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M E A S U R E S T A K E N A G A I N S T W A T E R P O L L U T I O NI N T H E F O O D P R O C E S S I N G I N D U S T R Y

L . C . G I L D EC a m p b e l l S o u p C o . , C a m p b e l l P l a c e , C a m d e n , N e w J e r s e y 0 8 0 6 6 , U S A

A B S T R A C TT h e f o o d p r o c e s s i n g i n d u s t r y i s i n v o l v e d w i t h t h e t o t a l e n v i r o n m e n t f r o mt h e f a r m t o t h e c o n s u m e r . P a r t i c u l a r e m p h a s i s i s p l a c e d u p o n t h e n e e d f o rp r e c i s e s a n i t a r y c o n t r o l i n o r d e r t o a s s u r e t h a t w a t e r r e u s e a n d r e c l a m a t i o np r o g r a m m e s p r o v i d e m a x i m u m p r o t e c t i o n f o r t h e s a f e t y a n d q u a l i t y o f t h ep r o d u c t . V a r i o u s m e a n s t o m i n i m i s e w a t e r u s e s u c h a s c o u n t e r - f l o w s y s t e m s ,t e m p e r a t u r e c o n t r o l . p H c o n t r o l , t u r b i d i t y c o n t r o l a n d c h l o r i n a t i o n c o n t r o la r e r e v i e w e d . D e s i g n o f e q u i p m e n t i s a f a c t o r i n e f f e c t i v e s a n i t a r y c o n d i t i o n sa n d p r o p e r w a t e r u t i l i s a t i o n .A b a t e m e n t o f w a s t e w a t e r p o l l u t i o n l o a d m u s t s t a r t i n t h e p l a n t a n d b ei n t e g r a t e d w i t h p r o p e r w a t e r u t i l i z a t i o n t e c h n i q u e t o r e d u c e w a s t e . W h e r e v e r

p o s s i b l e , w a s t e s o l i d s s h o u l d b e h a n d l e d d r y a n d n o t f l u m e d . C o n s i d e r a t i o ns h o u l d b e g i v e n t o s e g r e g a t i o n o f p a r t i c u l a r l y c o n c e n t r a t e d w a s t e s t r e a m sw i t h i n a p l a n t f o r s e p a r a t e t r e a t m e n t i n o r d e r t o r e d u c e o v e r a l l t r e a t m e n t c o s t so r s u r c h a r g e s f r o m t h e m u n i c i p a l i t i e s .I n t e r e s t i n g c o n c e p t s f o r u t i l i z i n g t h e l a n d a s a s i n k f o r t r e a t m e n t p r o c e s s e sa n d s o l i d w a s t e d i s p o s a l a r e d i s c u s s e d . A n e w c o n c e p t o f s p r a y i r r i g a t i o n b yo v e r l a n d f l o w w h e r e i n t h e w a s t e w a t e r i s s p r e a d i n a t h i n s h e e t t o h a v e a g o o di n t e r a c t i o n z o n e w i t h s o i l h u m u s a n d t h e m i c r o b i o l o g i c a l a c t i v i t y o f t h e s o i lo r g a n i s m s p u r i f y t o a c h i e v e 9 9 p e r c e n t B O D r e d u c t i o n , i n a t r a v e l o f a p p r o x i -m a t e l y 2 2 5 f e e t . T h i s i s a c c o m p l i s h e d o n r e l a t i v e l y i m p e r v i o u s s o i l s w i t h s l o p e so f a p p r o x i m a t e l y t w o t o s i x p e r c e n t .S o l i d w a s t e d i s p o s a l i s a s o u r c e o f m u c h c o n c e r n n o w a n d e s p e c i a l l y f o r t h ef u t u r e . T h e r e i s a n i n t e r d e p e n d e n c e w i t h t h i s p r o b l e m b e t w e e n t h e g r o w e r ,t h e p r o c e s s o r a n d t h e c o n s u m e r . M o r e r e s e a r c h w o r k h a s t o b e c o n d u c t e d t or e c l a i m t h e n u t r i t i o n a l v a l u e i n f o o d w a s t e s a n d t o a v o i d u n s a n i t a r y c o n d i t i o n sb o t h o n t h e f a r m , a t p r o c e s s i n g p l a n t s , a n d i n m u n i c i p a l i t i e s . T h e r e i s a n e e d f o ra t t a c k i n g t h e s e p r o b l e m s o n a r e g i o n a l b a s i s a n d t h e p o s s i b i l i t y o f c e n t r a l i s i n gr e c o v e r y a r e a s o f w a s t e s f o r b y - p r o d u c t r e c l a m a t i o n p u r p o s e s i n o r d e r t oa c h i e v e a m o r e e c o n o m i c a l , f e a s i b l e p r o g r a m m e m a y b e n e c e s s a r y , e s p e c i a l l yf o r s m a l l e r p r o c e s s o r s . O u r g o a l s h o u l d b e t h e e l i m i n a t i o n o f t r a n s p o r t i n ga n y w a s t e s o l i d s i n a n y f o r m i n t h e v a r i o u s s t e p s f r o m t h e f a r m t o t h e p r o c e s s o rt o t h e c o n s u m e r . I d e a l l y , o n l y p e r f e c t c r o p s w i t h o u t c u l l s , t r i m s o r r e j e c t ss h o u l d r e a c h t h e f o o d p r o c e s s o r . I n t u r n , t h e f o o d p r o c e s s o r s h o u l d d e v e l o pc o n v e n i e n c e f o o d s i n e d i b l e p a c k a g e s , t h u s e l i m i n a t i n g s o l i d s d i s p o s a l a t t h eh o m e .

I N T R O D U C T I O NA f o o d p r o c e s s i n g i n d u s t r y i s i n v o l v e d w i t h t h e t o t a l e n v i r o n m e n t f r o m t h ef a r m t o t h e c u s t o m e r . I t i s d e p e n d e n t u p o n g o o d q u a l i t y w a t e r a n d t h e r e f o r e

1 4 3

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L . C . G I L D Ei s a w a r e o f w a t e r a s a c o m m o d i t y w h i c h m u s t b e u s e d a s e f f i c i e n t l y a n de f f e c t i v e l y a s p o s s i b l e . W a t e r i s a b s o l u t e l y n e c e s s a r y f o r m a n y s t e p s i n t h e f o o dp r o c e s s i n g i n d u s t r y . A t p r e s e n t , t h e r e i s n o e c o n o m i c a l s u b s t i t u t e . C o n s e -q u e n t l y , w a t e r c o n s e r v a t i o n a n d w a t e r r e u s e a r e n e c e s s a r y a n d m o s t o f t h ei n d u s t r y p r a c t i c e s t h i s i n o r d e r t o c o n s e r v e t h i s v i t a l n a t u r a l r e s o u r c e a n dr e d u c e o p e r a t i n g c o s t s . B y p r a c t i s i n g c o n s e r v a t i o n a n d r e u s e , t h e a m o u n to f l i q u i d w a s t e i s r e d u c e d a s i s a l s o t h e p o l l u t i o n p o t e n t i a l f r o m f o o d p r o -c e s s i n g o p e r a t i o n s .

R E Q U I R E M E N T S , R E U S E A N D S E G R E G A T I O NT h e f o o d i n d u s t r y a s a w h o l e u s e s p r o d i g i o u s q u a n t i t i e s o f w a t e r , b u t t h i s

i s n o t a c o n s u m p t i v e u s e . T h e c a n n i n g i n d u s t r y i n t h e U n i t e d S t a t e s r e q u i r e sa p p r o x i m a t e l y 4 0 b i l l i o n g a l l o n s o f w a t e r t o p a c k a p p r o x i m a t e l y 8 0 0 m i l l i o nc a s e s o f f o o d e a c h y e a r . T h e w a t e r i s r e q u i r e d f o r f l u m i n g , w a s h i n g , b l a n c h i n g ,p a s t e u r i z i n g , c l e a n i n g o f p r o c e s s e q u i p m e n t , a n d c o o l i n g o f f i n i s h e d p r o d u c t .T h e q u a l i t y o f w a t e r t h a t t o u c h e s t h e p r o d u c t i s o f e x t r e m e i m p o r t a n c e . A tC a m p b e l l S o u p C o m p a n y , w a t e r p u r c h a s e d f r o m a c o m m u n i t y o r c i t ya l w a y s g o e s t h r o u g h f u r t h e r t r e a t m e n t s u c h a s c a r b o n f i l t r a t i o n i n o r d e r t oa s s u r e c o m p l e t e f r e e d o m f r o m t a s t e a n d o d o u r . A u n i f o r m s t a n d a r d o fw a t e r i s e s s e n t i a l i n o r d e r t o b e a s s u r e d t h a t t h e p r o d u c t m a d e i n a n y s t a t ei n t h e U n i t e d S t a t e s , a n d , i n f a c t , a n y c o u n t r y i n t h e w o r l d , h a s t h e s a m eq u a l i t y a n d t a s t e .

7 0 06 0 0

5 0 0

N u m b e r o f c e f l sF i g u r e 1 . C o m p a r i s o n o f w a t e r r e p l a c e m e n t o n t h e g r o w t h o f m e s o p h i l i c b a c t e r i a a t 9 0 F .

