Zbyt wiele dobrych rzeczy
Od wieków rolnicy wykorzystują obornik jako nawóz. Jest on bogaty w składniki odżywcze i wodę i jest po prostu rozrzucany na polach, aby wspomóc wzrost upraw. Jednak wielkoskalowa hodowla zwierząt, która dominuje we współczesnym rolnictwie, produkuje znacznie więcej obornika niż kiedyś na tym samym obszarze ziemi.

„Chociaż obornik jest dobrym nawozem, jego rozrzucanie może powodować spływ wody i zanieczyszczać cenne źródła wody” – powiedział Thurston. „Technologia LWR pozwala odzyskiwać i oczyszczać wodę oraz zagęszczać składniki odżywcze ze ścieków”.

Dodał, że ten rodzaj przetwarzania pozwala również na zmniejszenie całkowitej objętości przetwarzania, „stanowiąc opłacalną i przyjazną dla środowiska alternatywę dla hodowców zwierząt gospodarskich”.

Thurston wyjaśnił, że proces ten obejmuje mechaniczne i chemiczne oczyszczanie wody w celu oddzielenia składników odżywczych i patogenów od odchodów.

„Koncentruje się na oddzielaniu i zagęszczaniu stałych i wartościowych składników odżywczych, takich jak fosfor, potas, amoniak i azot” – powiedział.

Każdy etap procesu wychwytuje inne składniki odżywcze, a następnie „w ostatnim etapie procesu wykorzystywany jest system filtracji membranowej w celu odzyskania czystej wody”.

Jednocześnie „zerowa emisja, co oznacza, że wszystkie części początkowego poboru wody są ponownie wykorzystywane i poddawane recyklingowi, a cenny produkt końcowy jest ponownie wykorzystywany w przemyśle hodowlanym” – powiedział Thurston.

Materiał wlotowy to mieszanina obornika i wody, która jest podawana do systemu LWR za pomocą pompy śrubowej. Separator i sito usuwają cząstki stałe z cieczy. Po oddzieleniu cząstek stałych ciecz jest gromadzona w zbiorniku przelewowym. Pompa używana do przetłaczania cieczy do etapu usuwania drobnych cząstek stałych jest taka sama jak pompa wlotowa. Ciecz jest następnie pompowana do zbiornika zasilającego systemu filtracji membranowej.

Pompa odśrodkowa tłoczy ciecz przez membranę i rozdziela strumień procesowy na skoncentrowane składniki odżywcze i czystą wodę. Zawór dławiący na końcu wylotowym składników odżywczych w systemie filtracji membranowej kontroluje wydajność membrany.

Zawory w systemie
LWR wykorzystuje dwa typyzaworyw swoim systemie zaworów kulowych do dławienia systemów filtracji membranowej izawory kulowedo izolacji.

Thurston wyjaśnił, że większość zaworów kulowych to zawory z PVC, które izolują elementy systemu w celu konserwacji i serwisu. Niektóre mniejsze zawory służą również do pobierania i analizy próbek ze strumienia procesowego. Zawór odcinający reguluje natężenie przepływu podczas filtracji membranowej, umożliwiając rozdzielenie składników odżywczych i czystej wody w ustalonym procencie.

„Zawory w tych systemach muszą być odporne na działanie składników obecnych w odchodach” – powiedział Thurston. „To może się różnić w zależności od obszaru i zwierząt gospodarskich, ale wszystkie nasze zawory są wykonane z PVC lub stali nierdzewnej. Gniazda zaworów są wykonane z EPDM lub gumy nitrylowej” – dodał.

Większość zaworów w całym systemie jest obsługiwana ręcznie. Chociaż istnieją zawory, które automatycznie przełączają system filtracji membranowej z trybu normalnego na proces czyszczenia in-situ, są one sterowane elektrycznie. Po zakończeniu procesu czyszczenia zawory te zostaną odłączone od zasilania, a system filtracji membranowej powróci do trybu normalnego.

Cały proces jest sterowany przez programowalny sterownik logiczny (PLC) i interfejs operatora. Dostęp do systemu jest zdalny, umożliwiający przeglądanie parametrów systemu, wprowadzanie zmian operacyjnych i rozwiązywanie problemów.

„Największym wyzwaniem stojącym przed zaworami i siłownikami w tym procesie jest atmosfera korozyjna” – powiedział Thurston. „Płyn procesowy zawiera amon, a zawartość amoniaku i H2S w atmosferze budynku jest również bardzo niska”.

Chociaż różne regiony geograficzne i rodzaje zwierząt gospodarskich stoją przed różnymi wyzwaniami, ogólny, podstawowy proces jest taki sam w każdej lokalizacji. Ze względu na subtelne różnice między systemami przetwarzania różnych rodzajów odchodów, „przed zbudowaniem sprzętu, badamy odchody każdego klienta w laboratorium, aby określić najlepszy plan leczenia. To system spersonalizowany” – powiedział Seuss He.

Rosnący popyt
Według Raportu ONZ o Rozwoju Zasobów Wodnych, rolnictwo odpowiada obecnie za 70% światowego wydobycia słodkiej wody. Jednocześnie, do 2050 roku, światowa produkcja żywności będzie musiała wzrosnąć o 70%, aby zaspokoić potrzeby około 9 miliardów ludzi. Bez postępu technologicznego nie da się…

Sprostać temu zapotrzebowaniu. Nowe materiały i przełomowe osiągnięcia inżynieryjne, takie jak recykling wody dla zwierząt hodowlanych i innowacje w zaworach, opracowane w celu zapewnienia sukcesu tych wysiłków, oznaczają, że planeta ma większe szanse na ograniczone i cenne zasoby wody, co pomoże wyżywić świat.

Więcej informacji na temat tego procesu można znaleźć na stronie www.LivestockWaterRecycling.com.