SELVRENSENDE STABIL HØY EFFEKTIVITET ØKT PRODUKSJONSKAPASITET

Transkript

1 GasBuster Basic Høyeffektiv CO 2 -lufter GasBuster Total Totalgassbehandler fjerner CO 2 /N 2 og tilfører O 2 SELVRENSENDE STABIL HØY EFFEKTIVITET ØKT PRODUKSJONSKAPASITET

2 GasBuster er en ny og svært effektiv CO 2 -lufter. Den er bygget med motstrøms lufting; luft og vann går motsatt vei i luftekammeret og det er mulig å styre mengden luft i forhold til vann. Et patentert vaskesystem sørger for at luftemediet i enheten alltid er rent. Derfor oppnår GasBuster konstant høy renseeffekt. Høy renseeffekt for CO 2 er viktigere enn man skulle tro hvis målet er å oppnå høy produksjonskapasitet i oppdrett. Som et illustrerende eksempel kan man i et kar med volum 500 m 3 plassere omtrent flere 100-grams fisk ved 12 o C dersom renseeffekten i CO 2 -lufteren økes fra 50% til 75%. Det betyr i praksis at ved å investere i en høyeffektiv lufter, vil man kunne øke kapasiteten i anlegget svært mye altså en lønnsom investering! Når man planlegger økt kapasitet i anlegget med bruk av CO 2 - lufting, har det avgjørende betydning at vannbehandlingsteknologien virker like effektivt hele tiden. Hvis renseeffekten avtar som følge av begroing ved f.eks. høy temperatur, vil man miste kapasitet når man trenger den mest. Et innebygd, patentert vaskesystem i GasBuster sørger for at lufteren alltid er like effektiv. Dette er den viktigste egenskapen ved denne CO 2 -lufteren. Tidkrevende manuelt rengjøringsarbeid er unødvendig GasBuster vaskes automatisk hver dag! Bildet til høyre illustrerer to ulike modeller av GasBuster Total høy og lav utgave. Med høy utgave pumpes vannet fra karet inn på toppen av luftekammeret og går tilbake i karet med selvfall. I den lave utgaven tilføres vannet med selvfall fra oppdrettskaret og pumpes tilbake etter behandling. Vi kan tilby bistand med løsninger for montasje; bl.a. dimensjonering og utforming av rør til/fra GasBuster og inn i karet for å oppnå god vannstrøm (hydraulikk) i karet. Riktig strømsetting og vanngjennomstrømming er viktige forutsetninger for å oppnå godt vannmiljø i oppdrettskar. GasBuster produseres i to ulike modeller GasBuster Basic er en ren CO 2 -lufter. GasBuster Total er høyere og denne er i tillegg til å være en CO 2 -lufter også forberedt for å kunne tilsette oksygen og fjerne nitrogen. GasBuster Basic GasBuster Total

3 GasBuster leveres med: høykvalitets vannbehandlingsenhet produsert i PE lavtrykksvifte med høy luftekapasitet lufte-medie som gir effektiv CO2-fjerning innebygget vaskesystem med høytrykkspumpe trykksensor for presis vannregulering GasBuster Total. Høy og lav utgave. GasBuster Total er i tillegg til å være en CO 2 -lufter også forberedt til å kunne romme et system for tilsetting av oksygen (O 2 ) og fjerning av nitrogen (N 2 ). Dette er en komplett enhet som i tillegg til å lufte ut CO 2, også håndterer O 2 og N 2 altså en totalgassbehandler. Konseptet er derfor nytt og unikt. Fjerning av nitrogengass i vannbehandlingen vil minimere risiko for gassblæresyke selv ved meget intensiv drift. Tilsetting av oksygen i GasBuster Total vil bidra til å øke produksjonskapasiteten mye, men ikke nødvendigvis erstatte høytrykksinnløsere for oksygen. Hver GasBuster er utstyrt med et prosesskontrollsystem plassert i styreskap for montering utendørs. I front av styreskapet er et operatørpanel for enkel betjening. En PLS styrer og kontrollerer vannpumper, vannivå, vifte og vaskesystem. Vi kan tilby teknologi for fjernoppkobling mot lufterens styreskap. Dette gir rask bistand ved eventuelle driftsforstyrrelser, SMS alarmsender samt mulighet for 24-timers online service. Styresystemet er FAT-testet og kontrollert før levering. GasBuster produseres i polyetylen (PE) og er derfor meget robust, har lang levetid samt at den er kjemikalie og korrosjonsresistent. Enheten er enkel å rengjøre og desinfisere. Alle GasBuster - modellene testes med vann og er kvalitetssikret før utsendelse. Vitenskapelig dokumentasjon Forsker Asbjørn Bergheim ved IRIS har ledet uttestingen av prototypen på Marine Harvest sitt anlegg på Kvingo. Han uttaler: Resultatene er helt fabelaktige. Vi målte en reduksjon på 80 % fra 10 mg CO 2 per liter gjennom hele forsøksperioden. Les mer: nivå-rør for visuell vannivå kontroll mannhull/inspeksjonsvindu for visuell kontroll av medie og service avtapningsventil styresystem (PLS) for automatisk drift I tillegg kan GasBuster leveres med: vannpumper og ventiler stige og arbeidsplattform i galvanisert stål (IPE80) system for tilførsel av oksygen og nitrogenfjerning fjernoppkobling SMS-alarm