1 4 4

5 . 3 0 / 0 p e r h o u r

aC

a )UCCa )aCc i )

U

0 03 0 02 0 0

1 0 0

0 1 0 0

2 1 . 2 O fh o u r

4 2 . 4 / a p e r h o u r

1 2 3 4 5 6 7

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M E A S U R E S A G A I N S T W A T E R P O L L U T I O N I N F O O D I N D U S T R YH i s t o r i c a l l y , l i t t l e c o n s i d e r a t i o n w a s g i v e n t o t h e r e u s e o f w a t e r b o t hb e c a u s e o f i t s a b u n d a n c e a n d a l s o b e c a u s e r e u s e w a s c o n s i d e r e d t o b eh a z a r d o u s b e c a u s e o f t h e p r o b l e m s o f b a c t e r i a l c o n t a m i n a t i o n w i t h s u b s e -

q u e n t s p o i l a g e o f c a n s . A n e x a m p l e o f w a t e r u s e t o m a i n t a i n s a n i t a r y c o n -d i t i o n s i s s h o w n i n F i g u r e 1 w h e r e t h e r e l a t i o n s h i p o f w a t e r e x c h a n g e t ob a c t e r i o l o g i c a l c o n d i t i o n s s h o w s t h a t u n l e s s 4 0 p e r c e n t o f t h e w a t e r i se x c h a n g e d e a c h h o u r , t h e g r o w t h r a t e o f b a c t e r i o l o g i c a l o r g a n i s m s i se x t r e m e l y h i g h . O f c o u r s e , i n o r d e r t o o v e r c o m e t h i s , o t h e r m e a n s o f c o n t r o lm u s t b e u s e d s u c h a s c h l o r i n a t i o n . B y d e v e l o p m e n t o f n e w t e c h n i q u e s s u c ha s c h l o r i n a t i o n , r e u s e o f w a t e r c o u l d b e c o n s i d e r e d , b u t e v e n s o , q u a l i t y i st h e m o s t e s s e n t i a l f a c t o r a n d t h e r e f o r e s a n i t a r y c o n d i t i o n s o f o p e r a t i o na r e t h e c o n t r o l l i n g c r i t e r i a f o r t h e r e u s e o f w a t e r . M u c h s t u d y a n d r e s e a r c ha r e r e q u i r e d t o a s c e r t a i n t h e l i m i t a t i o n s o f c h l o r i n e a s a b e n e f i t i n o r d e r t op r e v e n t b a c t e r i a l p r o b l e m s i n t h e f i n a l p r o d u c t . T h e N a t i o n a l C a n n e r sA s s o c i a t i o n h a s s e t u p f o u r p r i n c i p a l c o n d i t i o n s g o v e r n i n g t h e u s e o f r e -c l a i m e d w a t e r s i n c o n t a c t w i t h f o o d p r o d u c t s . T h e y a r e a s f o l l o w s : ( 1 ) t h a tt h e w a t e r b e f r e e o f m i c r o o r g a n i s m s o f p u b l i c h e a l t h s i g n i f i c a n c e , ( 2 ) t h a t t h ew a t e r c o n t a i n n o c h e m i c a l s i n c o n c e n t r a t i o n s t o x i c o r o t h e r w i s e h a r m f u l t om a n , ( 3 ) t h a t t h e w a t e r b e f r e e o f a n y m a t e r i a l s o r c o m p o u n d s w h i c h c o u l di m p a r t d i s c o l o u r a t i o n , o f f - f l a v o u r , o r o d o u r s t o t h e p r o d u c t o r o t h e r w i s ea d v e r s e l y a f f e c t i t s q u a l i t y , a n d ( 4 ) t h a t t h e a p p e a r a n c e a n d c o n t e n t o f t h ew a t e r b e a c c e p t a b l e f r o m a n a e s t h e t i c v i e w p o i n t .W a t e r c o n s e r v a t i o n c a n b e a c h i e v e d t h r o u g h t h e u s e o f c o u n t e r - f l o w r e u s es y s t e m s . S u c h a s y s t e m i s s h o w n i n F i g u r e 2 o u t l i n i n g a c o u n t e r - f l o w s y s t e mf o r r e u s e o f w a t e r i n a p e a c a n n e r y . A t t h e t o p o f t h e s y s t e m , f r e s h w a t e r i s

S p r a y

T a n kn o 1L e g e n dF i r s t u s e o f w a k e r * - S e c o n d u s e o f w a t e r * T h i r d u s e o f w a t e rW a s t e d W a s t e d * F o u r t h u s e o f w a t e r C o n c , c h l o r i n e w a t e r

F i g u r e 2 . D i a g r a m o f 4 - s t a g e c o u n t e r f i o w s y s t e m f o r r e u s e o f w a t e r i n a p e a c a n n e r y .1 4 5

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L . C . G I L D Eu s e d f o r t h e f i n a l p r o d u c t w a s h b e f o r e t h e p e a s a r e c a n n e d a n d f r o m t h i sp o i n t t h e w a t e r i s r e u s e d a n d c a r r i e d b a c k i n s u c c e s s i v e s t a g e s f o r e a c hp r e c e d i n g w a s h i n g a n d f l u m i n g o p e r a t i o n . A s t h e w a t e r g o e s c o u n t e r - c u r r e n tt o t h e p r o d u c t , t h e w a s h i n g a n d f l u m i n g w a t e r c a n b e c o m e m o r e c o n t a m i n a -t e d a n d t h e r e f o r e i t i s e x t r e m e l y i m p o r t a n t , a s s h o w n i n F i g u r e 2 , t o a d dc h l o r i n e i n o r d e r t o m a i n t a i n s a t i s f a c t o r y s a n i t a t i o n c o n d i t i o n s . A t e a c hs t a g e , s u f f i c i e n t c h l o r i n e s h o u l d b e a d d e d t o c o m p l e t e l y s a t i s f ' t h e c h l o r i n ed e m a n d o f t h e o r g a n i c m a t t e r i n t h e w a t e r . W i t h t h i s a r r a n g e m e n t , s a t i s -f a c t o r y b a c t e r i o l o g i c a l c o n d i t i o n s s h o u l d e x i s t i n e a c h p h a s e o f t h e w a s h i n ga n d f l u m i n g p r o g r a m . T h e i m p o r t a n c e o f c h l o r i n a t i o n t o m a i n t a i n s a t i s f a c -t o r y s a n i t a r y c o n d i t i o n s i s g r a p h i c a l l y s h o w n i n F i g u r e 3 . W h e n c h l o r i n a t i o nw a s d i s c o n t i n u e d , t h e b a c t e r i a l c o u n t m o r e t h a n d o u b l e d . A s s o o n a sc h l o r i n a t i o n r e s u m e d , t h e b a c t e r i a l c o u n t s w e r e a g a i n b r o u g h t u n d e r c o n t r o l .

I I I I I I IA M 1 0 1 0 1 2 3 7 1 2 8P M 1 3 2 4 2 5 1 3

F i g u r e 3 . E f f e c t o f c h l o r i n e c o n c e n t r a t i o n ( r e u s e d w a t e r ) .

P r o p e r d e s i g n o f t h e s y s t e m i s n o t o n l y i m p o r t a n t f r o m t h e s t a n d p o i n to f w a t e r u s e a n d c o n s e r v a t i o n b u t a l s o f r o m t h e s t a n d p o i n t o f s a n i t a r yc o n d i t i o n s . F i g u r e 4 s h o w s a w a t e r r e u s e s y s t e m i n w h i c h t h e b a c t e r i o l o g i c a lc o u n t s a c t u a l l y i n c r e a s e a s t h e t o m a t o e s m o v e t h r o u g h t h e s y s t e m . A m u c hb e t t e r s y s t e m i s s h o w n i n F i g u r e 5 w h e r e t h e c o n d i t i o n o f t h e t o m a t o e s i si m p r o v e d d u e t o t h e u s e o f s p r a y s b e f o r e c h a n g i n g f r o m o n e f l u m e s y s t e m t oa n o t h e r . M a n y f a c t o r s d e t e r m i n e t h e f i n a l e f f e c t i v e n e s s . A s a n e x a m p l e ,t o m a t o e s s p r a y - w a s h e d o n a r o l l e r b e l t w h e r e t h e y a r e t u r n e d a r e a l m o s tt w i c e a s c l e a n a s t h e s a m e t o m a t o e s w a s h e d o n a b e l t o f w i r e m e s h c o n s t r u c -t i o n . A l s o , w a r m w a t e r i s a p p r o x i m a t e l y 4 0 p e r c e n t m o r e e f f e c t i v e i n r e m o v i n gc o n t a m i n a n t s a s i s t h e s a m e v o l u m e o f c o l d w a t e r .A n o t h e r r e c e n t d e v e l o p m e n t i n t h e e f f e c t i v e r e m o v a l o f c o n t a m i n a n t s h a sb e e n t h e u s e o f d e t e r g e n t s . N o r m a l l y , d r o s o p h i l a e g g s a r e e x t r e m e l y d i f f i c u l tt o r e m o v e f r o m t o m a t o e s w i t h j u s t c o n v e n t i o n a l w a s h i n g . T h e s e e g g s a r el a i d i n f r e s h c r a c k s i n t h e f r u i t a n d d u r i n g c e r t a i n w e a t h e r c o n d i t i o n s b e c o m ea n e x t r e m e p r o b l e m . I t w a s f o u n d t h a t w a t e r a t a p p r o x i m a t e l y 1 4 0 F1 4 6

C h l o r i n ec o n c e n t r a t i o n/ \ / .\

5 . 5 -

5 . 0 -

4 . 5. 0 0c n0 0 )

t '/

IIc o u n t s

7E6 a a50 )3 0 )C2

00//' f t I I . .

