Membranfiltrering aktuell teknologi som smittebarriere mot Moritella viscosa i lukkede oppdrettssystemer

Transkript

1 TEKSET 2014, 6. februar, Trondheim Membranfiltrering aktuell teknologi som smittebarriere mot Moritella viscosa i lukkede oppdrettssystemer Astrid Buran Holan (NTNU, Inst. for Vann og miljøteknikk/nofima) Stine Wiborg Dahle & Trond Rosten (SINTEF Fiskeri og havbruk AS) Forprosjekt finansiert av FHF høsten 2013 (pr. nr )

2 Bakgrunn Foto: Forskning.no Bakteriesykdommer tidvis stort problem i lakseoppdrett Vintersår forårsaket av bl.a. bakterien Moritella viscosa Ved inntak av sjøvann til settefisk Desinfeksjon med UV ikke effektiv nok som smittebarriere M. viscosa beskyttet i biofilm, partikler Post-smolt i lukkede eller semi-lukkede oppdrettsanlegg er vurdert som alternativ for å redusere laksens oppholdstid i åpne merder Behov for nye metoder som kan forbedre dagens teknologi for vanndesinfeksjon Membranfiltrering

3 Membranteknologi Trykkdreven teknologi for partikkelseparasjon MF >50 nm UF 2-50 nm NF <2nm Suspendert stoff Bakterier Makromolekyler, kolloider, proteiner og virus Divalente salter Sukkerarter RO Løselighet og diffusjon Vann Monovalente salter

4 Membranteknologi Trykkdreven teknologi for partikkelseparasjon MF >50 nm UF 2-50 nm Suspendert stoff Bakterier Makromolekyler, kolloider, proteiner og virus NF <2nm Vann Divalente salter Sukkerarter RO Løselighet og diffusjon Monovalente salter

5 Membranfiltrering Vi benyttet en ultrafiltrerings membran (UF) med 40 nm porer Lavt trykk (0,05 bar) I vår pilotoppsett ble permeatet tilbakeført til membrantanken Trykkforskjellen over membranen er drivkraften som fører til at råvannet filtreres gjennom membranporene Trykk (0,2 3 bar) eller vakuum (0,2 0,7 bar) Det produseres renset vann (permeat) Høyt vannutbytte > 95% Beleggdannelse motvirkes gjennom Bobling med luft Tilbakespyling UF/MF 30 over 200 L/m 2 /h Høy pakningstetthet Arealgjerrig

6 Områder der membraner brukes i dag Drikkevannsproduksjon Lello vannverk (Levanger) leverer opp til m 3 per dag * Basseng Lello vannverk, Levanger. Foto: Lars Østraat Avløpsvann Kommunalt og industrielt Gråvann Akvakultur? Foto: NINA/Forskning.no * Personlig kommunikasjon, Lello vannverk

7 Hypotese "membranfiltrering av kaldt sjøvann infisert med høy konsentrasjon av M. viscosa vil holde tilbake bakterien og det rensede vannet vil ha høy bakteriereduksjon"

8 Metode 1. Moritella Viscosa fra Veterinærinstituttet ble dyrket opp 2. Høy konsentrasjon av bakterien tilsatt til membrantank (8 liter) 3. Membranfiltrering 4. Bestemmelse av konsentrasjon 5. Artsidentifikasjon x 10 7 CFU/mL Moritella Viscosa Membranfiltrering 40 nm Reduksjon bakterier? GE Zenon 5 Sterilt sjøvann MALDI-TOF Identifisering

9 Resultater Etter membranfiltrering var bakteriekonsentrasjonen redusert 99,99 % Log Removal Value (LRV)= 3.9 LRV Forskrift 3 Vannforskriften* 3 Akvakulturrelatert virksomhet (Aeromonas salmonicida)** LRV 3 = 99,9 % reduksjon * Forskrift om vannforsyning og drikkevann Vannforskriften ** Forskrift for desinfeksjon av inntaksvann og avløpsvann fra akvakulturrelatert aktivitet

10 Konklusjon Svært lovende metode for vannbehandling for å hindre vintersår Settefiskanlegg Lukkede og semi-lukkede anlegg for post-smolt Transport av levendefisk Foto: Norsk Fiskeoppdrett Membranen kan installeres som en del av resirkuleringsanlegget eller som filtreringsenhet på inntaksvann Coast Innovation Rosten et al., 2011

11 Videre forskning Test av flere membraner Implementering i kommersiell produksjon Studere effekt av membranfiltrering på flere sykdomsbakterier (virus?) Pris og drift i kommersiell produksjon Bygge opp et kartotek for sykdomsbakterier i settefisk (MALDI-TOF) Takk til: FHF, Veterinærinstituttet (Eirik Biering, Duncan Colquhoun), SINTEF Materialer og kjemi (Catrine Ahlen og Marianne Aas), NTNU Institutt for vann- og miljøteknikk (Tor Ove Leiknes, Per-Arvid Wold) og SINTEF Fiskeri og havbruk AS (Jorunn Skjermo). Astrid.Buran.Holan@nofima.no Stine.W.Dahle@sintef.no Trond.Rosten@sintef.no Takk for oppmerksomheten!