4 A B C Ød Øe Øf Øg Øh Øi Høyde innløp Høyde delering Totalhøyde Diameter utløp Diameter innløp Diameter luftutløp Diameter mannhull Diameter oksygeninnløp Diameter hovedtank A høyde innløp B høyde delering C totalhøyde Ød diameter utløp Øe diameter innløp Øf diameter luftutløp Øg diameter mannhull Øh diameter oksygeninnløp Øi diameter hovedtank Kapasitet Karstørrelse A **) B **) C **) Ød Øe Øf Øg Øh Øi Oksygentilsetting/N Model m 3 /min diameter *) mm mm mm mm mm mm mm mm mm itrogenstripping ***) Basic ,5 8-10m Total ,5 8-10m ,5 8-10m Basic m Total m m Basic , m Total , m , m Basic m Total odel asbuster asbuster Måltabell for GasBuster m asbuster m Basic 12, , m Total 12, , m Basic m asbuster Total m *)Veiledende karstørrelse. Andre kar kan også passe. **) Målene A, B og C kan variere for å tilpasse enhetene til kar *) eiledende karstørrelse. Andre kar kan ogs passe. ***) Enhetene merket er forberedt for dette. Kan leveres som tillegg. **) lene A, B og C kan variere for tilpasse enhetene til kar Kapasitet Karstørrelse A **) B **) C **) Ød Øe Øf Øg Øh m 3 /min diameter *) mm mm mm mm mm mm mm mm ,5 8-10m ,5 8-10m ,5 8-10m m m m , m , m , m m m m ***) nhetene merket er for eredt for dette. Kan leveres som tillegg. Måltabell for GasBuster

5 INVESTERING OG LØNNSOMHET INVESTERING I HØYEFFEKTIVE CO 2 -LUFTERE MEST LØNNSOMT Yngve Ulgenes, Januar 2014 Vi har foretatt en vurdering av økonomiske konsekvenser av investering i CO 2 -luftere med høy renseeffekt kontra luftere med lav renseeffekt. Dette viser at i et 350 m 3 -kar vil økning av renseeffekt fra 50 60% opp til % kunne bety en potensiell omsetningsvekst på ca. 1 million kroner per år ved de gitte forutsetningene. Det forutsetter at teknologien gir stabil høy effekt. Investering i effektiv og stabil lufteteknologi er den raskeste vei til å øke produksjonskapasiteten i et smoltanlegg. Selv om vurderingene i dette notatet nevner laks spesielt, vil vurderingene også gjelde laksefisk generelt.