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M E A S U R E S A G A I N S T W A T E R P O L L U T I O N I N F O O D I N D U S T R YW a r m w a t e r1 2 0 0 F

I

P r o d u c ts p o r e c o u n t :

W a r m W a t e r1 1 0 F

T o m a t o e sA f t e r f i n a l w a s h) S p o r e c o u n t :

I7 p e r l b T o m a t o e sA f t e r b e l t :

T o m a t o e s . _ S p o r e c o u n tA f t e r s e c o n d f l u m e / 2 6 p e r l bS p o r e c o u n t : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _1 0 6 p e r l b_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ B e l t[ f l I F l u m eR e c i r c u l a t e d w a t e rt o t a l b a c t e r i a c o u n t :2 7 9 0 0 0 0 p e r m l

W a r m w a t e r1 1 0 F

1 0 8 p e r l bT o m a t o e sA f t e r f i r s t f l u m e, S p o r e c o u n t :1 3 0 p e r l b

F l u m e - Jo v e r f l o wt o t a l b a c t e r i a c o u n t :8 5 0 0 0 0 0 p e r m lF i g u r e 5 . R e c o m m e n d e d a r r a n g e m e n t o f f l u m e s , s p r a y s a n d w a t e r u s e w h e n d u m p i n g s e c t i o n c a n

b e s e p a r a t e d f r o m r e m a i n d e r o f w a s h i n g s y s t e m .1 4 7

W a r m w a t e r C o l d w a t e r1 2 0 F a g i t a t i n g s p r a y s P r o d u c t

I5 5 p e r l b . I s p o r e c o u n t :2 5 7 p e r l b .- , I- . - - I P r o d u c ts p o r e c o u n t s p o r e c o u n tG 5 p e r l b . 3 6 3 p e r l b

IP r o d u c t

/

F l u m eI B a c t e r i a c o u n t1 0 0 0 0 0 0 p e r m lB a c t e r i a c o u n t1 6 8 0 0 0 0 0 0 p e r m l

F i g u r e 4 . R e u s e a n d r e c i r c u l a t i o n o f w a t e r i n t o m a t o w a s h i n g a n d I l u m i n g . R e c i r c u l a t i o n o fw a t e r i n t h e f i r s t f l u m e c a u s e d a n i n c r e a s e i n s p o r e c o u n t f o r t o m a t o e s l e a v i n g t h e f l u m e .

c o n t a i n i n g a l o w - f o a m , h i g h l y a l k a l i n e d e t e r g e n t a t a p p r o x i m a t e l y p H 1 2w i l l r e m o v e m o r e t h a n 9 0 p e r c e n t o f t h e e g g s . A d e q u a t e s p r a y - r i n s i n g a f t e rt h e d e t e r g e n t w a s h r e d u c e d t h e r e s i d u e t o a l e v e l m u c h l o w e r t h a n c o u l db e d e t e c t e d b y a n y k n o w n c h e m i c a l m e t h o d o f a n a l y s i s .

1

T o m a t o e sF r o m l u g b o xS p o r e c o u n t :

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L . C . G I L D ET h e p r e v i o u s p a r a g r a p h s h a v e h i g h l i g h t e d t h e i m p o r t a n c e o f t h e i n t e r -r e l a t i o n o f p r o c e s s a n d w a t e r u s e . T h e r e a l w a y s h a s b e e n a n d w i l l c o n t i n u et o b e a d e l i c a t e b a l a n c e b e t w e e n w a t e r c o n s e r v a t i o n a n d s a n i t a t i o n . T h e r ei s n o s t r a i g h t f o r w a r d s i m p l e f o r m u l a t o o b t a i n t h e l e a s t w a t e r u s e . E a c h c a s ea n d e a c h f o o d p r o c e s s h a s t o b e e v a l u a t e d w i t h t h e e q u i p m e n t u s e d i n o r d e rt o c o m e u p w i t h s a t i s f a c t o r y p r o c e d u r e s i n v o l v i n g w a t e r u s e , c h l o r i n a t i o n ,a n d o t h e r f a c t o r s s u c h a s d e t e r g e n t s . U n f o r t u n a t e l y , t h e i n d u s t r y i s f a c e d w i t hc o u n t e r d e m a n d s . T h e r e i s m o r e a n d m o r e a t e n d e n c y t o w a r d s b u l k h a n d l i n go f f o o d , w h i c h t h e n b a s e d o n o u r l i m i t e d k n o w l e d g e t o d a y r e q u i r e ss e e m i n g l y l a r g e r f l u m i n g s y s t e m s w i t h m o r e w a t e r t o h a n d l e t h e s e l a r g e b u l kq u a n t i t i e s o f f o o d . I t i s a p p a r e n t , h o w e v e r , t h a t t h e m o s t e f f e c t i v e m e a n s o fa b a t i n g w a t e r p o l l u t i o n a r e i n - p l a n t m o d i f i c a t i o n s t o r e d u c e w a t e r c o n s u m p -t i o n u n d e r s a n i t a r y c o n d i t i o n s a n d t o p r e v e n t w a t e r - c o n v e y i n g o f s o l i dw a s t e s .T h e d i s c u s s i o n u p t o t h i s p o i n t h a s b e e n l i m i t e d p r i m a r i l y t o t h e f l u m i n ga n d w a s h i n g o f f o o d s . A f t e r l i m i t e d p r o c e s s i n g , s u c h a s p e e l i n g , i t i s f r e q u e n t l yn e c e s s a r y t o f l u m e c u t f r u i t s u c h a s p e a c h e s . T h i s f l u m e w a t e r i s a s o u r c e o fl a r g e w a t e r u s e a n d a p o t e n t i a l w a s t e l o a d . R e c e n t l y , i t h a s b e e n d e t e r m i n e dt h a t b y c o n t r o l l i n g t h e p H b y t h e a d d i t i o n o f c i t r i c a c i d , i t p o s s i b l e t o r e d u c et h e w a t e r u s e a n d a l s o h a v e n o i n c r e a s e i n b a c t e r i a l n u m b e r s . A s s h o w n i nF i g u r e 6 , a p H o f 4 w i l l m a i n t a i n o p t i m u m c o n d i t i o n s w i t h c u t f r u i t , s u c h a s

8 0 0 p H 7 . 07 0 0

6 0 0 p H 6 . 0 5 0 04 0 03 0 0C

Uc 2 0 0p H 5 . 01 0 0

0

1 2 3 4 5 6N u m b e r o f h o u r sF i g u r e 6 . E f f e c t o f p H c o n t r o l o n t h e g r o w t h o f b a c t e r i a l c e l l s .

p e a c h e s . F i g u r e 7 s h o w s a t y p i c a l s y s t e m f o r c o n t r o l l i n g a n d m o n i t o r i n g t h ec o n v e y i n g o f c u t f r u i t t o m a i n t a i n a c o n s t a n t p H o f 4 . T h e s y s t e m n o t o n l yr e d u c e s t h e t o t a l v o l u m e o f w a t e r r e q u i r e d a n d t h e r e f o r e t h e a m o u n t o f1 4 8

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M E A S U R E S A G A I N S T W A T E R P O L L U T I O N I N F O O D I N D U S T R Y

w a s t e w a t e r d i s c h a r g e d , b u t i n c r e a s e s t h e p r o d u c t y i e l d a s a r e s u l t o f d e c r e a s ei n t h e l o s s o f s o l i d s d u e t o l e a c h i n g o f s u g a r a n d a c i d s . C o n s e q u e n t l y , t h e r e i sa r e d u c t i o n i n t h e t o t a l p o u n d s o f o r g a n i c p o l l u t a n t s i n t h e w a s t e w a t e r .A n o t h e r a d v a n t a g e i s i m p r o v e d f l a v o u r a n d c o l o u r o f t h e c a n n e d f r u i t d u e t ob e t t e r r e t e n t i o n o f s o l u b l e s o l i d s .I t i s n o t p o s s i b l e t o c o v e r a l l t h e c o n c e p t s a n d r a m i f i c a t i o n s i n h e r e n t i nv a r i o u s f o o d p r o c e s s i n g i n d u s t r i e s t o r e d u c e w a t e r a n d a t t h e s a m e t i m em a i n t a i n p r o d u c t q u a l i t y w h i l e a l s o r e d u c i n g w a s t e l o a d s . W h e r e v e r p o s s i b l e ,t h e f o o d s h o u l d b e h a n d l e d b y e i t h e r a m e c h a n i c a l b e l t o r p n e u m a t i c d r yc o n v e y i n g s y s t e m . I f p o s s i b l e , t h e f o o d s h o u l d b e c o o l e d b y a n a i r s y s t e mr a t h e r t h a n t h e n o r m a l w a t e r c o o l i n g s y s t e m . A n o u t s t a n d i n g e x a m p l e o fw a t e r c o n s e r v a t i o n a n d w a s t e r e d u c t i o n w a s d e s c r i b e d b y M r . G r a n v i l l eP e r k i n s o f A r t i c h o k e I n d u s t r i e s I n c . i n C a s t r o v i l l e , C a l i f o r n i a a t t h e r e c e n tN a t i o n a l S y m p o s i u m o n F o o d P r o c e s s i n g W a s t e s i n P o r t l a n d , O r e g o n i nA p r i l , 1 9 7 0 . T h i s o p e r a t i o n , o v e r a t e n y e a r p e r i o d o f t i m e w h i l e t h e v o l u m eo f p r o d u c t p r o c e s s e d i n c r e a s e d , w a s a b l e t o r e d u c e t h e v o l u m e o f w a s t e l o a df r o m 4 0 0 0 0 0 g a l l o n s p e r d a y w i t h a B O D o f 1 5 0 0 p p m t o a p r e s e n t o u t p u t o f

