มีสิ่งดีๆ มากเกินไป
เกษตรกรใช้ปุ๋ยคอกเป็นปุ๋ยมาหลายศตวรรษ ปุ๋ยคอกนี้อุดมไปด้วยสารอาหารและน้ำ จึงสามารถนำไปโรยในไร่นาเพื่อช่วยให้พืชผลเจริญเติบโตได้ อย่างไรก็ตาม การเลี้ยงสัตว์ขนาดใหญ่ซึ่งครอบงำเกษตรกรรมสมัยใหม่ในปัจจุบันกลับผลิตปุ๋ยคอกได้มากกว่าที่เคยผลิตได้ในพื้นที่เดียวกัน

“แม้ว่าปุ๋ยคอกจะเป็นปุ๋ยที่ดี แต่การโรยปุ๋ยคอกอาจทำให้เกิดน้ำไหลบ่าและก่อให้เกิดมลพิษต่อแหล่งน้ำอันมีค่า” เธิร์สตันกล่าว “เทคโนโลยีของ LWR สามารถกู้คืนและบำบัดน้ำเสีย รวมถึงเพิ่มความเข้มข้นของสารอาหารจากน้ำเสียได้”

เขากล่าวว่าการประมวลผลประเภทนี้ยังช่วยลดปริมาณการประมวลผลทั้งหมดอีกด้วย "ซึ่งถือเป็นทางเลือกที่คุ้มต้นทุนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับผู้ประกอบการปศุสัตว์"

เทิร์สตันอธิบายว่ากระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการบำบัดน้ำด้วยเครื่องจักรและเคมีเพื่อแยกสารอาหารและเชื้อโรคออกจากอุจจาระ

“มุ่งเน้นการแยกและเพิ่มความเข้มข้นของธาตุอาหารแข็งที่มีคุณค่า เช่น ฟอสฟอรัส โพแทสเซียม แอมโมเนีย และไนโตรเจน” เขากล่าว

แต่ละขั้นตอนของกระบวนการจะจับสารอาหารที่แตกต่างกัน จากนั้น “ขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการจะใช้ระบบกรองเมมเบรนเพื่อกู้คืนน้ำสะอาด”

ในเวลาเดียวกัน “การปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ ดังนั้นทุกส่วนของการใช้น้ำเริ่มต้นจะถูกนำกลับมาใช้ซ้ำและรีไซเคิลเป็นผลผลิตอันมีค่าที่นำกลับมาใช้ใหม่ในอุตสาหกรรมปศุสัตว์” Thurston กล่าว

วัสดุที่ไหลเข้าเป็นส่วนผสมของปุ๋ยคอกปศุสัตว์และน้ำ ซึ่งจะถูกป้อนเข้าสู่ระบบกรองน้ำเสีย (LWR) ผ่านปั๊มสกรู ตัวแยกและตะแกรงจะแยกของแข็งออกจากของเหลว หลังจากแยกของแข็งแล้ว ของเหลวจะถูกรวบรวมไว้ในถังถ่ายโอน ปั๊มที่ใช้เคลื่อนย้ายของเหลวไปยังขั้นตอนการกำจัดของแข็งละเอียดจะเหมือนกับปั๊มทางเข้า จากนั้นของเหลวจะถูกสูบเข้าไปในถังป้อนของระบบกรองเมมเบรน

ปั๊มแรงเหวี่ยงจะขับเคลื่อนของเหลวผ่านเมมเบรนและแยกกระแสกระบวนการออกเป็นสารอาหารเข้มข้นและน้ำสะอาด ลิ้นปีกผีเสื้อที่ปลายระบายสารอาหารของระบบกรองเมมเบรนจะควบคุมประสิทธิภาพของเมมเบรน

วาล์วในระบบ
LWR ใช้สองประเภทวาล์วในระบบวาล์วโลกสำหรับควบคุมระบบกรองเมมเบรนและบอลวาล์วเพื่อการแยกตัว

