الكثير من الأشياء الجيدة
لعدة قرون، استخدم المزارعون روثهم كسماد. هذا السماد غني بالمواد المغذية والمياه ويتم نشره ببساطة في الحقول لمساعدة المحاصيل على النمو. ومع ذلك، فإن تربية الحيوانات على نطاق واسع والتي تهيمن على الزراعة الحديثة اليوم تنتج سمادًا أكثر بكثير مما كانت تنتجه على نفس المساحة من الأرض.

وقال ثورستون: "على الرغم من أن الروث سماد جيد، إلا أن نشره يمكن أن يسبب جريان المياه ويلوث مصادر المياه الثمينة". "يمكن لتقنية LWR استعادة المياه وتنقيتها، وتركيز العناصر الغذائية من مياه الصرف الصحي."

وقال إن هذا النوع من المعالجة يقلل أيضًا من إجمالي حجم المعالجة، "مما يوفر بديلاً فعالاً من حيث التكلفة وصديق للبيئة لمشغلي الثروة الحيوانية".

وأوضح ثورستون أن العملية تتضمن معالجة ميكانيكية وكيميائية للمياه لفصل العناصر الغذائية ومسببات الأمراض عن البراز.

وقال: "إنه يركز على فصل وتركيز العناصر الغذائية الصلبة والقيمة مثل الفوسفور والبوتاسيوم والأمونيا والنيتروجين".

تلتقط كل خطوة من العملية عناصر غذائية مختلفة، وبعد ذلك "تستخدم المرحلة الأخيرة من العملية نظام ترشيح غشائي لاستعادة المياه النظيفة."

وقال ثورستون: "في الوقت نفسه، "لا توجد انبعاثات، لذلك يتم إعادة استخدام جميع أجزاء كمية المياه الأولية وإعادة تدويرها، كمخرج قيم، يعاد استخدامه في صناعة الماشية".

المادة المؤثرة عبارة عن خليط من روث الماشية والمياه، والتي يتم تغذيتها في نظام LWR من خلال مضخة لولبية. يقوم الفاصل والشاشة بإزالة المواد الصلبة من السائل. بعد فصل المواد الصلبة، يتم جمع السائل في خزان النقل. المضخة المستخدمة لنقل السائل إلى مرحلة إزالة المواد الصلبة الدقيقة هي نفس مضخة الإدخال. يتم بعد ذلك ضخ السائل إلى خزان التغذية الخاص بنظام الترشيح الغشائي.

تقوم مضخة الطرد المركزي بدفع السائل عبر الغشاء وفصل تيار العملية إلى عناصر غذائية مركزة ومياه نظيفة. يتحكم الصمام الخانق الموجود في نهاية تفريغ المغذيات لنظام ترشيح الغشاء في أداء الغشاء.

الصمامات في النظام
يستخدم LWR نوعين منالصماماتفي الصمامات الكروية للنظام الخاصة بأنظمة الترشيح الغشائية الخانقة والصمامات الكرويةللعزلة.

وأوضح ثورستون أن معظم الصمامات الكروية هي صمامات PVC، والتي تعمل على عزل مكونات النظام لأغراض الصيانة والخدمة. تُستخدم بعض الصمامات الأصغر أيضًا لجمع وتحليل العينات من مجرى العملية. يقوم صمام الإغلاق بضبط معدل تدفق التفريغ لترشيح الغشاء بحيث يمكن فصل العناصر الغذائية والمياه النظيفة بنسبة مئوية محددة مسبقًا.

وقال ثورستون: "يجب أن تكون الصمامات الموجودة في هذه الأنظمة قادرة على تحمل المكونات الموجودة في البراز". "قد يختلف هذا حسب المنطقة والماشية، ولكن جميع الصمامات لدينا مصنوعة من مادة PVC أو الفولاذ المقاوم للصدأ. وأضاف أن مقاعد الصمام كلها مصنوعة من مطاط EPDM أو النتريل.

يتم تشغيل معظم الصمامات في النظام بأكمله يدويًا. على الرغم من وجود بعض الصمامات التي تقوم تلقائيًا بتحويل نظام الترشيح الغشائي من التشغيل العادي إلى عملية التنظيف في الموقع، إلا أنها تعمل بالكهرباء. بعد اكتمال عملية التنظيف، سيتم إلغاء تنشيط هذه الصمامات وسيعود نظام الترشيح الغشائي إلى التشغيل الطبيعي.

يتم التحكم في العملية برمتها بواسطة وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) وواجهة المشغل. يمكن الوصول إلى النظام عن بعد لعرض معلمات النظام وإجراء التغييرات التشغيلية واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.

وقال ثورستون: "إن التحدي الأكبر الذي يواجه الصمامات والمحركات في هذه العملية هو الغلاف الجوي المسبب للتآكل". "يحتوي سائل العملية على الأمونيوم، كما أن محتوى الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين في جو المبنى منخفض جدًا أيضًا."

على الرغم من أن المناطق الجغرافية المختلفة وأنواع الماشية المختلفة تواجه تحديات مختلفة، إلا أن العملية الأساسية الشاملة هي نفسها بالنسبة لكل موقع. نظرًا للاختلافات الدقيقة بين أنظمة معالجة الأنواع المختلفة من البراز، "قبل بناء المعدات، سنقوم باختبار براز كل عميل في المختبر لتحديد أفضل خطة علاجية. وقال سوس: "هذا نظام شخصي".

الطلب المتزايد
ووفقاً لتقرير الأمم المتحدة عن تنمية الموارد المائية، فإن الزراعة تمثل حالياً 70% من استخراج المياه العذبة في العالم. وفي الوقت نفسه، بحلول عام 2050، سيحتاج الإنتاج الغذائي العالمي إلى زيادة بنسبة 70٪ لتلبية احتياجات ما يقدر بنحو 9 مليارات شخص. إذا لم يكن هناك تقدم تكنولوجي، فمن المستحيل

تلبية هذا الطلب. إن المواد الجديدة والاختراقات الهندسية مثل إعادة تدوير مياه الماشية وابتكارات الصمامات التي تم تطويرها لضمان نجاح هذه الجهود تعني أن الكوكب من المرجح أن يكون لديه موارد مائية محدودة وثمينة، مما سيساعد في إطعام العالم.

لمزيد من المعلومات حول هذه العملية، يرجى زيارة www.LivestockWaterRecycling.com.