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. 900933)
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
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 2014.02.06 Vann Monovalente salter
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
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
Områder der membraner brukes i dag Drikkevannsproduksjon Lello vannverk (Levanger) leverer opp til 12 000 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
Hypotese "membranfiltrering av kaldt sjøvann infisert med høy konsentrasjon av M. viscosa vil holde tilbake bakterien og det rensede vannet vil ha høy bakteriereduksjon"
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 1 2 3 4 1.0 x 10 7 CFU/mL Moritella Viscosa Membranfiltrering 40 nm Reduksjon bakterier? GE Zenon 5 Sterilt sjøvann MALDI-TOF Identifisering
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
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
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!