Te veel goede dingen
Eeuwenlang hebben boeren hun mest gebruikt als meststof. Deze mest is rijk aan voedingsstoffen en water en wordt simpelweg 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 oppervlakte land.

"Hoewel mest een goede meststof is, kan het verspreiden ervan afspoeling veroorzaken en kostbare waterbronnen vervuilen", 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 vermindert, waardoor “een kosteneffectief en milieuvriendelijk alternatief voor veehouders ontstaat.”

Thurston legde uit dat het proces bestaat uit mechanische en chemische waterbehandeling om voedingsstoffen en ziekteverwekkers uit 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.

In elke stap van het proces worden verschillende voedingsstoffen opgevangen en in de laatste fase van het proces wordt via een membraanfiltratiesysteem schoon water gewonnen.

Tegelijkertijd is er sprake van ‘nul emissies, dus alle onderdelen van de initiële waterinname worden hergebruikt en gerecycled, als waardevolle output, die opnieuw wordt gebruikt in de veehouderij’, aldus Thurston.

Het influentmateriaal is een mengsel van dierlijke mest en water, dat via een schroefpomp in het LWR-systeem wordt gepompt. De separator en het filter verwijderen vaste deeltjes uit de vloeistof. Nadat de vaste deeltjes zijn gescheiden, wordt de vloeistof opgevangen in de transporttank. De pomp die wordt gebruikt om de vloeistof naar de fase voor het verwijderen van fijne deeltjes te verplaatsen, is dezelfde als de inlaatpomp. De vloeistof wordt vervolgens in de voedingstank van het membraanfiltratiesysteem gepompt.

De centrifugaalpomp pompt de vloeistof door het membraan en scheidt de processtroom in geconcentreerde voedingsstoffen en schoon water. De smoorklep aan de nutriëntenafvoerzijde van het membraanfiltratiesysteem regelt de werking van het membraan.

Kleppen in het systeem
LWR gebruikt twee soortenkleppenin zijn systeem-bolkleppen voor het afstoppen van membraanfiltratiesystemen enkogelkranenvoor isolatie.

Thurston legde uit dat de meeste kogelkranen PVC-kleppen zijn, die systeemcomponenten isoleren voor onderhoud en service. Sommige kleinere kleppen worden ook gebruikt om monsters uit de processtroom te verzamelen en te analyseren. De afsluiter regelt de afvoerstroom van de membraanfiltratie zo dat voedingsstoffen en schoon water met een vooraf bepaald percentage gescheiden kunnen worden.

"De kleppen in deze systemen moeten bestand zijn tegen de componenten in de ontlasting", aldus Thurston. "Dit kan variëren afhankelijk van het gebied en de veestapel, 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 gehele systeem worden handmatig bediend. Hoewel er enkele kleppen zijn die het membraanfiltratiesysteem automatisch van normaal bedrijf naar in-situ-reiniging schakelen, worden deze elektrisch bediend. Nadat het reinigingsproces is voltooid, worden deze kleppen spanningsloos gemaakt en schakelt het membraanfiltratiesysteem terug naar normaal bedrijf.

Het hele proces wordt aangestuurd door een programmeerbare logische controller (PLC) en een operatorinterface. 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 atmosfeer van het gebouw is ook zeer laag."

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

Groeiende vraag
Volgens het Water Resources Development Report van de Verenigde Naties is de landbouw momenteel goed voor 70% van de wereldwijde zoetwaterwinning. Tegelijkertijd zal de wereldwijde voedselproductie tegen 2050 met 70% moeten toenemen om in de behoeften van naar schatting 9 miljard mensen te voorzien. Zonder technologische vooruitgang is dit onmogelijk.

Voldoe aan deze vraag. Nieuwe materialen en technische doorbraken, zoals waterrecycling voor vee en innovatieve kleppen die zijn ontwikkeld om het succes van deze inspanningen te garanderen, zorgen ervoor dat de planeet waarschijnlijk beperkte en kostbare watervoorraden zal hebben, die de wereld zullen helpen voeden.

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