Quá nhiều điều tốt đẹp
Từ nhiều thế kỷ nay, nông dân đã sử dụng phân chuồng làm phân bón. Loại phân này giàu chất dinh dưỡng và nước, chỉ cần rải đều lên đồng ruộng để giúp cây trồng phát triển. Tuy nhiên, ngành chăn nuôi quy mô lớn đang chiếm ưu thế trong nền nông nghiệp hiện đại ngày nay tạo ra lượng phân chuồng nhiều hơn nhiều so với trước đây trên cùng một diện tích đất.

“Mặc dù phân chuồng là một loại phân bón tốt, nhưng việc bón nó có thể gây ra hiện tượng chảy tràn và làm ô nhiễm các nguồn nước quý giá”, Thurston nói. “Công nghệ của LWR có thể thu hồi và làm sạch nước, đồng thời cô đọng các chất dinh dưỡng từ nước thải.”

Ông cho biết rằng quy trình chế biến này cũng làm giảm tổng khối lượng chế biến, "cung cấp một giải pháp tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường cho các nhà chăn nuôi."

Thurston giải thích rằng quy trình này bao gồm xử lý nước bằng phương pháp cơ học và hóa học để tách chất dinh dưỡng và mầm bệnh ra khỏi phân.

“Nó tập trung vào việc tách và làm giàu các chất dinh dưỡng rắn và có giá trị như phốt pho, kali, amoniac và nitơ,” ông nói.

Mỗi bước trong quy trình đều thu giữ các chất dinh dưỡng khác nhau, và sau đó, "giai đoạn cuối cùng của quy trình sử dụng hệ thống lọc màng để thu hồi nước sạch."

Đồng thời, "không phát thải, vì vậy tất cả các phần của hệ thống lấy nước ban đầu đều được tái sử dụng và tái chế, tạo ra một sản phẩm có giá trị, được tái sử dụng trong ngành chăn nuôi", Thurston cho biết.

Nguyên liệu đầu vào là hỗn hợp phân gia súc và nước, được bơm vào hệ thống LWR thông qua bơm trục vít. Bộ phận tách và lưới lọc loại bỏ chất rắn khỏi chất lỏng. Sau khi chất rắn được tách ra, chất lỏng được thu gom trong bể chuyển tiếp. Bơm được sử dụng để vận chuyển chất lỏng đến giai đoạn loại bỏ chất rắn mịn cũng chính là bơm đầu vào. Sau đó, chất lỏng được bơm vào bể cấp liệu của hệ thống lọc màng.

Máy bơm ly tâm đẩy chất lỏng qua màng lọc và tách dòng chất lỏng thành dung dịch dinh dưỡng đậm đặc và nước sạch. Van điều tiết ở đầu ra dung dịch dinh dưỡng của hệ thống lọc màng kiểm soát hiệu suất của màng lọc.

Các van trong hệ thống
LWR sử dụng hai loạivantrong hệ thống van cầu của nó dùng để điều tiết hệ thống lọc màng vàvan biđể cách ly.

Thurston giải thích rằng hầu hết các van bi đều là van PVC, dùng để cách ly các bộ phận của hệ thống nhằm phục vụ bảo trì và sửa chữa. Một số van nhỏ hơn cũng được sử dụng để thu thập và phân tích mẫu từ dòng chảy của quy trình. Van khóa điều chỉnh tốc độ dòng chảy đầu ra của màng lọc để các chất dinh dưỡng và nước sạch có thể được tách ra theo tỷ lệ phần trăm đã được xác định trước.

“Các van trong hệ thống này cần phải chịu được các thành phần trong phân,” Thurston nói. “Điều này có thể khác nhau tùy thuộc vào khu vực và vật nuôi, nhưng tất cả các van của chúng tôi đều được làm bằng PVC hoặc thép không gỉ. Các vòng đệm van đều được làm bằng EPDM hoặc cao su nitrile,” ông nói thêm.

Hầu hết các van trong toàn bộ hệ thống đều được vận hành bằng tay. Mặc dù có một số van tự động chuyển hệ thống lọc màng từ chế độ hoạt động bình thường sang quy trình làm sạch tại chỗ, nhưng chúng được vận hành bằng điện. Sau khi quá trình làm sạch hoàn tất, các van này sẽ được ngắt điện và hệ thống lọc màng sẽ được chuyển trở lại chế độ hoạt động bình thường.

Toàn bộ quy trình được điều khiển bởi bộ điều khiển logic lập trình (PLC) và giao diện người vận hành. Hệ thống có thể được truy cập từ xa để xem các thông số hệ thống, thực hiện các thay đổi vận hành và khắc phục sự cố.

“Thách thức lớn nhất đối với van và bộ truyền động trong quy trình này là môi trường ăn mòn,” Thurston nói. “Chất lỏng trong quy trình chứa amoni, và hàm lượng amoni và H2S trong không khí của tòa nhà cũng rất thấp.”

Mặc dù các vùng địa lý và loại vật nuôi khác nhau phải đối mặt với những thách thức khác nhau, nhưng quy trình cơ bản nhìn chung vẫn giống nhau ở mọi địa điểm. Do những khác biệt nhỏ giữa các hệ thống xử lý các loại phân khác nhau, “Trước khi chế tạo thiết bị, chúng tôi sẽ kiểm tra phân của từng khách hàng trong phòng thí nghiệm để xác định kế hoạch xử lý tốt nhất. Đây là một hệ thống được cá nhân hóa”, ông Seuss cho biết.

Nhu cầu ngày càng tăng
Theo Báo cáo Phát triển Tài nguyên Nước của Liên Hợp Quốc, nông nghiệp hiện chiếm 70% lượng nước ngọt được khai thác trên thế giới. Đồng thời, đến năm 2050, sản lượng lương thực thế giới cần tăng 70% để đáp ứng nhu cầu của khoảng 9 tỷ người. Nếu không có sự tiến bộ về công nghệ, điều này là bất khả thi.

Đáp ứng nhu cầu này. Các vật liệu mới và những đột phá kỹ thuật như tái chế nước chăn nuôi và cải tiến van được phát triển để đảm bảo sự thành công của những nỗ lực này có nghĩa là hành tinh sẽ có nhiều khả năng sở hữu nguồn nước hạn chế và quý giá, từ đó giúp nuôi sống thế giới.

Để biết thêm thông tin về quy trình này, vui lòng truy cập www.LivestockWaterRecycling.com.