เธิร์สตันอธิบายว่าบอลวาล์วส่วนใหญ่เป็นวาล์วพีวีซี ซึ่งแยกส่วนประกอบของระบบเพื่อการบำรุงรักษาและซ่อมบำรุง วาล์วขนาดเล็กบางรุ่นยังใช้ในการเก็บและวิเคราะห์ตัวอย่างจากกระแสน้ำในกระบวนการด้วย วาล์วปิดจะปรับอัตราการไหลของน้ำทิ้งจากการกรองด้วยเมมเบรน เพื่อให้สามารถแยกสารอาหารและน้ำสะอาดออกจากกันตามเปอร์เซ็นต์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

“วาล์วในระบบเหล่านี้ต้องสามารถทนต่อส่วนประกอบต่างๆ ในอุจจาระได้” เธิร์สตันกล่าว “อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับพื้นที่และปศุสัตว์ แต่วาล์วทั้งหมดของเราทำจากพีวีซีหรือสแตนเลส ส่วนบ่าวาล์วทำจากยางอีพีดีเอ็มหรือยางไนไตรล์ทั้งหมด” เขากล่าวเสริม

วาล์วส่วนใหญ่ในระบบทั้งหมดทำงานด้วยมือ แม้ว่าจะมีวาล์วบางตัวที่เปลี่ยนระบบกรองเมมเบรนจากการทำงานปกติเป็นกระบวนการทำความสะอาดแบบ in-situ โดยอัตโนมัติ แต่วาล์วเหล่านี้ทำงานด้วยระบบไฟฟ้า หลังจากกระบวนการทำความสะอาดเสร็จสิ้น วาล์วเหล่านี้จะถูกตัดกระแสไฟฟ้าและระบบกรองเมมเบรนจะกลับสู่การทำงานปกติ

กระบวนการทั้งหมดถูกควบคุมโดยตัวควบคุมลอจิกแบบตั้งโปรแกรมได้ (PLC) และอินเทอร์เฟซผู้ปฏิบัติงาน สามารถเข้าถึงระบบได้จากระยะไกลเพื่อดูพารามิเตอร์ของระบบ ปรับเปลี่ยนการทำงาน และแก้ไขปัญหา

“ความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดที่วาล์วและตัวกระตุ้นต้องเผชิญในกระบวนการนี้คือบรรยากาศที่กัดกร่อน” เธิร์สตันกล่าว “ของเหลวในกระบวนการประกอบด้วยแอมโมเนียม และปริมาณแอมโมเนียและ H2S ในบรรยากาศของอาคารก็ต่ำมากเช่นกัน”

แม้ว่าพื้นที่ทางภูมิศาสตร์และประเภทปศุสัตว์ที่แตกต่างกันจะเผชิญกับความท้าทายที่แตกต่างกัน แต่กระบวนการพื้นฐานโดยรวมก็เหมือนกันในแต่ละพื้นที่ เนื่องจากระบบการแปรรูปอุจจาระแต่ละประเภทมีความแตกต่างกันเล็กน้อย “ก่อนสร้างอุปกรณ์ เราจะทดสอบอุจจาระของลูกค้าแต่ละรายในห้องปฏิบัติการเพื่อกำหนดแผนการรักษาที่ดีที่สุด นี่เป็นระบบเฉพาะบุคคล” ซูสส์ เหอ กล่าว

ความต้องการที่เพิ่มขึ้น
รายงานการพัฒนาทรัพยากรน้ำแห่งสหประชาชาติระบุว่า ปัจจุบันภาคเกษตรกรรมมีสัดส่วนถึง 70% ของการใช้น้ำจืดทั่วโลก ขณะเดียวกัน ภายในปี พ.ศ. 2593 การผลิตอาหารของโลกจะต้องเพิ่มขึ้นอีก 70% เพื่อตอบสนองความต้องการของประชากรราว 9 พันล้านคน หากไม่มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ก็เป็นไปไม่ได้

ตอบสนองความต้องการนี้ ความก้าวหน้าทางวัสดุและวิศวกรรมใหม่ๆ เช่น การรีไซเคิลน้ำสำหรับปศุสัตว์ และนวัตกรรมวาล์วที่พัฒนาขึ้นเพื่อรับประกันความสำเร็จของความพยายามเหล่านี้ หมายความว่าโลกมีแนวโน้มที่จะมีทรัพยากรน้ำที่จำกัดและมีค่ามากขึ้น ซึ่งจะช่วยหล่อเลี้ยงโลก

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการนี้ โปรดไปที่ www.LivestockWaterRecycling.com