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

“Hoewel mest een goede meststof is, kan het verspreiden ervan afvloeiing veroorzaken en waardevolle waterbronnen vervuilen,” zei 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, “en daarmee een kosteneffectief en milieuvriendelijk alternatief biedt voor veehouders.”

Thurston legde uit dat het proces mechanische en chemische waterbehandeling omvat 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.

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 “geen uitstoot, dus alle delen van de initiële waterinname worden hergebruikt en gerecycled, als een waardevolle output, hergebruikt in de veehouderij”, zei Thurston.

Het influentmateriaal is een mengsel van dierlijke mest en water, dat via een vijzelpomp in het LWR-systeem wordt gevoerd. De afscheider en zeef verwijderen vaste stoffen uit de vloeistof. Nadat de vaste stoffen zijn gescheiden, wordt de vloeistof opgevangen in de overdrachttank. De pomp die wordt gebruikt om de vloeistof naar de fase van verwijdering van fijne vaste stoffen te verplaatsen, is dezelfde als de inlaatpomp. De vloeistof wordt vervolgens in de voedingstank van het membraanfiltratiesysteem gepompt.

De centrifugaalpomp drijft de vloeistof door het membraan en scheidt de processtroom in geconcentreerde voedingsstoffen en schoon water. De smoorklep aan het voedingsuiteinde van het membraanfiltratiesysteem regelt de prestaties van het membraan.

Kleppen in het systeem
LWR gebruikt twee soortenkleppenin zijn systeembolkleppen voor het smoren 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 het afvoerdebiet van membraanfiltratie zodat 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”, zegt 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 overschakelen van de normale werking naar het in-situ reinigingsproces, worden ze elektrisch bediend. Nadat het reinigingsproces is voltooid, worden deze kleppen spanningsloos gemaakt en wordt het membraanfiltratiesysteem weer naar normaal bedrijf geschakeld.

Het gehele proces wordt bestuurd 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 waarmee kleppen en actuatoren in dit proces worden geconfronteerd, is de corrosieve atmosfeer", aldus Thurston. “De procesvloeistof bevat ammonium en ook het ammoniak- en H2S-gehalte in de gebouwatmosfeer is zeer laag.”

Hoewel verschillende geografische regio's en veesoorten met verschillende uitdagingen worden geconfronteerd, is het algemene basisproces voor elke locatie hetzelfde. Vanwege de subtiele verschillen tussen de systemen voor het verwerken van verschillende soorten ontlasting: “Voordat we de apparatuur bouwen, testen we de ontlasting van elke klant in het laboratorium om het beste behandelplan te bepalen. Dit is een gepersonaliseerd systeem”, zei Seuss He.

Groeiende vraag
Volgens het Water Resources Development Report van de Verenigde Naties is de landbouw momenteel verantwoordelijk voor 70% van de zoetwaterwinning in de wereld. Tegelijkertijd zal de wereldvoedselproductie tegen 2050 met 70% moeten stijgen om in de behoeften van naar schatting 9 miljard mensen te voorzien. Als er geen technologische vooruitgang is, is het onmogelijk

Voldoe aan deze vraag. Nieuwe doorbraken op het gebied van materialen en techniek, zoals de recycling van veewater en klepinnovaties die zijn ontwikkeld om het succes van deze inspanningen te garanderen, betekenen dat de planeet waarschijnlijk over beperkte en kostbare watervoorraden zal beschikken, die zullen helpen de wereld te voeden.

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