4 0 0 0 0 g a l l o n s p e r d a y w i t h 1 2 0 0 p p m B O D . T h i s w a s a c c o m p l i s h e d b y m a n yu n i q u e s y s t e m s s u c h a s u s i n g f o g n o z z l e s f o r w e t t i n g p r o d u c t i n o r d e r t o r e d u c et h e o x i d a t i o n r a t h e r t h a n f l o o d i n g t h e p r o d u c t w i t h s p r a y s o r f l u m i n g i t i nw a t e r . P n e u m a t i c s e p a r a t o r s r e p l a c e d r o d r e e l w a s h e r s . T r i m m i n g m a c h i n e sw e r e r e d e s i g n e d t o i n c o r p o r a t e p n e u m a t i c s e p a r a t i o n a t t h e p o i n t o f c u t t i n g .A t e v e r y s t e p , w h e r e p o s s i b l e , w a s t e w a s s e p a r a t e d f r o m p r o d u c t a n d h a n d l e dd r y . P r o d u c t c o o l i n g w a t e r f o r t h e f r e e z e r l i n e i s r e c i r c u l a t e d , s c r e e n e d ,r e f r i g e r a t e d a n d u s e d o v e r a n d o v e r . A l o w - p H c i t r i c a c i d s o l u t i o n m i n i m i z e sb a c t e r i a l b u i l d u p a t t h e 5 0 F t e m p e r a t u r e . B l a n c h e r m a k e - u p w a t e r i s h e l dt o a n a b s o l u t e m i n i m u m s i n c e t h i s i s t h e h i g h e s t B O D w a t e r w i t h i n t h e p l a n t .

1 4 9

A c i dc o n c e n t r a t e

IP u m p

p H c o n t r o L t e r

F i g u r e 7 . p H c o n t r o l o f r e c i r c u l a t e d p u m p i n g w a t e r .

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L . C . G I L D ET h e r e c e r t a i n l y i s a n e e d f o r m o r e i n n o v a t i v e a t t a c k s t h r o u g h o u t t h e f o o dp r o c e s s i n g i n d u s t r y s u c h a s h a s b e e n a c c o m p l i s h e d i n t h i s p l a n t .T h e s e g r e g a t i o n o f w a s t e w i t h i n a p l a n t c a n b e i m p o r t a n t t o o p t i m i z i n gt h e l e a s t - c o s t a p p r o a c h t o w a r d s w a s t e t r e a t m e n t . F i g u r e 8 s h o w s a t y p i c a lb r e w e r y a n d t h e f a c t t h a t t h r e e p e r c e n t o f t h e f l o w c o n t a i n s 5 9 p e r c e n t o f t h e

C o o l i n g a n d J Y e a s t a n dc o l d s t o r a g e f e r m e n t e rO / 0 B O D 5 9 I B O Of l o w H f L o w

B O D . I n a c a s e s u c h a s t h i s , i t i s n o r m a l l y l e s s e x p e n s i v e t o t r e a t t h i s s m a l lf l o w s e p a r a t e l y r a t h e r t h a n t o m i x i t w i t h t h e e n t i r e p l a n t w a s t e f l o w . T h i sc a n b e o f v a l u e w h e n a p l a n t t r e a t s i t s o w n w a s t e s , o r i n c a s e s w h e n i t r e l e a s e si t s w a s t e t o a m u n i c i p a l i t y w h e r e s u r c h a r g e s m i g h t b e r e q u i r e d f o r h i g h -s t r e n g t h w a s t e .W A S T E T R E A T M E N T

T h e N a t i o n a l C a n n e r s A s s o c i a t i o n d e v e l o p e d T a b l e 1 t o s h o w t h e d i f f e r e n tt y p e s o f w a s t e a n d h o w t h e y c a n b e t r e a t e d . T h e a s t e r i s k i n d i c a t e s w h i c h o ft h e s e m e t h o d s h a v e b e e n s t u d i e d u n d e r s p e c i a l r e s e a r c h p r o j e c t s b y t h e N C A .F i g u r e 9 s h o w s t h e c o m p l e x i t y o f w a s t e t r e a t m e n t i n a w a s t e t r e a t m e n t m a z ea n d t h e n u m b e r o f d e c i s i o n s a n d t y p e s a n d m e t h o d s o f t r e a t m e n t f o r a f o o dp r o c e s s i n g w a s t e . T h e r e i s n o s i m p l e r u l e o f t h u m b t o g u i d e t h e f o o d p r o c e s s o ri n t o t h e m o s t p r a c t i c a l a n d e c o n o m i c a l m e t h o d o f t r e a t m e n t . E a c h t y p e o fs y s t e m a n d a p p r o a c h m a y h a v e m e r i t , d e p e n d i n g u p o n t h e p e c u l i a r i t y o ft h e l o c a l c o n d i t i o n s o r c i r c u m s t a n c e s . T h e f o o d p r o c e s s o r , i f h e d o e s n o th a v e h i s o w n s a n i t a r y e n g i n e e r i n g s t a f f , h a s t o d e p e n d u p o n c o n s u l t i n ge n g i n e e r s a n d s h o u l d b e s u r e t h a t t h o s e w h o m h e c a l l s u p o n t o p e r f o r ms u c h s e r v i c e s h a v e w i d e - s p r e a d k n o w l e d g e i n t h e a r e a o f t h e c h a r a c t e r i s t i c so f f o o d p r o c e s s i n g w a s t e s a n d h o w t h e y c a n b e t r e a t e d i n o r d e r t h a t h e c a nr e c e i v e t h r o u g h t h i s s e r v i c e t h e m o s t e c o n o m i c a l s y s t e m p o s s i b l e .L i t e r a t u r e i s w e l l d o c u m e n t e d w i t h m o s t o f t h e c o n v e n t i o n a l m e t h o d s o f

f o o d p r o c e s s i n g w a s t e t r e a t m e n t s y s t e m s . F o r t h i s r e a s o n , t h i s p a p e r w i l l1 5 0

F i g u r e 8 . S o u r c e a n d r e l a t i v e s t r e n g t h o f w a s t e s f r o m b r e w e r y .

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3 I J I DJo d it i s i 1 i l un o m i s o i tl a s wt t a a o o o i qo d fom o i a s ( au p i c r nw l3 v o 3 - I s o l l( 1 5 1 1 1 3 1on o l s v i u p od iv a i r b s1' S We a w l s nlu l a ii in s t I s r i l1 q o a o l i r 1 qr ba l q o b l lv s r l3 Wt s q m o Du o 2f o c l q m . &At n a m b l u o r l al q m o l l s2 5 3 1 5u nio i s 3 o Ii l1 1 5 3l n l s i qn i a a a o 1 qo o lu o r l w

. a o e o q i n qn o m i s o u lo lr I o m r t o i w n as u i n s i tr bs i l i l ulb s mi l o s i l n t il 3 i r l wn s l qs x s Tu s q1 1 11h bol q m s x oi b u t s l a l u oi A o r bs s u llo c i t a mo i l s u l l i lo l lr i s l u s v or i sd lo l a at o i l s r n iu q a- 1 1 3i o t i s u l l f is u r r i s r i1s e o q a i b3 1 5 wl a s ws l 1 s a i o l o i da t s wt a n w a l li t so t s w1 2 5 woi o i t i i i u u ir bs r l lu o ms o bs a u ga a a s q m o a ' 1 1 s a n a s i qo n i s l r t o ol t a1 1 13 a s 3I u 3 f l u s qu d I1 11 1 0 21 1 1l do i l s u l l i l r t i n o i l s u l l i l r t if t S 3 i h h l g t ay n ss l d oll d t a a o qo ns wii t sb aa u o r n o q m i 3 1 1 11 t 1 2 U1 1 3 1 1 1 1 5 3 1 1J a s Woa a a 3 o u qt o i l s u l l i ls u u l s nn Tb n u o u gi ll i n m i l lsi io s l u u ad ta v oin i w o f l1a l s wa i i i u u qo d l o mo bn s l u a v o 3 1 1 3a nao u i J o l n o obs r l li t s !t or i oi s lia l a y an Tl o o d au o i i n u b a t a o l l o ami t si t s !u toa s l u u ai l ta a o u o s3 3 1 1 2i n tIo l fo l a s w u o b l n n q av i l0u o lsn s mAb l s b Ii bo l ta t 3 u b n o ai lt3 3 5 1 1 3 1i s i l T0 1i u f l0s u g s i bi l li ot w o r l asb b ai i iot oi s !3 1 53 ( 1 1 1

. t n s m J s i lo i l w i i l f la s h u ao i 1 j h i ii q 21s s 0 R3 1 1 12 2 0 1 3 5w o f ln sba qa r b n i. Oa 1 s m i x o u q q sa i l q q sio l s wt a s w m o l tb s mit o i t s a i l q q sn To q o l a n t w o ba v s u ll li lo i l i u u qii o u o r l wi t s ! . ' s bo qm o dr l g i aiz a o v i g1 1 wq o l aor b g n a !o o 1 - V Is d Iw o r l av s c la i b u l ao l i s l a U

1 3 6 11n t a m o u w p a u3 1 1 3q o l a n w o bi l lO I s 3 i a s Hn t O i l s D f l f l l J qv i l o a l i s a u o b l m u q a2 3 1 1 1oa o q m qh s mu Ta u a [ A n i i u q ac uoo l s m i u o qr br t o ' ( o d g i i i f l o r t n s i l oAa n o i l s o i l q q su o l i n ui io q o l ar bn ot a s wd l1 q q slta im m s u g o u qu i l c mi l tl1 a 1r bi t sa l a z ar bor t a i o f f i o1 1 1a a i J b a u h o ei l l1 1 1 wo n o st o i l o s o u - u o l n t io o gv s r lta b u oi il o n i n uo a d au bi l t a

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M E A S U R E S A G A I N S T W A T E R P O L L U T I O N I N F O O D I N D U S T R Yh u m u s a n d , i n p a r t i c u l a r , w i t h t h e m i c r o b i o l o g i c a l a c t i v i t y a n d t h e o r g a n i s m sw i t h i n t h e s o i l s t r u c t u r e .T h e p i t c h o f s l o p e i n P a r i s r a n g e s f r o m l e s s t h a n o n e p e r c e n t t o m o r e t h a n1 2 p e r c e n t . S t u d i e s l e d t o t h e c o n c l u s i o n t h a t a f l a t s l o p e e n c o u r a g e s p u d d l i n ga n d s u b s e q u e n t a n a e r o b i c c o n d i t i o n s w h i l e t h e r e t e n t i o n t i m e o n a s t e e ps l o p e w a s i n s u f f i c i e n t f o r c o m p l e t e d e g r a d a t i o n a t n o r m a l a p p l i c a t i o n r a t e s .T h i s e s t a b l i s h e d a d e s i g n c r i t e r i o n o f n o m o r e t h a n s i x p e r c e n t s l o p e b u t n o tl e s s t h a n t w o p e r c e n t .T h e a r e a h a d b e e n p l a n t e d t o R e e d C a n a r y G r a s s , F e s c u e , a n d R e d T o pB a s i c a l l y a n y w a t e r - t o l e r a n t g r a s s c a n b e u t i l i z e d b u t i t h a s b e e n f o u n d t h a tw h e r e t h e a r e a s s t a y w e t t e d , R e e d C a n a r y G r a s s w i l l p r e d o m i n a t e . R e e d

C a n a r y G r a s s y i e l d s a l a r g e q u a n t i t y o f e x c e p t i o n a l l y h i g h q u a l i t y h a y w h i c h ,a c c o r d i n g t o n u t r i t i o n a l a n a l y s i s , a p p r o x i m a t e s t h e v a l u e o f f i r s t q u a l i t ya l f a l f a . T h e c r u d e p r o t e i n r a n g e s u p t o 2 3 p e r c e n t a n d t h e m i n e r a l c o n t e n tw a s n e a r l y d o u b l e t h e q u a n t i t y f o u n d i n o t h e r g o o d q u a l i t y h a y . T h e h a r v e s t -i n g o f h a y p r o v i d e s a n e f f i c i e n t m e t h o d o f r e c l a i m i n g p a r t o f t h e p l a n tn u t r i e n t s w h i c h a r e r e l e a s e d w h e n t h e v e g e t a b l e m a t t e r c o n t a i n e d i n t h ee f f l u e n t d e c o m p o s e s . S a l e o f t h e h a y r e a l i z e s a p p r o x i m a t e l y a n e i g h t p e r c e n tr e t u r n o n t h e o p e r a t i n g c o s t s .T h e o v e r l a n d f l o w s y s t e m h a s t h e o u t s t a n d i n g c a p a b i l i t y o f h a n d l i n gs h o c k l o a d s o n t h e o n e h a n d a n d p e r i o d s o f l o n g s h u t d o w n s a n d i m m e d i a t es t a r t - u p s o n t h e o t h e r , p r o d u c i n g e x c e l l e n t r e s u l t s i n e i t h e r c a s e . I n a d d i t i o n ,w i d e v a r i a t i o n s i n e f f l u e n t c h a r a c t e r s u c h a s o c c u r d u r i n g n i g h t c l e a n u pp r o d u c e n o a d v e r s e e f f e c t s . A s a n e x a m p l e , t h e e f f l u e n t f l o w i n g o f f t h e s l o p en e v e r v a r i e s f r o m 6 . 8 t o 7 . 0 p H . w h e r e a s e a c h n i g h t t h e w a s t e a p p l i e d o n t h es l o p e r e a c h e s a p H o f 1 2 f o r a p p r o x i m a t e l y o n e h o u r a n d s o m e t i m e s f o r a sl o n g a s t h r e e h o u r s . F i g u r e 1 1 p r o v i d e s d r a m a t i c e v i d e n c e o f t h i s , s h o w i n g t h e

D i u r n a l v a r i a t i o n o . f e l e c t r i c a lc o n d u c t i v i t y o f w a s t e w a t e r D i u r n a l v a r i a t i o n o f e l e c t r i c a lc o n d u c t i v i t y o f f i e l d e f f l u e n t8 0 0

Eo 7 0 0Lc i ,aU )0- cE0

. 1 : 5 0 0E4 0 0>0

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S p r i n go S u m m e rx A u t u m nv W i n t e r_ _ - o - - - - a - - -

I - v

I I I I I IM 3 6 9 N 3 6 9 M M 3 6 9 N 3 6 9 MT i m e o f d a y

F i g u r e i i . D i u r n a l v a r i a t i o n o f e l e c t r i c a l c o n d u c t i v i t y o f w a s t e w a t e r a n d o f f i e l d e f f l u e n t .1 5 5

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L . C . G I L D Ed i u r n a l v a r i a t i o n s o f e l e c t r i c a l c o n d u c t i v i t y o n t h e s l o p e f o r e a c h o f t h es e a s o n s o f t h e y e a r . T h e h i g h e r c o n d u c t i v i t y i n t h e r u n o f f d u r i n g t h e s u m m e r -t i m e i s d u e t o t h e i n c r e a s e i n e v a p o t r a n s p i r a t i o n a n d t h e d e c r e a s e i n t h ev o l u m e o f r u n o f i l A n a l y s i s o f g r o u n d w a t e r s a m p l e s s h o w e d t h a t w h i l em i n e r a l s a l t s h a d i n c r e a s e d m a r k e d l y o v e r a f i v e - y e a r p e r i o d o f t i m e , t h et o t a l a c c u m u l a t i o n w a s n o t c r i t i c a l a n d t h e r e w a s s o m e i n d i c a t i o n t h a t t h er a t e o f i n c r e a s e m i g h t b e l e s s . B a s e d o n t h e d a t a a c c u m u l a t e d t o d a t e , n os i g n i f i c a n t d i s t u r b a n c e i s a n t i c i p a t e d t o t h e s o i l s t r u c t u r e f o r p e r h a p s 3 5 t o5 0 y e a r s a n d a n e q u i l i b r i u m s t a g e d u e t o r a i n f a l l w i l l b e r e a c h e d s o m e -t i m e i n t h e i n t e r i m .I f a s i n g l e t e r r a c e d s l o p e i s a c c i d e n t a l l y o v e r l o a d e d o r s u f f e r s a m e c h a n i c a lf a i l u r e , t h e e f f l u e n t t r e a t m e n t c o n t i n u e s i n t h e l o n g t e r r a c e s a n d w a t e r w a y sb e f o r e t h e e f f l u e n t r e a c h e s t h e r e c e i v i n g s t r e a m . I n o t h e r w o r d s , a g r e a t d e a lo f f a i l - s a f e c a p a c i t y i s b u i l t i n t o t h e s y s t e m .T h e s y s t e m i s o u t s t a n d i n g l y s u c c e s s f u l e v e n d u r i n g t h e w i n t e r t i m e a n ds u b - f r e e z i n g w e a t h e r d u r i n g w h i c h i c e h a s a c c u m u l a t e d o n t h e g r o u n db e n e a t h t h e s p r i n k l e r s . U n t i l r e c e n t m i c r o b i o l o g i c a l s t u d i e s w e r e m a d e , t h ee x a c t e x p l a n a t i o n f o r t h i s w a s n o t k n o w n . I t i s a w e l l - k n o w n f a c t t h a t t h er e s p i r a t i o n o f m i c r o o r g a n i s m s s l o w s d o w n a s t h e t e m p e r a t u r e d e c r e a s e s .H o w e v e r , i n t h e s y s t e m a s t h i s o c c u r s a n d a s w i n t e r c o m e s a l o n g , t h e n u m b e r so f o r g a n i s m s i n t h e a r e a s w h e r e t h e w a s t e i s a p p l i e d i n c r e a s e d m a n y - f o l do v e r t h e d e c r e a s e d m e t a b o l i s m r a t e o f t h e o r g a n i s m s p r e s e n t , t h e r e f o r ea c c o u n t i n g f o r t h e e x c e l l e n t t r e a t m e n t . T h i s i s s h o w n i n F i g u r e 1 2 w h e r e

1 9 6 8 1 9 6 9F i g u r e 1 2 . T o t a l m i c r o b i a l p o p u l a t i o n o n c o n t r o l s a n d t e s t l o t s .

1 5 6

o - C o n t r o l L o tx T e s t L o t6 0 0

5 0 0

4 0 00U IE0 1U IEU )C a 2 0 00

1 0 0

A p r J u n e A u g O c t D e c F e b A p rM a y J u l y S e p t N o v J a n M a r M a y

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M E A S U R E S A G A I N S T W A T E R P O L L U T I O N I N F O O D I N D U S T R Yd u r i n g t h e w i n t e r m o n t h s t h e t o t a l n u m b e r o f o r g a n i s m s o n t h e t r e a t m e n ta r e a s e x c e e d s b y m a n y t i m e s t h e t o t a l n u m b e r o f o r g a n i s m s i n t h e c o n t r o l a r e a .T h e o v e r l a n d f l o w s u r f a c e f i l t r a t i o n t e c h n i q u e h a s b e e n d e v e l o p e d t o t h ep o i n t t h a t a n e x c e p t i o n a l l y h i g h d e g r e e o f w a s t e p u r i f i c a t i o n h a s b e e nd e m o n s t r a t e d . T h e s y s t e m a t P a r i s , T e x a s h a s a v e r a g e d i n e x c e s s o f 9 9 p e rc e n t r e d u c t i o n i n B O D f o r o v e r f i v e y e a r s . T a b l e 2 s h o w s t h e e f f i c i e n c y o f

T a b l e 2 . T r e a t m e n t e f f i c i e n c y o f t h e o v e r l a n d f l o w s y s t e m

P a r a m e t e rM e a n c o n c e n t r a t i o n , m g / I P e r c e n t r e m o v a l

W a s t e w a t e r S e c t i o n C o n c e n t r a t i o n M a s se f f l u e n t b a s i s b a s i sT o t a l s u s p e n d e d s o l i d s 2 6 3 1 6 9 3 . 5 9 8 . 2T o t a l o r g a n i c c a r b o n 2 6 4 2 3 9 0 . 8 B i o c h e m i c a l o x y g e n d e m a n d 6 1 6 9 9 8 . 5 9 9 . 1T o t a l p h o s p h o r u s 7 . 6 4 . 3 4 2 . 5 6 1 . 5T o t a l n i t r o g e n 1 7 . 4 2 . 8 8 3 . 9 9 1 , 5

t h e s y s t e m f o r o n e y e a r . T h e B O D a p p l i e d h a s a v e r a g e d l e s s t h a n 1 0 p p mB O D . T h i s u n i q u e t e c h n i q u e o f t r e a t m e n t n o w e x t e n d s t h e h i g h l y e f f i c i e n tp e r f o r m a n c e t o a r e a s o f i m p e r m e a b l e s o i l w h e r e s p r a y i r r i g a t i o n u s e w a sf o r m e r l y c o n s i d e r e d i m p o s s i b l e o r i m p r a c t i c a l .A n o t h e r e x a m p l e o f a d a p t i n g w a s t e t r e a t m e n t s y s t e m s t o t h e n a t u r a le n v i r o n m e n t a n d g e o g r a p h i c a l c o n d i t i o n s i s t h e p o u l t r y p r o c e s s i n g o p e r a t i o no f C a m p b e l l S o u p C o m p a n y i n S u m t e r , S o u t h C a r o l i n a . A t t h i s s i t e , t h e s o i lh a d a h i g h i n f i l t r a t i o n c a p a b i l i t y f o r t h e f i r s t f i v e t o s e v e n f e e t a n d t h e n ad e n s e r c l a y s t r u c t u r e w a s e n c o u n t e r e d . T h e l a n d w a s a b s o l u t e l y f l a t a n d a n yh e a v y d o s a g e o f w a s t e w o u l d h a v e c r e a t e d a q u a g m i r e o r m a r s h . T h e e n t i r e

f i e l d w a s u n d e r - d r a i n e d a t 2 0 0 - f o o t s p a c i n g s w i t h p e r f o r a t e d p i p e w r a p p e di n f i b e r g l a s s m a t t i n g . T h i s p i p e c o n d u c t e d t h e d r a i n a g e t o a n a t u r a l l a g o o nw h i c h i s k n o w n l o c a l l y a s a C a r o l i n a B a y o r s a v a n n a h . T h i s i s s h o w nd i a g r a m m a t i c a l l y i n F i g u r e 1 3 . T h e c o n c e p t o f t r e a t m e n t w a s t o h a v e c o m -p l e t e b i o l o g i c a l d e c o m p o s i t i o n w i t h t h e s p r a y s y s t e m a n d t o f o l l o w u p w i t ha p o l i s h i n g p o n d . I n a c t u a l o p e r a t i o n , t h e i n f i l t r a t i o n r a t e o f t h e s u b - s o i li s s u f f i c i e n t l y h i g h a s t o k e e p t h e d r a i n a g e t o t h e l a g o o n a t a p p r o x i m a t e l yt e n t o s i x t y p e r c e n t o f t h e a p p l i e d f l o w d e p e n d i n g u p o n t h e s e a s o n o f t h ey e a r a n d t h e a m o u n t o f e v a p o t r a n s p i r a t i o n . O f c o u r s e , n o t a l l o f t h e w a t e r i sp a s s e d o f f t o t h e a t m o s p h e r e . A m a j o r p o r t i o n o f t h e w a t e r i n f i l t r a t e s i n t ot h e g r o u n d b e c a u s e o f t h e f a c t t h a t t h e d r a i n a g e f i e l d a c t s a s a f r e n c h d r a i ns y s t e m s o t h a t a l t h o u g h i n t h e i m m e d i a t e a r e a o f a p p l i c a t i o n t h e p e r f o r a t e dp i p e i s q u i t e a c t i v e i n c a r r y i n g t h e w a t e r t o t h e l a g o o n , t h e f l o w t r a v e l s t h r o u g hs o m u c h u n s a t u r a t e d a r e a i t r e i n f i l t r a t e s i n t o t h e s u b - s o i l a n d t h e r e f o r e t h e r ei s a w a t e r l o s s o n t h e w a y t o t h e l a g o o n .T h i s s y s t e m h a s a l s o b e e n h i g h l y e f f i c i e n t . T h e s p r a y s a r e l a i d o u t o n ap e r m a n e n t u n d e r g r o u n d s y s t e m . T h e r e i s n o a b o v e - g r o u n d p i p i n g . T h es p r a y s a r e o n a 1 2 0 - f o o t t r i a n g u l a r s p a c i n g . T h e a p p l i c a t i o n r a t e e x c e e d s o ns o m e d a y s o n e i n c h p e r d a y . T h e e t l i c i e n c y o f t h e s y s t e m i s 9 9 p e r c e n t o n a1 5 7

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E I U J I DJ

. 1 n m J s i i3 1 2 \ ( ao i i j n t l f l r o i i E m i{ i q 2Eu f ls i l t1n i oo nf i si l ton s i 3 i T 1 si l Ta i a s c lw r o m s t1 0 f fn u o qs l o t a o i i s vs k l q q sl a s wi l Tn o i l 3 n b s l1 0 f fr i s os qoI t1o o g s [ a a s [o o s li l ttn s u f f l su bs l q m s aI n1 3 k w1 0 f fq qO Qt0o l t g n i v k s s s ti l lfo o s Ii l lo l ti o t t i n t l c l x si l li t s1 0 f fq q1u l l . c r o an q q( I s l s m i x o I q q nif 5 3 1 1 2

s i l lI I D 1 t h 1 I i I 5s t a I an s m t s s i lt a s wol q m s x sn sto t t n l t s t a i t in T a m i c i tsn i l a s l t l ss u t D n s ai [b I k wm o 3 s da n dn o qi l Tt r I s m n o l i v n s t a i g o l o i l t i m ot s' ( E bI n i t aiOo l sn o l s r ln I d2 t 5 1 5t U 1 )l w o l I s t s wo b os d m t r ng i s [n dn o qi l Ta b i i dos i s q aw t - J 1 i 1s i i i t n s b is i l h u ein s i l ar n v i s o s li l Tr l a i ls i l t oi ms s 1 d1 l i s i j l da n d1 l u o m - s i s Ie 2 1 5 8 8 1 1 f f li t sm 1 i i l aa i t z s wos q tnn i i u o d m n lt s l as u J t n nl ti i . l i I s i J pl g i i ls m s i t x sos t n wm v i s 3 s iin i l n a i b n i

J A a o a wT a A Wu u o a b s v l o v n i1i t a n h n ki i a a s o o i qo o li l ts i l ti ms t n i o qo n i t a d Ai l T t [ n n h r u i c l sii i l Tl s i m J a n o 3i l lli s ii l lo l tn s m n o m r n sl o t( 1 11 3 1 w s i l ts b u I 3 n i1 3 1 1 1 wl a s wo d ti [ o ao k t n l s h i a n o 3l n iA s tws i l w5 5 1 3 b s 3 u b o l qs t a n wa q o l ai nom i a s v i n i li t sn i w o l gi l tis a n b o i qs t a n w . i s m u a n o ai t st s h i s t s ii l lJs a n b o i qs t a s wi t si i a a s a o i qo d fi s i l llli u l h i n i i g s s i r n o l k l s Dsl a u a a s l n l am o ai ln i t a s i s t n I a s n o s t s ai l ln i t a i l\ &Ti lw o i l ail i l Ts l a s wi l o aos a u b o i q8 3 3 1 5 1b og s n n o ti l Ts t a s ws q i a i n u mi t sl a s wn h l a u b n is l a s ws r n t h n k i g so s i l lh s s a x slh i s i l a i oo[ i li l li ii s th o o bi t sa s ? s s IA I s t a 8

4 . r I q t c v u 2 X e ; e w 1 s r ? ; . -1 q e L 8 L o n u q b s & o o ; s qL e Q 4 L U G U

- - F U i f f l z f l O L i 2 ? k ? G W- -a b L c R L I J Q V -

I4 -

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M E A S U R E S A G A I N S T W A T E R P O L L U T I O N I N F O O D I N D U S T R YT a b l e 3 . P r o d u c t i o n o f t o t a l s o l i d w a s t e s C a l i k r n i a , 1 9 6 7 *

C a t e g o r y o f w a s t e A m o u n t s p r o d u c e d( m i l l i o n s o f t o n s )A g r i c u l t u r a l w a s t e s :A n i m a l m a n u r e s 2 1 . 8F r u i t a n d n u t c r o p s 2 . 4F i e l d a n d r o w c r o p s 1 0 . 7i n d u s t r i a l w a s t e sF o o d p r o c e s s i n g 2 . 1L u m b e r i n d u s t r y 8 . 0C h e m . a n d p e t r o l e u m 0 . 5M a n u f a c t u r i n g 3 . 1M u n i c i p a l w a s t e s :

R e s i d e n t i a l 8 . 9C o m m e r c i a l 9 . 7D e m o l i t i o n 3 . 0S p e c i a l 1 . 3

T o t a l o f s o l i d w a s t e s 7 1 . 5F r o m i n d u s t r i a l S o l i d W a s t e P r o d u c t i o n a n d D i s p o s a l i nC a l i f o r n i a . J a m e s C o r n e l i u s . C a l i f o r n i a V e c t o r l ' i e w s . 1 6 , N o . 5 ;

M a y ( 1 9 6 9 ) .t o n n a g e o f h a r v e s t e d c r o p s h a u l e d t o t h e m a r k e t . O f c o u r s e , t h e m o s ts i g n i f i c a n t o f a l l f a r m w a s t e s a r e t h e a n i m a l m a n u r e s .S t u d i e s b y t h e N a t i o n a l C a n n e r s A s s o c i a t i o n h a v e s h o w n t h a t t o p r o c e s s1 0 0 p o u n d s o f r a w f o o d s f o r t h e A m e r i c a n h o u s e w i t r e q u i r e s o n t h e a v e r a g et h a t 3 6 p o u n d s o f w a s t e m a t e r i a l s b e p r o d u c e d i n t h e c a n n e r y . A g a i n , o n t h ea v e r a g e , 1 8 o f t h e 3 6 p o u n d s o f w a s t e a r e r e c o v e r e d a s a n i m a l f e e d o r b y -p r o d u c t s . O f t h e 3 6 p o u n d s o f w a s t e , t e n p o u n d s m u s t b e h a n d l e d a n d d i s -p o s e d o f a s w e t s o l i d w a s t e . T h e i n t e r e s t i n g f a c t o r h e r e i s t h a t t h e c a n n e r ' sr o l e i n p r e s e r v i n g r a w f o o d s i s m o s t i m p o r t a n t , f o r i f t h i s e n t i r e f o o d p r o -c e s s i n g w e r e d o n e b y t h e h o u s e w i f e , i n s t e a d o f m o r e t h a n 5 0 p e r c e n t r e c o v e r yT a b l e 4 . P r o d u c t i o n o f s o l i d w a s t e i n t h e p r o c e s s i n g o f e a c h 1 0 0 p o u n d s o f s e l e c t e d f o o d s

P r o d u c t T o t a l w a s t ep r o d u c e d( I b s )U t i l i z e d a sb y - p r o d u c t( I b s )

H a n d l e d a ss o l i d w a s t e( I b s )

A p p l e s 3 0 2 0 1 0B e a n s , g r e e n 2 0 9 1 1B e e t s , c a r r o t s 5 3 3 0 2 3C i t r u s 5 0 4 3 7C o r n 6 5 6 2 3C r a b , s h r i m p 7 2 8 6 4F i s h 3 6 2 2 1 4O l i v e s 1 4 1 2 2P e a c h e s 2 7 5 2 2P e a r s 3 6 9 2 7P e a s 1 3 9 4P o t a t o e s ( w h i t e ) 4 9 2 8 2 1T o m a t o e s 1 2 2 1 1 0V e g e t a b l e s ( m i s c . ) 3 2 1 3 1 9

1 5 9

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L . C . G I L D Eo f w a s t e a s a b y - p r o d u c t , t h e 3 6 p o u n d s o f s o l i d w a s t e w o u l d b e d i s c h a r g e dt o t h e s e w e r o r p l a c e d i n t h e g a r b a g e c a n b y t h e h o u s e w i f e , t h u s i n c r e a s i n gt h e w a s t e d i s p o s a l p r o b l e m .I t i s a p p a r e n t t h a t w e , i n a l l s o l i d w a s t e d i s p o s a l p r o g r a m m e s , m u s tr e c y c l e a n d f i n d a g r e a t e r a m o u n t o f b y - p r o d u c t r e c o v e r y . T a b l e 4 s h o w st h e p r o d u c t i o n o f s o l i d w a s t e i n t h e p r o c e s s i n g o f 1 0 0 p o u n d s o f v a r i o u ss p e c i f i c f o o d s a n d t h e a m o u n t o f b y - p r o d u c t v e r s u s t h e f i n a l s o l i d w a s t et o b e d i s p o s e d o f U t i l i z a t i o n o f f o o d p r o c e s s i n g w a s t e a s a n i m a l f o o d i sc u r r e n t l y a w i d e l y u s e d m e t h o d f o r d i s p o s a l o f f o o d p r o c e s s i n g s o l i d w a s t e .I n s o m e a r e a s , t h e w a s t e f r o m s e a f o o d c a n n i n g i s p r e s s e d i n t o f i s h m e a l f o ra n i m a l f e e d o r i n t o f e r t i l i z e r m a t e r i a l . T o m a t o e s h a v e b e e n p r e s s e d a n dd e h y d r a t e d f o r u s e a s d o g f o o d a n d c a t t l e f o o d . P e a v i n e s , c o r n c o b s , a n dc o r n h u s k s h a v e a l s o b e e n u s e d i n t h e f e e d m a r k e t a r e a . C i t r u s p e e l w a s t em a y b e p r e s s e d f o r m o l a s s e s w h i c h m a y b e p r o c e s s e d , d r i e d , a n d s o l d a sc a t t l e f e e d . C e r t a i n t y p e s o f p i t s a n d n u t s h e l l s h a v e b e e n c o n v e r t e d t o c h a r c o a l .T h e r e a r e m a n y a r e a s i n w h i c h f o o d w a s t e c o u l d b e r e u s e d o r s o m e h o wr e c l a i m e d , t a k i n g b y - p r o d u c t s i n t o c o n s i d e r a t i o n . A m o n g t h e s e a r e s u c ht h i n g s a s p r o d u c t i o n o f a l c o h o l f r o m f r u i t w a s t e s a n d c o m p o s t i n g o f f r u i tw a s t e s o l i d s . L o o k i n g a t t h e m a t t e r p r a c t i c a l l y , h o w e v e r , w e f i n d t h a t t h er e c l a i m i n g o f w a s t e a n d b y - p r o d u c t s i n s o m e c a s e s i s a s f a r a w a y t o d a y a s i tw a s t e n o r t w e n t y y e a r s a g o b e c a u s e o f e c o n o m i c f a c t o r s . T h e s i m p l e f a c to f l i f e i s t h a t i n m o s t c a s e s i t i s m u c h c h e a p e r t o d u m p , l a n d f i l l , s p r e a d o n t h e

l a n d , o r d i s c h a r g e a t s e a r a t h e r t h a n t o a t t e m p t t h e m o r e c o s t l y a p p r o a c h e so f r e c l a m a t i o n . O n e h a s t o c o n c l u d e t h a t m a n y s o c i a l a n d e c o n o m i c f a c t o r sa r e a c t i v e l y c o u n t e r - c u r r e n t t o t e c h n o l o g i c a l a t t e m p t s t o r e c l a i m w a s t e s .W i t h t h e c o m p e t i t i v e c o n d i t i o n s o f t o d a y ' s m a r k e t p l a c e , t h e r e d o e s n o t a p p e a rt o b e m u c h c h a n c e o f a c h a n g e i n t h e i m m e d i a t e f u t u r e u n l e s s b y l e g a lr e s t r i c t i o n s o r s o m e f o r m o f s u b s i d y t h e p r e v a i l i n g e c o n o m i c c o n d i t i o n sc a n b e a l t e r e d .W i t h i n c r e a s e d u r b a n i z a t i o n t h e p r o b l e m i s m o u n t i n g . I n c r e a s i n gn u m b e r s o f l a n d f i l l o p e r a t i o n s a r e p r o h i b i t i n g o r d r a s t i c a l l y l i m i t i n g t h ei n c l u s i o n o f f o o d p r o c e s s i n g w a s t e s o l i d s . B e c a u s e u r b a n i z a t i o n i s t a k i n gu p m o r e a n d m o r e l a n d , i n m a n y c a s e s t h e d i s t a n c e s b e t w e e n p o t e n t i a l s i t e sf o r d i s p o s a l o r e v e n a r e a s o f u s e o f t h e f o o d w a s t e a s a n i m a l f e e d a r e b e c o m i n gm o r e a n d m o r e p r o h i b i t i v e b e c a u s e o f t r a n s p o r t a t i o n c o s t s . P r o b l e m sw i t h a n i m a l f e e d f r o m f o o d w a s t e s i s t h e l o w p r o t e i n c o n t e n t o f t h e w a s t ei n m a n y i n s t a n c e s , a n d p e r h a p s t h e m a j o r p r o b l e m c o n c e r n i n g d i s p o s a lo f a l l f o o d w a s t e i s t h e t i m i n g . T h e s e o p e r a t i o n s a r e s e a s o n a l i n n a t u r e ,c r e a t i n g t r e m e n d o u s p e a k s d u r i n g t h e l a t e s u m m e r m o n t h s c o m p l e t e l yd i s p r o p o r t i o n a t e t o a c t u a l n e e d o f p o s s i b l e b y - p r o d u c t u t i l i z a t i o n . I t i se v i d e n t t h a t t h o r o u g h o n - g o i n g r e s e a r c h p r o g r a m m e s a r e n e e d e d u n d e rt h e g u i d a n c e o f t h e b e s t t e c h n i c a l h e l p . W e a r e c o m i n g t o t h e p o i n t i nt i m e w h e n t h e s e p r o b l e m s m a y n o t b e a b l e t o b e h a n d l e d a s i s o l a t e d i n d i -v i d u a l c a s e s b u t p r o g r a m m e s w i l l h a v e t o b e l o o k e d a t a n d s o l u t i o n sd e v e l o p e d o n a r e g i o n a l b a s i s w h e r e i n c o m m u n i t y b o u n d a r i e s c a n n o t i s o l a t eo r t h w a r t t h e p r o g r e s s o f a u n i f i e d o v e r a l l a p p r o a c h t o t h e r e s o l u t i o n o fs o l i d w a s t e d i s p o s a l . I t i s e v i d e n t t h a t m u c h r e s e a r c h i s r e q u i r e d t o c o m e u pw i t h s a t i s f a c t o r y s o l u t i o n s a n d t h e r e i s a n e e d f o r e d u c a t i o n a l p r o g r a m m e sf o r t h e g e n e r a l p u b l i c t o p o i n t o u t t h e l o n g - r a n g e h a z a r d s o f o u r p r e s e n t1 6 0

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M E A S U R E S A G A I N S T W A T E R P O L L U T I O N I N F O O D I N D U S T R Ys o l i d w a s t e d i s p o s a l h a n d l i n g m e t h o d s a n d t h e n e e d t o s u p p o r t m o r er e a l i s t i c p r o g r a m m e s i n t h e f u t u r e t o a v o i d r e a c h i n g a c r i s i s s t a t e . W e c a n n o ta l w a y s e x p e c t b y - p r o d u c t r e c o v e r y t o b e a p r o f i t a b l e p r o g r a m m e a n de v e n t u a l l y i n t h e f u t u r e w i l l h a v e t o b e s a t i s f i e d t h a t e v e n t h o u g h t h e r e i s a n e tc o s t t o t h e i n d u s t r y , b y - p r o d u c t u t i l i z a t i o n m a y b e c h e a p e r t h a n o t h e rm e t h o d s o f d i s p o s a l . T h e m a j o r c a p i t a l c o s t s i n h e r e n t i n b y - p r o d u c t r e c o v e r ym a y d i c t a t e t h e n e e d f o r c e n t r a l i s e d r e c o v e r y a r e a s , e s p e c i a l l y f o r f o o dp r o c e s s i n g o p e r a t i o n s o f r a t h e r l i m i t e d v o l u m e i n o r d e r t o m a k e t h e p r o -g r a m m e e c o n o m i c a l l y f e a s i b l e .O u r g o a l s h o u l d b e t h e e l i m i n a t i o n o f t r a n s p o r t i n g a n y w a s t e s o l i d s i n a n yf o r m i n t h e v a r i o u s s t e p s f r o m t h e f a r m t o t h e p r o c e s s o r t o t h e c o n s u m e r .I d e a l l y , o n l y p e r f e c t c r o p s w i t h o u t c u l l s , t r i m s , o r r e j e c t s s h o u l d r e a c h t h ef o o d p r o c e s s o r . I n t u r n , t h e f o o d p r o c e s s o r s h o u l d d e v e l o p c o n v e n i e n c ef o o d s i n e d i b l e p a c k a g e s , t h u s e l i m i n a t i n g s o l i d s d i s p o s a l a t t h e h o m e .I n c o n c l u s i o n , w e c a n s o l v e o u r e n v i r o n m e n t a l p r o b l e m s o n l y t h r o u g h ac o o p e r a t i v e a p p r o a c h o f w a t e r c o n s e r v a t i o n , b y - p r o d u c t r e c o v e r y a n dp r o c e s s i n g r e v i s i o n . W e m u s t l e a r n t h r o u g h a h i g h e r d e g r e e o f e f f i c i e n c yp r o p e r m a n a g e m e n t o f o u r t w o m a j o r r e s o u r c e s f o o d s o l i d s a n d w a t e r . A ni m a g i n a t i v e m a n a g e m e n t c a n c o m e u p w i t h i n n o v a t i o n s o f i n - p l a n t c o n t r o la n d t r e a t m e n t a d a p t e d t o l o c a l c o n d i t i o n s t h a t a r e m o r e e c o n o m i c a l t h a na r e m o s t c o n v e n t i o n a l t r e a t m e n t m e t h o d s .

A C K N O W L E D G E M E N T ST h e a u t h o r a p p r e c i a t e s t h e h e l p f u l a s s i s t a n c e o f M r . W a l t e r M e r c e r o f t h eN a t i o n a l C a n n e r s A s s o c i a t i o n f o r c o n s u l t a t i o n , a n d , i n p a r t i c u l a r , f i xp r o v i d i n g s l i d e s w h i c h a r e r e p r e s e n t e d a s F i g u r e s 1 t o 7 a n d T a b l e s 3 a n d 4i n t h i s p a p e r .

B I B L I O G R A P H YW . A . M e r c e r , P h y s i c a l C h a r a c t e r i s t i c s o f R e c i r c u l a t e d W a t e r a s R e l a t e d t o S a n i t a r y C o n d i t i o n s .F o o d T e c h n o l o g y ( 3 3 5 ) 7 7 . M a r c h 1 9 6 4 .W . A . M e r c e r , W a t e r R e u s e a n d C o n s e r v a t i o n . P r e s e n t e d a t 9 t h A n n u a l S h o r t C o u r s e f o r t h e F o o dI n d u s t r y . U n i v e r s i t y o f F l o r i d a . S e p t e m b e r 1 9 6 9 .W . A . M e r c e r , P r o g r e s s T o w u r d O p t i m u m U t i l i z a t i o n o f W a t e r i n F o o d C a n n i n g . P r e s e n t e d a tS y m p o s i u m , I n n o v a t i o n s i n F o o d E n g i n e e r i n g . U n i v e r s i t y o f C a l i f o r n i a , B e r k e l e y , C a l i f o r n i a .M a r c h 1 9 7 0 .W . A . M e r c e r , S t a t e m e n t o n S o l i d W a s t e D i s p o s a l . P r e s e n t e d b e f o r e t h e S u b - C o m m i t t e e o n A i ra n d W a t e r P o l l u t i o n o f t h e C o m m i t t e e o n P u b l i c W o r k s , U . S S e n a t e , W a s h i n g t o n , D . C .F e b r u a r y 1 9 6 0 .G . A . P e r k i n s , C a s e H i s t o r y i n F o o d P l a n t W a s t e W a t e r C o n s e r v a t i o n a n d P r e t r e a t m e n t E x p e r i e n c e .N a t i o n a l S y m p o s i u m o f F o o d P r o c e s s i n g W a s t e s . F W P C A . P o r t l a n d , O r e g o n . A p r i l 1 9 7 0 .L . C . G i l d e , W a t e r P o l l u t i o n P r o b l e m s F a c i n g t h e F o o d I n d u s t r y . P r i n c e t o n U n i v e r s i t y S y m -p o s i u m , P r i n c e t o n , N e w J e r s e y . M a r c h 1 9 6 7 .L . C . G i l d e , E x p e r i e n c e s o f C a n n e r y a n d P o u l t r y W a s t e 7 3 e a t m n e n t O p e r a t i o n s . 2 2 n d A n n u a lP u r d u e I n d u s t r i a l W a s t e C o n f e r e n c e . M a y 1 9 6 7 .L . C . G i l d e , P o u l t r y P r o c e s s i n g P l a n t W a s t e W a t e r T r e a t m e n t S y s t e m E n h a n c e s t h e E n v i r o n m e n t .A S M E 1 9 7 0 A n n u a l C o n f e r e n c e , F o r t W o r t h , T e x a s . M a r c h 1 9 7 0 .L . C . G i l d e , F o o d P r o c e s s i n g W a s t e T r e a t m e n t b y S u r f a c e F i l t r a t i o n . N a t i o n a l S y m p o s i u m o nF o o d P r o c e s s i n g W a s t e , F W P C A , P o r t l a n d , O r e g o n . A p r i l 1 9 7 0 .

1 6 1