Te veel goede dingen
Eeuwenlang hebben boeren hun mest als kunstmest gebruikt. Deze mest is rijk aan voedingsstoffen en water en wordt eenvoudigweg over de velden verspreid om de gewassen te laten groeien. De grootschalige veeteelt die de moderne landbouw tegenwoordig domineert, produceert echter veel meer mest dan vroeger op dezelfde hoeveelheid land.

"Hoewel mest een goede meststof is, kan het verspreiden ervan leiden tot afspoeling en vervuiling van kostbare waterbronnen", aldus Thurston. "De technologie van LWR kan water terugwinnen en zuiveren, en voedingsstoffen uit rioolwater concentreren."

Hij zei dat dit soort verwerking ook het totale verwerkingsvolume verlaagt, "waardoor het een kosteneffectief en milieuvriendelijk alternatief biedt voor veehouders."

Thurston legde uit dat het proces mechanische en chemische waterzuivering omvat om voedingsstoffen en ziekteverwekkers van de ontlasting te scheiden.

"Het richt zich op de scheiding en concentratie van vaste en waardevolle voedingsstoffen zoals fosfor, kalium, ammoniak en stikstof," zei hij.

Elke stap van het proces vangt verschillende voedingsstoffen op, en vervolgens "gebruikt de laatste fase van het proces een membraanfiltratiesysteem om schoon water terug te winnen."

Tegelijkertijd is er sprake van "nul uitstoot, waardoor alle onderdelen van de initiële waterwinning worden hergebruikt en gerecycled als waardevol eindproduct, dat vervolgens weer in de veehouderij wordt ingezet", aldus Thurston.

Het influentmateriaal is een mengsel van veemest en water, dat via een schroefpomp in het LWR-systeem wordt gevoerd. De separator en het zeeffilter scheiden de vaste stoffen van de vloeistof. Nadat de vaste stoffen zijn gescheiden, wordt de vloeistof opgevangen in de overdrachtstank. De pomp die de vloeistof naar de fase voor de verwijdering van fijne vaste stoffen transporteert, is dezelfde als de inlaatpomp. De vloeistof wordt vervolgens naar de toevoertank van het membraanfiltratiesysteem gepompt.

De centrifugaalpomp stuwt de vloeistof door het membraan en scheidt de processtroom in geconcentreerde voedingsstoffen en schoon water. De smoorklep aan het uiteinde van het membraanfiltratiesysteem waar de voedingsstoffen worden afgevoerd, regelt de werking van het membraan.

Kleppen in het systeem
LWR gebruikt twee soortenkleppenin het systeem - kogelkranen voor het regelen van membraanfiltratiesystemen enkogelkranenvoor isolatie.

Thurston legde uit dat de meeste kogelkranen PVC-kranen zijn, die systeemcomponenten isoleren voor onderhoud en service. Sommige kleinere kranen worden ook gebruikt om monsters uit de processtroom te nemen en te analyseren. De afsluitklep regelt de afvoersnelheid van de membraanfiltratie, zodat voedingsstoffen en schoon water in een vooraf bepaald percentage gescheiden kunnen worden.

"De kleppen in deze systemen moeten bestand zijn tegen de bestanddelen in de uitwerpselen," aldus Thurston. "Dit kan variëren afhankelijk van de regio en het vee, maar al onze kleppen zijn gemaakt van PVC of roestvrij staal. De klepzittingen zijn allemaal van EPDM of nitrilrubber," voegde hij eraan toe.

De meeste kleppen in het hele systeem worden handmatig bediend. Hoewel er enkele kleppen zijn die het membraanfiltratiesysteem automatisch omschakelen van de normale werking naar het reinigingsproces ter plaatse, worden deze elektrisch bediend. Nadat het reinigingsproces is voltooid, worden deze kleppen uitgeschakeld en schakelt het membraanfiltratiesysteem terug naar de normale werking.

Het gehele proces wordt aangestuurd door een programmeerbare logische controller (PLC) en een gebruikersinterface. Het systeem is op afstand toegankelijk om systeemparameters te bekijken, operationele wijzigingen aan te brengen en problemen op te lossen.

"De grootste uitdaging voor kleppen en actuatoren in dit proces is de corrosieve atmosfeer", aldus Thurston. "De procesvloeistof bevat ammonium en het ammoniak- en H2S-gehalte in de gebouwatmosfeer is ook erg laag."

Hoewel verschillende geografische regio's en veesoorten met verschillende uitdagingen te maken hebben, is het basisproces in principe overal hetzelfde. Vanwege de subtiele verschillen tussen de systemen voor het verwerken van verschillende soorten uitwerpselen, "testen we de uitwerpselen van elke klant in het laboratorium voordat we de apparatuur bouwen, om het beste behandelplan te bepalen. Dit is een systeem op maat", aldus Seuss He.

Toenemende vraag
Volgens het rapport van de Verenigde Naties over de ontwikkeling van waterbronnen is de landbouw momenteel verantwoordelijk voor 70% van de wereldwijde zoetwaterwinning. Tegelijkertijd zal de wereldwijde voedselproductie tegen 2050 met 70% moeten toenemen om te voldoen aan de behoeften van naar schatting 9 miljard mensen. Zonder technologische vooruitgang is dit onmogelijk.

Voldoe aan deze vraag. Nieuwe materialen en technologische doorbraken, zoals de recycling van drinkwater voor vee en innovatieve kleppen, zijn ontwikkeld om het succes van deze inspanningen te garanderen. Dit betekent dat de planeet waarschijnlijk over beperkte en kostbare watervoorraden zal beschikken, die zullen bijdragen aan de voedselvoorziening in de wereld.

Voor meer informatie over dit proces kunt u terecht op www.LivestockWaterRecycling.com.