良いことが多すぎる
何世紀にもわたって、農家は家畜の糞尿を肥料として利用してきました。この糞尿は栄養分と水分を豊富に含み、畑に撒くだけで作物の成長を促します。しかし、現代の農業を席巻する大規模畜産は、以前と同じ面積の土地で生産していたよりもはるかに多くの糞尿を生産しています。

「堆肥は良い肥料ですが、散布すると流出を引き起こし、貴重な水源を汚染する可能性があります」とサーストン氏は述べた。「LWRの技術は、下水を回収・浄化し、栄養分を濃縮することができます。」

彼は、この種の処理は総処理量も削減し、「畜産経営者にとって費用対効果が高く環境に優しい代替手段を提供する」と述べた。

サーストン氏は、このプロセスには、排泄物から栄養素と病原菌を分離するための機械的および化学的な水処理が含まれると説明した。

「リン、カリウム、アンモニア、窒素などの固体の貴重な栄養素の分離と濃縮に重点を置いています」と彼は語った。

プロセスの各ステップで異なる栄養素が捕捉され、「プロセスの最終段階では膜ろ過システムを使用してきれいな水を回収します。」

同時に、「排出ゼロなので、最初に取水した水の全部分が再利用・リサイクルされ、貴重な成果として畜産業で再利用されます」とサーストン氏は述べた。

流入液は家畜糞尿と水の混合物で、スクリューポンプを介して軽水ろ過システムに送り込まれます。分離器とスクリーンにより、液体から固形物が除去されます。固形物が分離された後、液体は移送タンクに集められます。液体を微細固形物除去段階へ移送するポンプは、入口ポンプと同じです。その後、液体は膜ろ過システムの供給タンクへ送られます。

遠心ポンプは液体を膜に通し、プロセスストリームを濃縮栄養塩と清浄水に分離します。膜ろ過システムの栄養塩排出端にあるスロットルバルブが膜の性能を制御します。

システム内のバルブ
LWRは2種類のバルブ膜濾過システムの絞り用システムグローブバルブとボールバルブ隔離のため。

サーストン氏によると、ボールバルブのほとんどはPVCバルブで、メンテナンスやサービスのためにシステムコンポーネントを分離する役割を果たしている。小型のバルブの中には、プロセスストリームからサンプルを採取・分析するために用いられるものもある。遮断弁は膜ろ過の排出流量を調整し、栄養分と浄水を所定の割合で分離する。

「これらのシステムのバルブは、排泄物に含まれる成分に耐えられるものでなければなりません」とサーストン氏は述べた。「地域や家畜によって多少異なりますが、当社のバルブはすべてPVCまたはステンレス鋼製です。バルブシートはすべてEPDMまたはニトリルゴム製です」と彼は付け加えた。

システム全体のバルブのほとんどは手動で操作されます。膜ろ過システムを通常運転から原位置洗浄プロセスに自動的に切り替えるバルブもいくつかありますが、これらは電動式です。洗浄プロセスが完了すると、これらのバルブへの通電が停止され、膜ろ過システムは通常運転に戻ります。

プロセス全体は、プログラマブルロジックコントローラ（PLC）とオペレーターインターフェースによって制御されます。システムにはリモートアクセスが可能で、システムパラメータの確認、操作の変更、トラブルシューティングを行うことができます。

「このプロセスにおいて、バルブとアクチュエータが直面する最大の課題は、腐食性雰囲気です」とサーストン氏は述べた。「プロセス流体にはアンモニウムが含まれており、建屋内の雰囲気中のアンモニアとH2Sの含有量も非常に低いのです。」

地理的な地域や家畜の種類によって直面する課題は異なりますが、全体的な基本的なプロセスはどの地域でも共通です。糞便処理システムにはそれぞれ微妙な違いがあるため、「装置を製作する前に、各顧客の糞便を実験室で検査し、最適な処理プランを決定します。これはパーソナライズされたシステムです」とスース・ヘ氏は述べています。

需要の増加
国連水資源開発報告書によると、現在、世界の淡水採取量の70%は農業に頼っています。同時に、2050年までに推定90億人の需要を満たすには、世界の食糧生産を70%増加させる必要があります。技術の進歩がなければ、これは不可能です。

この需要に応えましょう。畜産用水のリサイクルやバルブの革新といった、これらの取り組みを確実に成功させるために開発された新素材や技術革新により、地球上の限られた貴重な水資源がより有効に活用され、世界の食糧供給に貢献できるようになります。

このプロセスの詳細については、www.LivestockWaterRecycling.com をご覧ください。