kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
A review of how decision support tools address resource recovery in sanitation systems
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Sustainable development, Environmental science and Engineering, Sustainability Assessment and Management. Stockholm Environment Institute.ORCID iD: 0000-0001-5908-6417
Stockholm Environment Institute.
Stockholm Environment Institute.ORCID iD: 0000-0003-0437-3755
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Sustainable development, Environmental science and Engineering, Sustainability Assessment and Management.ORCID iD: 0000-0002-7521-2310
Show others and affiliations
(English)Manuscript (preprint) (Other academic)
Abstract [en]

Globally, there is increasing interest in recovering resources from sanitation systems. However, the process of planning and implementing circular sanitation is complex and can necessitate software-based tools to support decision-making. In this paper, we review 24 decision support software tools used for sanitation planning, to generate insights into how they address resource recovery across the sanitation chain. The findings reveal that several tools can address many planning issues around resource recovery in sanitation including analysis of material flows, estimating resource recovery potential and assessing the sustainability, demand and acceptability of resource recovery technologies and products, at various planning stages. The results presented here can guide users in the choice of different tools depending on, for example, what kind of impacts the user is interested in, the stage of the planning process and the sanitation service that are in focus. However, some issues are not adequately covered by the tools including the assessment of the overall level of resource circularity in a sanitation system, the selection of resource recovery products with significant demand in a way that matches the available supply of waste streams in an area and determining the sustainability implications of the use phase of resource recovery products. While there is scope to develop new tools or to modify existing ones to cover these gaps, communication efforts are needed to create awareness about existing tools and how they address resource recovery. It is also important to further integrate the available tools into urban planning processes to move them beyond research and pilots into practice, and hopefully contribute towards more circular sanitation systems.

Keywords [en]
Circular economy; resource recovery; decision support tools; biowaste; sanitation systems; sanitation economy
National Category
Environmental Engineering
Research subject
Planning and Decision Analysis, Strategies for sustainable development
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-310922OAI: oai:DiVA.org:kth-310922DiVA, id: diva2:1651346
Funder
Swedish Research Council Formas, 2017-00268
Note

QC 20220412

Available from: 2022-04-11 Created: 2022-04-11 Last updated: 2022-06-25Bibliographically approved
In thesis
1. Implementing resource recovery from urban organic waste in low- and middle-income countries: Tools to support planners and policy makers
Open this publication in new window or tab >>Implementing resource recovery from urban organic waste in low- and middle-income countries: Tools to support planners and policy makers
2022 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

Globally, there is increasing awareness of the importance of applying circular economy principles to the management of organic waste streams through resource recovery. This is especially relevant in urban areas of low- and middle-income countries which are going to host a significant part of population growth over the next few decades. Circular economy approaches for sanitation and waste management can provide incentives to improve infrastructure and consequently contribute resources for water, energy and food that power urban livelihoods. 

This thesis aims to contribute new knowledge, methods and tools that are applicable as decision support for the planning and implementation of circular approaches to the management of organic waste streams. The research questions in the thesis focus on three aspects of resource recovery from organic waste streams; (1) how decision support tools estimate its potential to contribute to a circular economy, (2) the governance conditions that facilitate or impede its implementation, and (3) its sustainability implications. The research in this thesis employed a mixed methods approach including literature reviews, semi-structured interviews, field observations, workshops, quantitative modelling, diagnostic governance assessment, scenarios as well as quantitative and qualitative sustainability assessment. The research was operationalized in three case study locations: Chía (Colombia), Kampala (Uganda) and Naivasha (Kenya). 

The findings reveal the quantities of resource recovery products like biogas, compost and black soldier fly larvae that can be obtained from the organic waste streams collected in a large city, as well as the available decision support tools that can be used to address various aspects of resource recovery in sanitation systems. In the case study locations of Naivasha and Chía, the existence of entrepreneurial initiatives for resource recovery, the available platforms for collaboration among relevant local stakeholders and the relative affordability of resource recovery products are highlighted as factors enhancing governance capacity to implement resource recovery from organic streams. On the other hand, the inadequacy of monitoring and evaluation systems and the relatively low availability and transparency of information emerged as some of the factors impeding governance capacity. Through a framework that is developed and applied to the Naivasha case, the thesis also identifies the environmental gains that can be made from implementing resource recovery from organic waste streams, as well as the potential negative social impacts that need to be mitigated by local stakeholders. The extent to which various decision support tools address the sustainability implications of resource recovery from sanitation systems is also discussed.

By providing new insights on resource recovery from organic waste streams in the case study locations, the tools and frameworks in this research demonstrate approaches that can be applied in a policy and practice context to offer decision support for the implementation of resource recovery from organic waste streams. This is particularly relevant for urban areas in low- and middle-income countries whose stakeholders wish to explore the potential of resource recovery from their organic waste streams, to undertake a diagnostic assessment of their governance capacity and to assess the sustainability implications of implementing more circular approaches in their sanitation and waste management systems.

Abstract [sv]

Det finns en ökad medvetenhet globalt om vikten av att genom resursåtervinning tillämpa principerna för cirkulär ekonomi vid hantering av organiska avfallsströmmar. Detta är särskilt relevant i urbana områden i låg- och medelinkomstländer, som väntas stå för en betydande del av befolkningstillväxten de närmaste decennierna. Införande av cirkulära sanitets- och avfallssystem kan leda till förbättringar och utbyggnad av nödvändig infrastruktur och kan bidra till städernas försörjning av vatten, energi och livsmedel.

Denna avhandling syftar till att bidra med ny kunskap, metoder och verktyg som kan tillämpas och därmed ge beslutsstöd vid planering och införande av kretsloppsbaserade processer för organiska avfallsströmmar. Forskningsfrågorna i avhandlingen fokuserar på tre aspekter av resursåtervinning från organiska avfallsströmmar; (1) beslutsstödjande verktyg som ger en uppskattning av hur stort det potentiella bidraget till en cirkulär ekonomi är, (2) hur olika omständigheter när det gäller styrning och förvaltning underlättar eller försvårar ett införande, och (3) hållbarhetskonsekvenser av införandet. En kombination av metoder och metodiker har använts: litteraturöversikter, semistrukturerade intervjuer, fältobservationer, workshops, kvantitativ modellering, diagnostisk styrningsbedömning, scenarier samt kvantitativ och kvalitativ hållbarhetsbedömning. Vidare har tre fallstudier genomförts inom ramen för avhandlingen: i Chía (Colombia), Kampala (Uganda) och Naivasha (Kenya).

Resultaten visar att en mängd olika återvinningsprodukter, däribland biogas, kompost och fluglarver, kan skapas från urbana avfallsströmmar. Därutöver innehåller resultaten en sammanställning av tillgängliga beslutsstödjande verktyg för att hantera olika aspekter av resursåtervinning i sanitetssystem. Från fallstudierna i Naivasha och Chía framstår förekomsten av initiativ från entreprenörer, tillgängliga plattformar för samarbete mellan relevanta lokala intressenter samt de relativt överkomliga priserna för resursåtervinningsprodukter som positiva faktorer för en kretsloppsinriktad avfallsförvaltning. Å andra sidan var systemen för uppföljning och utvärdering otillräckliga, och detta tillsammans med bristen på tillgänglig information och transparens var några av de faktorer som ansågs begränsa möjligheterna med en kretsloppsinriktad avfallsförvaltning. Genom ett hållbarhetsramverk som utvecklades och tillämpades i fallstudien i Naivasha identifierar avhandlingen de betydande miljövinster som kan göras genom resursåtervinning, såväl som potentiella negativa sociala effekter som bör beaktas av lokala aktörer. I vilken utsträckning olika beslutsstödjande verktyg beaktar hållbarhetskonsekvenserna av resursåtervinning från sanitetssystem diskuteras också.

Insikterna kring viktiga aspekter av resursåtervinning från fallstudierna, samt verktygen och ramverken som utvecklats genom denna forskning, kan tillämpas både inom policyutveckling och rent praktiskt vid införande av resursåtervinning från organiska avfallsflöden. Detta är särskilt relevant i urbana områden i låg- och medelinkomstländer där beslutsfattare och planerare vill utforska potentialen för resursåtervinning från organiska avfallsströmmar, utvärdera förvaltningskapaciteten och bedöma hållbarhetskonsekvenserna av mer kretsloppsinriktade sanitets- och avfallssystem.

Abstract [sw]

Duniani, kuna ongezeko la ufahamu wa umuhimu wa kutumia kanuni za uchumi mzunguko kwa usimamizi wa vijito vya taka za kikaboni kupitia urejeshi wa rasilimali. Hii ni muhimu haswa katika miji ya nchi za mapato ya chini na kati ambayo yatakuwa naasilimia kubwa ya ongezeko la idadi ya watu katika miongo kadhaa zijazo. Mbinu ya mazingira safi na usimamizi wa takataka katika uchumi mzunguko unaweza kutoa motisha wa kuboresha miundombinu na hivyo kuchangia katika upatikanaji wa rasilimali za maji, nishati na chakula ambazo huimarisha maisha ya mijini. 

Lengo la tasnifu hii ni kuchangia maarifa mapya, mbinu na zana zinazotumika kusaidia uamuzi kwa ajili ya kupanga na kutekeleza mbinu za mzunguko za usimamizi wa wa vijito vya taka za kikaboni. Maswali ya utafiti katika tasnifu hii yanatilia maanani sehemu tatu za urejeshi wa rasilimali kutoka kwa vijito vya takataka; (1) jinsi zana za usaidizi wa maamuzi yanakadiria uwezo wa kuchangia kwa uchumi mzunguko, (2) masharti ya   utawala yanayowezesha au kuzuia utekelezaji wake, na (3) athari zake za uendelevu. Utafiti katika tasnifu hii ulitumia njia ya mbinu mchanganyiko kama vile mapitio la maandiko, mahojiano ya nusu-muundo, uchunguzi wa nyanjani, warsha, uundaji wa kielelezo wa kiasi, tathmini ya utawala wa uchunguzi, matukio pamoja na tathmini ya uendelevu wa ubora na kiwango. Pia ilitekelezwa katika maeneo tatu ya utafiti: Chia (Kolombia), Kampala (Uganda), Naivasha (Kenya). 

Matokeo yanaonyesha kiwango cha bidhaa ya urejeshi wa rasilimali kama biogesi, mbolea na mabuu ya mdudu wa askari mweusi inayoweza kupatikana kutoka kwa vijito vya taka ya kikaboni iliyokusanywa katika mji mkubwa, pamoja na zana za usaidizi wa maamuzi zinazoweza kutumika kuangazia sehemu mbalimbali ya urejeshi wa rasilimali katika mifumo ya usafi wa mazingira. Katika maeneo ya utafiti ya Naivasha na Chia, kuwepo kwa mipango ya ujasiriamali ya urejeshi wa rasilimali, jukwaa zinazopatikana kwa ushirikiano kati ya wadau husika na beinafuu ya bidhaa za urejeshi wa rasilimali zinaangaziwakama sababu za kuimarisha utawala wa kutekeleza urejeshi wa rasilimali kutoka kwa vijito vya kikaboni.  Kwa upande mwingine, upungufu wa mifumo ya ufuatiliaji na tathmini na upungufu wa habari na uwazi ulionekana kama baadhi ya sababu zinazozuia uwezo wa utawala.  Kwa njia ya mfumo uliotengenezwa na kutumika kwa kesi ya Naivasha, tasnifu hii pia inatambua manufaa kwa mazingira yanayowezakupatikana kutokana na utekelezaji wa urejeshi wa rasilimali kutoka kwa vijito vya taka za kikaboni, pamoja na athari mbaya za kijamii ambazo zinahitajika kupunguzwa na wadau wa ndani. Kiwango ambacho zana mbalimbali za usaidizi wa maamuzi zinakabiliana na athari endelevu za urejeshii wa rasilimali kutoka kwa mifumo ya maji taka pia unazungumziwa.

Kwa kupeana utambuzi mpya wa urejeshi wa rasilimali kutoka kwa vijito vya taka za kikaboni katika maeneo ya utafiti, zana na mifumo katika utafiti huu zinaonyesha mbinu ambazo zinaweza kutumika katika mazingira ya sera na utenda kazi ili kusaidia maamuzi kwa utekelezaji wa urejeshi wa rasilimali kutoka kwa vijito vya taka za kikaboni. Hii ina umuhimu  haswa kwa miji katika nchi za kipato ya chini na kati ambapo washikadau wangependa kuchunguza uwezekano wa urejeshi wa rasilimali kutoka kwa vijito vyao vya taka za kikaboni, kufanyatathmini ya uchunguzi wa uwezo wao wa utawala na kutathmini athari za uendelevu za utekelezaji wa mbinu zaidi ya mzunguko katika mifumo yao ya usafi wa mazingira na kudhibiti taka.

Abstract [es]

A nivel mundial, existe un creciente interés sobre la importancia de aplicar los principios de la economía circular a la gestión de los flujos de residuos orgánicos a través de la recuperación de recursos. Esto es especialmente relevante en las zonas urbanas de los países de bajo y mediano ingreso donde una parte significativa de la población mundial estará establecida en las próximas décadas. Los enfoques de economía circular para el saneamiento y la gestión de residuos sólidos pueden proporcionar incentivos para mejorar la infraestructura y, en consecuencia, contribuir con recursos para el agua, la energía y los alimentos que impulsan los medios de vida urbanos. 

Esta tesis tiene como objetivo aportar nuevos conocimientos, métodos y herramientas que sirvan de apoyo durante la toma de decisiones para la planificación e implementación de enfoques circulares en la gestión de flujos de residuos orgánicos. Las preguntas de investigación se centran en tres aspectos de la recuperación de recursos a partir de flujos de residuos orgánicos; (1) cómo las herramientas de apoyo para la toma de decisiones estiman su potencial para contribuir a una economía circular, (2) las condiciones de gobernanza que facilitan o impiden su implementación, y (3) las implicaciones de sostenibilidad de la implementación de enfoques circulares en los sistemas de saneamiento y gestión de desechos. La investigación en esta tesis empleó un enfoque de métodos mixtos donde se incluyó revisión de literatura, entrevistas semiestructuradas, observaciones de campo, talleres, modelos cuantitativos, evaluación diagnóstica de gobernanza y escenarios, así como una evaluación cuantitativa y cualitativa de sostenibilidad. Asimismo, el trabajo se implementó en tres casos de estudio: Chía (Colombia), Kampala (Uganda) y Naivasha (Kenia). 

Los hallazgos revelan las cantidades de productos de recuperación de recursos como biogás, compost y larvas de mosca soldado-negra que se pueden obtener de los flujos de desechos orgánicos recolectados en los centros urbanos de los casos de estudio elegidos, así como las herramientas de apoyo a la toma de decisiones disponibles para abordar diversos aspectos de la recuperación de recursos en los sistemas de saneamiento. En las ubicaciones de Naivasha y Chía, la existencia de iniciativas empresariales para la recuperación de recursos, las plataformas disponibles para la colaboración entre las partes interesadas locales pertinentes y la relativa asequibilidad de los productos de recuperación de recursos orgánicos se destacan como factores que mejoran la capacidad de gobernanza para implementar la recuperación de recursos a partir de flujos orgánicos. Por otra parte, la insuficiencia de los sistemas de supervisión y evaluación y la relativamente baja disponibilidad y transparencia de la información surgieron como algunos de los factores que impiden la capacidad de gobernanza. A través de un marco desarrollado y aplicado al caso de Naivasha, la tesis también identifica las ganancias ambientales que se pueden obtener de la implementación de recuperación de recursos de los flujos de desechos orgánicos, así como los posibles impactos negativos a nivel social que deben ser mitigados por las partes locales interesadas. También se discute la medida en que las diversas herramientas de apoyo para la toma de decisiones abordan las implicaciones de sostenibilidad de la recuperación de recursos de los sistemas de saneamiento.

Al proporcionar nuevos conocimientos sobre la recuperación de recursos a partir de flujos de desechos orgánicos en las ubicaciones de los casos de estudio, las herramientas y marcos desarrollados en esta investigación demuestran enfoques que se pueden aplicar en un contexto de políticas y prácticas para apoyar la toma de decisiones en la implementación de la recuperación de recursos a partir de flujos de desechos orgánicos. Esto es particularmente relevante para las zonas urbanas de los países de bajo y mediano ingreso cuyas partes interesadas desean explorar el potencial de la recuperación de recursos provenientes de los flujos de sus desechos orgánicos, realizar una evaluación diagnóstica de su capacidad de gobernanza, y evaluar las implicaciones de sostenibilidad de la implementación de enfoques más circulares en sus sistemas de saneamiento y gestión de desechos.

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2022. p. 76
Series
TRITA-ABE-DLT ; 2216
Keywords
biowaste; circular economy; decision support tools; environmental governance; faecal sludge management; governance capacity; resource recovery; sustainable sanitation; sustainable urban development; waste management; waste reuse, Takataka; uchumi mzunguko; zana za usaidizi wa maamuzi; utawala wa mazingira; udhabiti wa uchafu wa kinyesi; uwezo wa utawala; urejeshi wa rasilimali; usafi wa mazingira endelevu; maendeleo endelevu ya mijini; usimamizi wa taka; kutumia tena taka, organiskt avfall; cirkulär ekonomi; verktyg för beslutsstöd; miljöstyrning; slamhantering; förvaltningskapacitet; resursåtervinning; hållbar sanitet; hållbar stadsutveckling; avfallshantering; återanvändning av avfall, residuos orgánicos; economía circular; herramientas de apoyo a la toma de decisiones; gobernanza ambiental; manejo de lodos fecales; capacidad de gobernanza; recuperación de recursos; saneamiento sostenible; desarrollo urbano sostenible; gestión de residuos; reutilización de residuos
National Category
Other Environmental Engineering
Research subject
Planning and Decision Analysis, Strategies for sustainable development
Identifiers
urn:nbn:se:kth:diva-310924 (URN)978-91-8040-198-2 (ISBN)
Public defence
2022-05-11, Kollegiesalen, Brinellvägen 8, Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/66729067199, Stockholm, 13:30 (English)
Opponent
Supervisors
Projects
UrbanCircle: Urban Waste into Circular Economy Benefits
Funder
Swedish Research Council Formas, 2017–00268
Note

QC 2022-04-19

Available from: 2022-04-19 Created: 2022-04-11 Last updated: 2022-06-25Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text in DiVA

Authority records

Ddiba, DanielEkener, ElisabethFinnveden, Göran

Search in DiVA

By author/editor
Ddiba, DanielDickin, SarahEkener, ElisabethFinnveden, Göran
By organisation
Sustainability Assessment and Management
Environmental Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 145 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf