Kvalitet og prosess Omvendt Osmose (RO), avsalting med membraner.

Transkript

1 Kvalitet og prosess Omvendt Osmose (RO), avsalting med membraner. or å oppnå et vann med 1-3 kan ferskvann og saltvann blandes til ønsket salinitet, eller vann med ønsket salinitet kan produseres direkte med en kombinasjon av membraner for omvendt osmose og nanofiltrering. RO-membraner er tette filmer, med porestørrelser mindre enn 1 nm (0,001 µm). Tilnærmet alt løst materiale holdes tilbake, hva som kommer gjennom er basert på løselighet og diffusjon i selve membranmaterialet. Trykk er drivkraften for separasjonen, og i RO-anlegg må trykk fra 30 til 85 bar benyttes. I N-membraner er porene mellom 0,001 og 0,01 µm. Porene er så små at flere mekanismer finner sted samtidig ved filtrering: Separasjon basert på størrelse og fasong, løselighet og diffusjon i selve membranmaterialet og effekter av overflateegenskapene til membranen i hovedsak ladningen. Trykk er drivkraften for separasjonen, og nanofiltreringsanlegg opereres ved 8-40 bar, basert på hvor tett membranen er. or å produsere et vann med 1-3 direkte, må som nevnt en kombinasjon av RO-membraner og tette N-membraner brukes, og dermed et trykk opp mot 40 bar. Komponentene i et RO- eller N-anlegg er illustrert i igur 1. Hovedkomponentene er inntakspumpe, forfiltrering, høytrykkspumpe, energigjenvinner og membranene. God forbehandling med forfiltrering er viktig for å sikre stabil drift av anlegget. Membranene opereres i crossflow-modus, illustrert i igur 2. Det betyr at sjøvannet passerer over membranene, kun ferskvann/lavsaltvann kan passere membranene, som gir en lakestrøm og en ferskvann/lavsaltvannstrøm ut av membranene. Energigjenvinneren utnytter trykket i lakestrømmen til å senke energibehovet til høytrykkspumpa. igur 1: Prosessflytskjema med hovedkomponenter i et RO- eller N-anlegg. Sjøvann ake avsaltvann

2 igur 2: Illustrasjon av membraner operert i crossflowmodus. Vannkvalitet som følge av omvendt osmose eller nanofiltrering er avhengig av valg av membranmateriale, ionesammensetningen til inntaksvannet og driftsparametere som temperatur og trykk. En generell oversikt over vannkvalitet for vann produsert ved RO og N er vist i Tabell 1. Tabell 1: Vannkvalitet for vann produsert ved RO og N Vannkvalitetsparameter RO N Salinitet [ ] 0, NaCl [mg/l] Ca 2+ [mg/l] Mg 2+ [mg/l] SO 4 [mg/l] <5 <15 Suspendert materiale, parasitter, bakterier, virus 0 0 Et konkret eksempel på vannkvalitet som resultat av omvendt osmose er gitt i Tabell 2. Tabell 2: Eksempel på vannkvalitet som resultat av omvendt osmose Vannkvalitetsparameter Inntaksvann Avsaltet vann NH4 [mg/l] 0 0 K [mg/l] 360,70 1,65 Na [mg/l] 10143,91 40,46 Mg [mg/l] 1211,53 1,11 Ca [mg/l] 378,20 0,34 Sr [mg/l] 12,00 0,01 Ba [mg/l] 0,05 0,00 CO3 [mg/l] 6,87 0,00 HCO3 [mg/l] 140,50 0,83 NO3 [mg/l] 0,65 0,02 Cl [mg/l] 18219,20 66,63 [mg/l] 1,29 0,01 SO4 [mg/l] 2534,00 0,93 SiO2 [mg/l] 0,00 0,00 Br [mg/l] 4,00 0,66 CO2 [mg/l] 2,51 2,18 TDS [mg/l] 33032,78 115,74 ph 7,60 5,86 Vanvikan Akvaresh AS Per Kosberg

3 Design Data, Vikingbase, Smolt Atlantic Salmon 10 mill smolt per year System ish size Tot rearing Total flow low Tank size RAS turnover (% Makeup flow Retention time low per tank low per tank No of tanks/unit No of units volume per unit Tot volume (m3) (m3/h) per rounded (m3) of volume/day) (m3/h) (min) (m3/h) (/min) (m3) unit (m3/h) Hatching cabinet Eggs Start-feeding g % ry g ,249 27% ,042 Smolt g ,550 3,100 23% ,818 2, ,083 Total ,259 5, System Max. feeding (kg/day) Number of fish per unit eed rate (% of body weight) Temperature ( C) Salinity (ppt.) Water consumption (/kg feed/day) Biomedia (m3) Bioreaktor volume (m3) Biobloks (No) CO2 stripper (area, m2) Start-feeding , % 12 1 to ry , % 12 1 to Smolt 1,036 1,250, % 12 1 to Total 4, CO2 stripper (volume, m3) MAXIMA O2/O3 SITUATION PER WT UNIT MAXIMA O2/O3 SITUATION ARM TOTA Tank Design System O 2 for fish O O 3 (g/h) 2 for ozone O O 2 for fish (kg/h) O 3 (g/h) 2 for ozone low split (% Tank volume Diameter Dybde Ratio (kg/h) (kg/h) (kg/h) in center) Start-feeding ry , Smolt , Total ,644 40

4 Production Model, Vikingbase Smolt Atlantic Salmon, smolt Production (No/y) 10,000,000 Batches per year 4 Batch production 2,500,000 Harvest ish biomass eeding Tanks and density Biomass Biomass ish biomass eed eed eed eed cumul Total volume Tank size Max density from SGR %/D Temp Korr-fakt. Month Day Week no Weight (g) % of batch ish (No) Mean CR Ration (%/d) No of tanks Stock (kg/m3) (No) (t) (T) (kg/d) (kg/week) (T/week) (T/week) (m3) (m3) model ,598, Start-feeding ,594, % ,590, % ,586, % ,582, % ,578, % ,574, % ,570, % ,567, % ,563, % ,559, % ,555, % ,551, % ry ,547, % ,544, % ,540, % ,536, % ,532, % ,528, % ,525, % ,521, % ,517, % ,513, % ,510, % ,506, % Smolt ,505, % ,503, % ,502, % ,501, % % 2,500, ,500, %

5 Production plan, Vikingbase, 10 mill smolt per year Batch No of Year Week no 1 tanks 1 Start-feeding Batch No of no 2 tanks 13 ry Year Batch No of no 3 tanks 25 Smolt ,5 mill, 80 g Batch No of no 4 tanks Year

6 M M VANNBEHANDING SMOT UNIT 2 K EED STORAGE VANNBEHANDING YNGE UNIT 4 VANNBEHANDING YNGE UNIT 3 K J H VANNBEHANDING VANNBEHANDING S UNIT 3 S UNIT 4 S KAR SMOT KAR J H G KEKKERI SORTERING OMRÅDE 5000 G E VANNBEHANDING S UNIT 2 VANNBEHANDING S UNIT S KAR 8000 YNGE KAR YNGE KAR SMOT KAR E D D VANNBEHANDING YNGE UNIT 1 VANNBEHANDING YNGE UNIT 2 C C VANNBEHANDING SMOT UNIT 1 B PROJECT: B VIKINGBASE DWG TITE: OVERSIKT AYOUT-VIKINGBASE Aquaoptima AS A NAME SIGNATURE DRAWN YOGINI KHODKE YK CHECKED RUNE ERIKSEN RE APPROVED NOTE 4 3 DATE DWG NO.: 1 SHEET REV. A

7 Prinsipp teknisk prosess Split to 4 tanks NOTE 1 O2 cabinet OX Split to 4 tanks SOVOX C Booster pump Drum filter flushing pump Sludge collector AGA SOVOX Oxystream 2 x tank Eco-Trap with dead fish removal O2 x2 ish tanks x4 Side outlet from 4 tanks Bleeding water Drum filters lushing water from the drum filter Make up water Ozone NOTE 1 generator Protein skimmer complete system Air out of the building 990m3/h ORP Sludge from the Eco-Trap MBBR Reactor x2 CO2 extracted by the fan an MBBR flushing line CO2 degasser Blower Sludge to the belt filter IBC container NaOH ph Dosing pump ph Sal O2 CO 2 Oxy-Sump TGP Pump for ozonation Oxy-Pumps P Discharge to belt filter sump NOTE 1: IN COMMON OR A DEPARTMENTS oam from the Skimmers Sump flushing line Discharge to hovedavløpssump INES EGEND SENSORS Recycling water flow O 3 and O 2 flow low meter ORP Redox potential sensor Project: Tanks and main devices Sea water flow Sludge flow Air and CO 2 flow Control system line (I/O input) Control system line (material input) T ph Sal evel sensor Temperature sensor ph sensor Salinity sensor P O2 CO2 TGP Pressure sensor Oxygen and temperature sensor Carbon dioxide sensor Total gas pressure sensor AquaOptima AS NAME SIGNATURE DRAWN rancesco ormisano CHECKED APPROVED Rune Eriksen RE ars Andreas Østbø Munch AØM Title: DRAWING No.: 1285-V-C-06 SCAE: PAPER SIZE: SHEET: NO SCAE A1 6/6 REVISION DATE NOTE

8 YK M M K OVERSIKT- VENSTRE VIEW OVERSIKT- HØYRE VIEW K J J H H G G SMOT WT TOP VIEW TOP VIEW S WT S KAR SMOT KAR SMOT WT TOP VIEW RONT VIEW E E RONT VIEW YNGE KAR YNGE WT D HØYRE VIEW D C C S UNIT ISO VIEW B PROJECT: B VIKINGBASE DWG TITE: A 16 SMOT UNIT ISO VIEW YNGE UNIT ISO VIEW DRAWN Aquaoptima AS NAME SIGNATURE YOGINI KHODKE CHECKED RUNE ERIKSEN RE APPROVED NOTE 4 3 DATE VIKINGBASE - DETAI AYOUT DWG NO.: SCAE:1:1 SIZE:A1 SHEET 1 REV. A

9

10