FK auch als Düngemittel eignet, soll in dieser Arbeit mit einem hydroponischen Experiment erforscht werden. Dafür wurden menschliche Fäzes an der ZHAW Wädenswil, Schweiz, gesammelt und in der Folge bei 300°C und 20 min Aufenthaltszeit pyrolysiert. Die FK wurde anschliessend mittels verschiedenen Extraktionen (H2O, CO2, Ameisensäure 2% (AS), Salzsäure (HCl)) und Analysemethoden (Photometer, IC, ICP) auf ihren pflanzenverfügbaren Nährstoffgehalt (N, P, K, Ca, Mg, Su, Na, Cl) geprüft. Die hydroponischen Experimente mit Microgreens „Mustard Pizzo“ sollen die Eignung der FK als Düngemittel aufzeigen.
URI:	https://digitalcollection.zhaw.ch/handle/11475/13086
License (according to publishing contract):	Licence according to publishing contract
Departement:	Life Sciences and Facility Management
Appears in collections:	Bachelorarbeiten Umweltingenieurwesen

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Sommer, S. (2018). Closing the loop on poop [Bachelor’s thesis, ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften]. https://doi.org/10.21256/zhaw-2312

Sommer, S. (2018) Closing the loop on poop. Bachelor’s thesis. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Available at: https://doi.org/10.21256/zhaw-2312.

S. Sommer, “Closing the loop on poop,” Bachelor’s thesis, ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Winterthur, 2018. doi: 10.21256/zhaw-2312.

SOMMER, Sarah, 2018. Closing the loop on poop. Bachelor’s thesis. Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften

Sommer, Sarah. 2018. “Closing the loop on poop.” Bachelor’s thesis, Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. https://doi.org/10.21256/zhaw-2312.

Sommer, Sarah. Closing the loop on poop. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, 2018, https://doi.org/10.21256/zhaw-2312.