6 INVESTERING OG LØNNSOMHET En ny og effektiv lufteteknologi er utviklet: GasBuster Det har lenge vært kjent at CO 2 skaper produksjonsbegrensninger i smoltanlegg, og mange tekniske løsninger mht CO 2 fjerning er presentert og brukt i praksis. Effektivitet og pålitelighet for de ulike teknologiene varierer imidlertid mye, og det burde i dag vært gjennomført arbeid med tanke på objektive og direkte sammenligninger mellom de ulike teknologiene som er i bruk. Med utvikling av GasBuster har vi fått en ny lufte-teknologi med høy og stabil renseeffekt for CO 2.Teknologien bygger på prinsippet med motstrøms lufting det vil si at vann strømmer nedover i et egnet luftemedium og luft pumpes (eller trekkes ved undertrykk) opp gjennom lufteren motsatt vei som vannet. Forholdet mellom vann og luft kan styres. Vanligvis legger man seg på vann/luft forhold i området 1:5 opp til 1:10 og oppnår da renseeffekter i området % når CO 2 -nivået i vannet ligger på mg/l. Motstrøms lufting med bruk av et lufte-medium som gir god splitting av vannet i lufteren og dermed stor kontaktflate mellom luft og vann, er den desidert mest effektive metoden for å fjerne CO 2 fra oppdrettsvann. Det særegne med den nye lufteteknologien GasBuster er at den har et innebygget vaskesystem som holder lufteren ren til enhver tid. Felles erfaringer med luftere der disse er fylt med et luftemedium; enten det er såkalte strukturerte medier (f.eks. av typen BioBloc/ExpoNet) eller det er såkalte random packed media (f.eks. av typen Netball ), er at overflatene på mediet gror til med bakterie og soppvekst som følge av organiske forurensinger i vannet. I en lufter med sterk begroing vil det bli mindre kontaktflate mellom luft og vann, og dermed avtar effektiviteten av CO 2 -fjerningen. I ytterste konsekvens går lufteren tett av begroing, og vannet slipper så vidt gjennom. Sterk begroing i luftere skjer når vanntemperaturen er på det høyeste gjennom året (over 10 o C) og det fôres sterkt i anlegget. For de fleste settefiskprodusenter er dette den viktigste produksjonsperioden gjennom året, og redusert lufteeffekt ved høy temperatur fører dermed til betydelig redusert produksjonskapasitet i anleggene. Her stilles følgende forutsetninger og spørsmål: Maksimalt CO 2 -innhold i vannet skal være 15 mg/l. For å beregne kapasitet, bruker vi 14 mg/l som grense fordi, absolutte maksimalverdier for CO 2 da ikke vil overstige 15 mg/l særlig mye. Ammonium (TAN) skal ikke overstige 2,5 mg/l. Dette er litt i overkant av hva driftsforskriften sier (2 mg/l), men med et moderat CO 2 -innhold i vannet vil dette være uproblematisk. Ved et CO 2 -innhold på mg/l vil ph i de aller fleste vanntyper i Norge være så lav at ammoniakk ikke er noe praktisk problem. Anleggets oksygenkapasitet er ikke begrensende. Hvilken lufteteknologi bør oppdretteren velge: teknologi med moderat renseeffekt for CO 2. eller skal man satse på en teknologi som har høy renseeffekt for CO 2. Vi forutsetter her at teknologiene har samme effekt hele tiden, både ved høy og lav temperatur. For den nye GasBuster med innebygget rensesystem er dette riktig, fordi den rengjøres hver dag (eller så ofte man bestemmer). Det vil derfor ikke være noen begroing som reduserer fordeling av vann eller luft i luftemediet. Ved at den nye teknologien rengjøres automatisk, beholder den like høy effektivitet til enhver tid, og man kan ta ut produksjonskapasiteten i anlegget gjennom de periodene der vekstforholdene er gode. Hvilken betydning det egentlig har å oppnå høy renseeffekt med hensyn til CO 2 -produksjonen av smolt, skal vi se litt nærmere på. Forutsetninger i sammenligningen. For å belyse betydningen av effektiv og stabil CO 2 -fjerning, kan vi sette opp en enkel sammenligning. Vi tenker oss et anlegg som ønsker å øke produk-sjonen maksimalt ved å utnytte CO 2 - lufting fullt ut.

7 INVESTERING OG LØNNSOMHET For CO 2 -luftere uten rensing, vil begroing spesielt ved temperatur over 10 o C føre til at renseeffekten gradvis avtar. Det er renseeffekten ved høy biomasse i anlegget som er mest kritisk. Vi har gjort følgende tenkte sammenligninger: A = teknologi med moderat renseeffekt: Renseeffekt = 50 % ved CO2 = 10 mg/ Renseeffekt = 60 % ved CO2 = 14 mg/l B = teknologi med høy renseeffekt: Renseeffekt = 75 % ved CO2 = 10 mg/ Renseeffekt = 80 % ved CO2 = 14 mg/l Vi har lagt inn forutsetninger på to nivå (10 og 14 mg. CO 2 /L) da dette også gir en pekepinn på hva det vil si hvis man ønsker å operere med et CO 2 -nivå som er vesentlig lavere enn det som er angitt i dagens driftsforskrifter for smoltproduksjon. Dagens forskrift angir 15 mg. CO 2 /L som maksimal grense.co 2 - lufterne er montert på relativt store karenheter. Vi har tatt eksempler i to kartyper: Ø 12m kar med 3m. vanndyp og et vannvolum på ca. 350 m 3 Ø 16m kar med vanndyp 3,5 m. og et vannvolum på ca. 700 m 3 Vi antar at en oppholdstid for vannet i karene på minutter er gunstig for disse kartypene. Hvis man innretter innløp og avløp slik at man unngår sterk hvirveldannelse i karene og samtidig velger strømhastigheter som gir god fordeling og selvrensing, vil dette gi mulighet for å ha ganske høye fiske-tettheter når gjennomsnittsvekten for fisk er i området gram. Gruppe 1 i løpet av april med vanntemperatur = 5 oc fiskestørrelse = 130 gram (S1) Gruppe 2 innen 30. juli med vanntemperatur = 15 oc fiskestørrelse = 90 gram (S0) Gruppe 3 innen 15. oktober med vanntemperatur 10 oc fiskestørrelse = 100 gram (S0) Spørsmålene er nå: - Hva blir økningen i produksjonskapasitet per oppdrettskar hvis man velger CO 2 -luftere med høy renseeffekt (75-80 %) kontra moderat (50-60 %)? Se forutsetningene for renseeffekt som er angitt for teknologi A og B ovenfor. Hvis vi antar at anleggets dekningsbidrag ligger på 20 % av omsetningen ved salg av fisk hva vil tilsynelatende gevinst bli da? Beregnet produksjonskapasitet. I tabellene nedenfor har vi vist beregnet produksjons-kapasitet ved å benytte CO 2 -luftere av type A og B (se definisjon ovenfor). Vi har gitt tallene for to nivåer av CO 2 (10 og 14 mg/l) og for to typer kar (350 m 3 og 750 m 3 ). Kapasiteten er gitt ved nevnte grenser for CO 2. Tabellene viser hvor mye smolt man teoretisk kan produsere per kar per år med bruk av teknologi med moderat renseeffekt og med høy renseeffekt. Årsproduksjonen er fordelt på 3 smolt-grupper som angitt ovenfor. Maksimal tetthet før leveranse var ikke over 50 kg/m 3 i noen av eksemplene, og TAN var ikke over 2,5 mg/l. Vi kan derfor påstå at produksjonen er godt innenfor akseptable grenser i følge vannkvalitetskrav. For enkelhets skyld antas det at anlegget setter fisken inn i disse store karene når den er sortert og vaksinert (ca gram) og at den skal gå der til den leveres som smolt med gjennomsnittsvekt gram. Med bruk av temperaturstyring på rogn legger anlegget opp til å levere 3 smolt-grupper som angitt nedenfor. Angitt temperatur og fiskestørrelse gjelder ved leveranse, og det forutsettes at maksimal biomasse i karene inntrer de siste 14 dagene før levering.

8 INVESTERING OG LØNNSOMHET Beregnet produksjonskapasitet I tabellene nedenfor har vi vist beregnet produksjonskapasitet ved å benytte CO2-luftere av type A og B (se definisjon ovenfor). Vi har gitt tallene for to nivåer av CO2 (10 og 14 mg/l) og for to typer kar (350 m3 og 750 m 3 ). Kapasiteten er gitt ved nevnte grenser for CO 2. Tabell 1. PRODUKSJONSKAPASITET I ET 350m 3 -KAR (1000 stk.) Vekt (g) T ( 0 C) Nytt vann (L/min) Luftet vann (L/min) Oppholds tid (min) Maksimalt antall fisk i karene ved CO2-nivå = 10mg/L Maksimalt antall fisk i karene ved CO2-nivå = 14mg/L Lufter A Lufter B Lufter A Lufter B Gr Gr Gr SUM PRODUKSJON PER KAR PER ÅR Tabell 2. PRODUKSJONSKAPASITET I ET 700m 3 -KAR (1000 stk.) Vekt (g) T (0C) Nytt vann (L/min) Luftet vann (L/min) Oppholds tid (min) Maksimalt antall fisk i karene ved CO2-nivå = 10mg/L Maksimalt antall fisk i karene ved CO2-nivå = 14mg/L Lufter A Lufter B Lufter A Lufter B Gr Gr Gr SUM PRODUKSJON PER KAR PER ÅR Som tallene viser, har det svært mye å si for produksjonskapasiteten at man bruker CO 2 -luftere med høy renseeffekt, og at man klarer å holde høy effektivitet hele tiden. Hvis vi omgjør tallene i tabellene 1 og 2 til differanser mellom lufter A og lufter B samt sidestiller tallene med antatt økt omsetning pr år per kar, får vi verdier som angitt i tabell 3.

9 INVESTERING OG LØNNSOMHET Tabell 3. DIFFERANSEN I PRODUKSJONSKAPASITET PER KAR PER ÅR VED Å VELGE CO 2 -LUFTER MED HØY KAPASITET (75-80 % RENSEEFFEKT) KONTRA MODERAT RENSEEFFEKT (50-60 %). DET ER REGNET MED EN FLAT PRIS PÅ SMOLT PÅ KR.10,- PER STK. Kartype Maks. CO 2 -nivå (mg/l) Kapasitetsdifferanse (1000 stk/år) Økning i omsetning per kar (mill. per år) 350 m3 700 m , , , ,1 Hvis vi tar utgangspunkt et 350 m 3 -kar vil økning av renseeffekt fra % opp til % bety en potensiell omsetningsøkning på ca. 1 million kroner pr år ved de gitte forutsetningene. På samme måte vil det for et 700 m 3 -kar gi en kapasitetsøkning som kan tilsvare ca. 2 millioner kroner mer i omsetning per år. Selv om man ikke klarer å ta ut hele kapasitetsøkningen, men antar at 75 % av dette er realistisk eventuelt at en av smoltgruppene ikke leveres (dvs. 2 grupper per år) vil dette gi fortsatt gi muligheter for en formidabel omsetningsøkning. Hvis man regner at dekningsbidraget ligger på ca. 20 % av total omsetning, vil dette indikere hvor stor investering en teknologi med høy renseeffekt egentlig er verdt! Ut fra disse eksemplene kan vi konkludere at å investere i CO2-luftere med høy effektivitet, vil være en meget lønnsom investering. Det har avgjørende betydning at teknologien har stabilt høy effekt. Investering i effektiv og stabil lufteteknologi vil være den raskeste vei til å øke produksjonskapasiteten i et smoltanlegg.

10 MÅLING AV EFFEKTIVITET MÅLING AV EFFEKTIVITET TIL NY LUFTETEKNOLOGI INNEN FISKEOPPDERETT Asbjørn Bergheim, IRIS, Stavanger Yngve Ulgenes, BioFarmSystems, Trondheim Bakgrunn IRIS har på oppdrag fra Alvestad Marin testet selskapets nyutviklede teknologi for CO 2 - lufting av vann. Testen er utført i perioden april august 2013 på en pilotenhet av produktet ved settefiskanlegget til Marine Harvest på Kvingo. Alvestad Marin sin samarbeidspartner BioFarmSystems har deltatt i testingen. Lufteren er basert på motstrøms-prinsippet der forholdet mellom vannstrøm og luftstrøm kan styres. Den nye lufteteknologien har et patentert vaskesystem som automatisk holder luftemediet rent og fritt for begroing til enhver tid. På denne måten skal man oppnå konstant og forutsigbar vannbehandlingseffekt uansett tidspunkt på året. I arbeidet så langt er det lagt hovedvekt på to problemstillinger: Enhetens effektivitet mht. fjerning av karbondioksid (CO 2 ) Effektiviteten til rensesystemet mhp fjerning av begroing og partikler i luftemediet Fjerning av karbondioksid Ved målingen i august ble konsentrasjonen av CO 2 løpende redusert fra 10 mg/l til 2 3 mg/l, m.a.o. fjerning av % ved vannets passasje gjennom Lufteren, se Figur. Tilsvarende målinger i april viste en reduksjon fra 8 9 til 4-5 mg CO 2 /l (40 60 % reduksjon). I begge perioder var fiskebestanden i det aktuelle bassenget maksimal rett før leveranse av smolt, men temperaturen var hhv. 13,5 og 3,5 C. En medvirkende årsak til økt renseeffekt i august var teknisk justering utført i løpet av sommeren. ph i vannet økte 0,6 0,7 enheter gjennom Lufteren som følge av redusert CO 2 -innhold. Konklusjon: Resultatene demonstrerer høy effektivitet for fjerning av CO 2 gjennom lufteren.

11 MÅLING AV EFFEKTIVITET Renseeffekt begroing Basert på 5-måneders kontinuerlig drift, mars august, synes systemet for automatisk rensing av luftemediet å fungere meget tilfredsstillende. Systemet er basert på daglig tilbakespyling/omrøring av mediet i løpet av 15 min. per enhet. Ved visuell vurdering av mediet med enkeltkomponenter gjennom sommeren er det kun observert minimale rester av organiske partikler og ingen synlig begroing, se bilde. Vedlikeholdet av luftemediet er åpenbart avgjørende for den høye målte effekten for CO 2 -fjerning i Lufteren. Målt effektivitet for reduksjon av karbondioksid gjennom Lufter ved MHN, avd. Kvingo 5. august De to parallelle lufteenhetene er betegnet hhv. I og II Konklusjon: Det automatiske rensesystemet fjerner effektivt begroing og andre rester fra luftemediet. Tilstand til komponenter i luftmediet, 5. august MERK: ingen synlig begroing

12 ARTIKKEL I NORSK FISKEOPPDRETT 2013 FORBEDRET CO 2 -AVDRIVING I SETTEFISKPRODUKSJON Effektiv avdriving av CO 2 gir et meget stort potensiale for økt produksjonskapasitet i settefiskproduksjon. Det har avgjørende betydning at teknologien har høy renseeffekt. Samtidig er det også meget viktig at teknologien har stabil og forutsigbar effekt for å kunne utnytte dette potensialet. Asbjørn Bergheim, IRIS Yngve Ulgenes, BioFarmSystems AS yngve.ulgenes@biofarmsystems.no Med utgangspunkt i anlegg som bruker oksygentilsetting kombinert med CO 2 -avdriving, har vi foretatt en vurdering avhvor stort potensialet er ved bruk av denne vannbehandlingsstrategien. Med andre ord: Hvor lavt vannforbruk kan oppnås på en forsvarlig måte med slike løsninger? Kjennskap til begrensende vannparametere er nødvendig for å kunne beregne vannbehovet. Oksygen er den først begrensende faktoren ved redusert vannforbruk. Dette løses enkelt ved å tilføre ren oksygen til vannet, og vi kan si at i dag er denne faktoren mulig å styre nesten uansett hvor lavt vannforbruket er. Ved ytterligere redusert vannforbruk vil CO 2 bli den begrensende faktor, og dagens forskrifter setter en grense på 15 mg/l for å kunne drive oppdrett av settefisk på en forsvarlig måte. Reduseres vannforbruket ytterligere ved å fjerne CO 2, vil neste begrensende vannparameter bli ammonium. Her settes en veiledende grense på 2 mg/l som primært skal forhindre at andelen ammoniakk (NH3-gass) skal overstige 10 mikrogram per liter. Vannkvaliteten i de aller fleste norske settefiskanlegg er slik at hvis det er 15 mg. CO 2 pr liter vann i fiskekarene, vil andelen ammoniakk være så lav at man må langt over 2 mg. ammonium per liter for å nå opp i betenkelige verdier for ammoniakk. Dette skyldes at vannet som benyttes, gjennomgående har lavt kalkinnhold og dermed synker gjerne ph til omkring 6,0 ved stigende CO 2 -konsentrasjon i karene. Ved dette ph-nivået vil dannelsen av ammoniakk være svært lav og altså ufarlig for fisken. Våre vurderinger er gjort ut fra følgende forutsetninger: Anlegget har tilstrekkelig oksygeneringskapasitet. Anlegget har nok luftekapasitet til alltid å kunne holde CO 2 -konsentrasjonen under maksimalgrensen på 15 mg/l. Tabell 2. Forbruk av nytt vann, L/min VERDIER FOR NØDVENDIG TOTALT OG SPESIFIKT VANNFORBRUK SAMT OPPHOLDSTID I ET KAR PÅ 500m3 MED LAKS PÅ 50 GRAM VED ULIKE RENSEEFFEKTER I CO 2 -LUFTERE. BETINGELSER ELLERS BESKREVET I TEKSTEN. Gjenbruk via lufting, L/min Teoretisk oppholdstid, Min Renseeffekt for CO 2, % Spesifikt vannforbruk, L/min/kg CO 2 - konsentrasjon mg/l * ,19 15, ,13 14, ,06 14,9 * Basert på RQ=0,9 som medfører at fisken skiller ut ca. 4,5 mg CO 2 /min/kg

13 ARTIKKEL I NORSK FISKEOPPDRETT 2013 Tabell 1. BEREGNET VANNBEHOV VED VARIERENDE EFFEKT AV UTSTYR FOR FJERNING AV KARBONDIOKSID. FORUTSETNINGER: 12 o C, MAKS. 15mg CO 2 /L Vekt fisk, g 0 2 -forbruk Vannbehov, L/min/kg 0% 50% 80% 1 7,7 0,65 0,33 0, ,0 0,40 0,20 0, ,6 0,30 0,15 0, ,2 0,25 0,13 0,05 Tabell 1. gir en generell oversikt over sammenhengen mellom CO 2 -reduksjon og redusert vannbehov ved 12 oc og ulike fiskestørrelser (1 100 gram). Tabellen viser at effekten til CO 2 - avdrivinga er helt avgjørende for vannbehovet og dermed produksjonskapasiteten i dagens settefiskanlegg. Basert på gitte forutsetninger har vi et system som er gitt i Figur 1. Vannet i et oppdrettskar tilføres tilstrekkelig oksygen for å opprettholde oksygennivået, og vann gjenbrukes ved å la det gå via en CO 2 -lufter før det føres tilbake til karet. I tillegg til god vannkvalitet er det også en forutsetning at den totale gjennomstrømmingen i karet (= nytt vann + gjenbrukt vann) gir en oppholdstid på minutter. Dette gir god selvrensing mht. fjerning av partikler (spillfôr + ekskrementer). Med utgangspunkt i et kar på 500 m3 et mellomstort kar har vi beregnet nødvendig vannforbruk dersom det holder laks med snittvekt 50 g. og en tetthet på 40 kg/m3 ved 12 oc. Størst belastning i anlegget er gjerne forbundet med høy fisketetthet og høy temperatur, slik at det eksempelet vi trekker fram her kan sies å være fullt ut realistisk. Tabell 2. viser et sammendrag av beregnede verdier for minimalt vannforbruk på karnivå som funksjon av CO 2 -lufterens renseeffekt. Som allerede påpekt vil høy renseeffekt i CO 2 - luftere være viktig for å komme ned i vannforbruk. Regneeksempelet viser imidlertid at høy renseeffekt for CO 2 er viktigere enn man intuitivt skulle tro. Med 80 % renseeffekt for CO 2 er det spesifikke vannbehovet nede i 0,06 L/min/kg (1250 L/min per kar) og gir kun tredjeparten av det vannforbruket var hvis renseeffekten forco 2 lå på 40 % (3800 L/min per kar). I en situasjon med sterkt begrenset vanntilgang til anlegget vil dette kunne gi en stor forskjell i muligheten for å kunne drive forsvarlig og med god vannkvalitet for fisken. Vi kan også vinkle dette en annen vei: Hvis man kan doble renseeffekten for CO 2, kan man øke biomassen mye og samtidig kunne ha gode forhold for fisken m.a.o. oppnå en betydelig kapasitetsøkning i anlegget. Hvis man i regneeksempelet i tabellen ovenfor hadde økt renseeffekten fra 40 til 80 % og samtidig brukt 3800 L/min. nytt vann, ville det være mulig å øke antallet fisk i karet med ca dvs. 40 % økning i fiskemengden og fortsatt være godt innenfor kravene satt i gjeldende forskrifter. Investering i effektiv CO 2 -fjerning er m.a.o. meget lønnsomt. Men det er da svært viktig at CO 2 -fjerningen er forutsigbar og effektiv hele tiden. Det er de viktigste forutsetningene for å kunne utnytte CO 2 -fjerning maksimalt. Metode for effektiv CO 2 -fjerning Det er etter hvert tatt i bruk mange metoder for å lufte ut CO 2. Vi skal ikke komme nærmere inn på beskrivelser av de ulike metodene, men bare gi en kort omtale av rislelufting med Figur 1. Nytt vann Avløp O 2 Skisse av oppdrettskar med oksygentilsetting og gjenbruk av vann via CO 2 -lufter. motstrøms lufting. Dette er den mest effektive metoden for å fjerne CO 2 og virker i prinsippet som følger: Lufteren er bygget som en rislekolonne der vannet som skal luftes, føres inn på toppen og fordeles over et luftemedium. Dette mediet kan bestå av ulike materialer oftest plast og oppgaven til mediet er å finfordele vannstrålene som renner ( risler ) nedover i mediet. Selve luftemediet har ikke annen oppgave enn å splitte vannet og dermed skape stor overflate mellom luft og vann. Fra undersiden av luftemediet tilføres luft som strømmer oppover gjennom luftemediet i kolonnen altså motsatt vei av den veien vannet renner. Dette lufteprinsippet kalles motstrøms CO 2 -avdriving (counter current CO 2 -stripping). Det er to viktige egenskaper med denne luftingen som gjør den effektiv: Luftingen skjer ved nær atmosfæretrykk i hele kolonnen Forholdet mellom luftmengde og vannmengde kan styres Ved å kunne bestemme mengde luft som passerer gjennom kolonnen, kan man også bestemme hvor mye CO 2 som fjernes. Det er ønskelig å føre 5 10 ganger så mye luft som vann gjennom luftemediet for å oppnå effektiv CO 2 -avdriving. CO 2

14 ARTIKKEL I NORSK FISKEOPPDRETT 2013 Siden lufteprosessen foregår uten overtrykk, vil det også oppnås best mulig likevekt for andre gasser (f.eks. oksygen og nitrogen) i vannet ved atmosfærisk trykk. I stedet for å blåse inn luft i kolonnen, kan man også trekke luften gjennom med undertrykk. Dette krever normalt noe dyrere installasjoner enn bruk av vifter som blåser inn luften, siden maskiner som opererer ved undertrykk er mer utsatt for vanndråper som kommer via luftstrømmen (aerosoler, etc.). Ved bruk av et svakt undertrykk i luftekolonnen kan man i tillegg til god CO 2 -avdriving også oppnå litt nitrogen-avdriving slik at nitrogentrykket etter lufting er under likevekt ved atmosfæretrykk. Selv om lufteren drives med svakt undertrykk, vil det være behov for store mengder luft i forhold til vann (> 5:1) for å oppnå effektiv reduksjon av CO 2. Figur 2. Vann inn MANGLER Begroingsproblemer Det store problemet med risleluftere og som vi tror alle oppdrettere har opplevd er at organisk forurensing i vann som Luft inn llustrasjon av motstrøms CO 2 -avdriving. skal luftes, forårsaker begroing (bakterie-/soppvekst) på luftemediet. Ved temperaturer over 10 oc tettes derfor luftemediet fort igjen, og etter kort tid vil fordelingen av vann i lufteren bli meget dårlig. Dette skjer i en periode da man har størst behov for høy luftekapasitet nemlig ved høy temperatur og rask vekst. Resultatet er at produksjonskapasiteten i anlegget reduseres når en trenger den som mest, og manuell rengjøring må til. Dette krever ekstra arbeidsinnsats, og er i tillegg en lite trivelig jobb. GasBuster. Nyutviklet CO2-lufter med automatisk vaskesystem. Systemet markedsføres av Alvestad Marin AS. Nyutviklet lufter med innebygget patentert rensesystem I en nyutviklet lufter for CO 2 -fjerning er det konstruert et innebygget og automatisk rensesystem som sørger for at lufte-mediet det som splitter vannet holder seg rent hele tiden. I et dokumentasjonsprosjekt er systemet satt opp slik at luftemediet vaskes hver dag. På denne måten sørger man for at lufterens maksimale kapasitet opprettholdes. Renseeffekten for CO 2 etter 1,5 måned ved oc var % ved 10 mg. CO 2 per L i karet. Driftserfaring gjennom nesten 6 måneder gjør at vi nå kan hevde at lufteren vil kunne oppnå ca % renseeffekt til enhve tid. Den viktigste nyheten med denne lufteren er at den har stabil effekt siden den holdes kontinuerlig ren uten at det kreves ekstra arbeid å rengjøre den det gjør seg selv!

15 ARTIKKEL PÅ KYST.NO, 2013 LANSERER NY SELVRENSENDE CO2-LUFTER Aqua Nor: Begroing av CO 2 -luftere er et velkjent problem i settefiskanleggene. Reduksjon i kapasitet og arbeidskrevende renseoperasjoner er resultatet. Under messen lanseres imidlertid en nyutviklet type som skal være selvrensende. Pål Mugaas Jensen Gjengroing reduserer kapasitet Øket behov for settefisk og mangel på nye gode vannkilder gjør at flere og flere øker kapasiteten i eksisterende gjennomstrømmingsanlegg ved å tilsette oksygen og lufte ut CO 2. I nye resirkuleringsanlegg er slik vannbehandling selvskrevet. Utfordringen med CO 2 -lufting er at når behovet et størst, dvs. når fisken vokser raskest og trenger mest fôr, sammenfaller med at temperaturen er på sitt høyeste. Når det er grader i vannet i settefiskanleggene gror derfor CO 2 -lufterne for igjen, forteller Ulgenes. Rensing av eksisterende CO 2 -lufter krever demontering av lufterne og tar fort en hel arbeidsdag eller mer. I tillegg er det en upopulær oppgave å utføre for de ansatte. Men mest uheldig er det at kapasiteten til lufteren faller når den blir gjengrodd. Dette mente jeg det måtte være en løsning på sier han. Enkel løsning Løsningen han kom opp med er slående enkel. Den består i runde plastballer som sirkulerer fritt i lufteneren. De sørger for at det ikke bygger seg opp biofilm. Idéskaperen til CO2-lufteren er tidligere Sintefforsker Yngve Ulgenes (i midten). Produsent av lufteren er Alvestad Marin, her ved Runar Alvestad (t.h). Asbjørn Bergheim (t.v.) ved Iris (tidligere Rogalandsforskning) har gjort den vitenskapelige uttestingen av den. Prototypen på CO 2 -lufteren har vært testet ut ved Marine Harvests settefiskanlegg i Kvingo i Hordaland. En gang i døgnet gjøres enheten automatisk rent. Det hele tar 15 minutter uten at vannflowen til karene stoppes, forklarer han. Vitenskapelig dokumentasjon At lufteren virker kan Asbjørn Bergheim gå god for. Han har ledet uttestingen av prototypen på Kvingo. Resultatene er helt fabelaktige. Vi målte en reduksjon på 80 prosent fra 10 mg CO 2 per liter gjennom hele forsøksperioden, sier Bergheim. Bilde av luftemediet etter 1,5 mnd ved o C. Ballene viser ingen tegn til begroing. Kommersialiseres Nå skal teknologien kommersialiseres. Det er det Alvestad Marin som står for. Vi lanserer lufteren nå under Aqua Nor og skal kunne være klar å levere allerede nå i høst, sier daglig leder i selskapet Runar Alvestad. Alvestad Marin AS Tullins gate 4C 0166 Oslo Tel: Fax: