Artec Pilot Forsøk 1 og 2

Artec Pilot Forsøk 1 og 2 Vannkvalitet og fiskefysiologi i et pilotanlegg for resirkulering (Artec Pilot) og et gjennomstrømningsanlegg IFU-prosjekt ledet av Artec Aqua AS i samarbeid med Mainstream Norway AS, Norsk institutt for vannforskning (NIVA) og Universitetet i Nordland (UiN). Foredrag utarbeidet av Ole-Kristian Hess-Erga (NIVA) med bidrag fra Victor Fiveland (Artec Aqua), Torstein Kristensen (NIVA), Robert Eliassen og Martin H. Iversen (UiN). 1

Artec Pilot - Bakgrunn Uttesting av Artec Aquas resirkulasjonssystem (Artec Pilot) med tanke på vannkvalitet og fiskehelse. Artec Pilot ble sammenliknet med et tradisjonelt gjennomstrømmingssystem (kontroll) ved Mainstream Leines i 2 omganger (á 6 uker). Forsøk 1 ble utført i september-oktober 2011, deretter ble systemet optimalisert og testet i juni-august 2012 (Forsøk 2). 2

Artec Pilot - Forsøksoppsett Hvert forsøk hadde en varighet på ca. 6 uker med 3 prøveuttak per forsøk (start, midt og slutt). Tabell 1 Systemkarakteristikk Parameter Resirk 1 og 2 Gj. str. 1 og 2 Karbenevning Kar A, 5001 og 5002 Kar B, 3012 og 6002 Kartype Runde ө 8 m Runde ө 3 og 12 m Karstørrelse netto (m 3 ) 63,7 7,5 og 200 Vannmengde inn/ut gjennomsnitt (l/min) 1370 og 885 250 og 1500 Mengde nytt vann gjennomsnitt (l/min) Maks 66 og 115 250 og 1500 3

Artec Pilot Måleparameter og metoder Manuelle målinger (Temp, ph, salt, kond, O 2, CO 2 og TGP). Generelle vannkvalitetsparametere (ph, Kond, Alk, Turb, O 2, CO 2, TAN, NO 2 +NO 3, Na, Cl, Ca, Mg, K + metaller). Mikrobiell karakterisering (CFU og totaltelling). Partikkelkarakterisering (TSS, størrelsesfordeling, TOC). Gjelleanalyser (Al, Cu, Fe, Mn). Stressmapping (plasmakortisol) og blodparameter (istat). Produksjonsdata (vannstrøm, lengde, vekt, SGR). 4

Basert på Forsøk 1 ble det anbefalt å optimalisere noen prosesser og disse blir gjennomgått i det følgende. Tabell 2 Produksjonsparameter Forsøk 1 (1.9.-12.10.11) Forsøk 2 (22.6.-1.8.12) Start Slutt Start Slutt Resirk Gj.str. Resirk Gj.str. Resirk Gj.str. Resirk Gj.str. Antall fisk 99609 7682 99535 7896 49864 68023 49824 67981 Snittvekt (gr) 15,2 15,8 49,3 47,9 42,0 35,0 69,3 45,7 Biomasse (kg) 1518 121 4905 378 2094 2381 3452 3105 Tetthet (kg/m 3 ) 24 16 77 50 33 12 54 16 Daglig spesifikk vekstrate (%) 2,9 2,7 1,3 0,7 Overlevelse (%) 99,9 99,9 99,9 99,9 Gjennomsnittlig vannmengde (l/min) 1530 250 1360 250 940 1500 910 1500 Spesifikt vannforbruk (l/kg fisk/min) 1,00 2,10 0,28 0,67 0,45 0,63 0,26 0,48 5

Tabell 3 Fysiokjemisk vannkvalitet Forsøk 1 (1.9.-12.10.11) Forsøk 2 (22.6.-1.8.12) Start Slutt Start Slutt Resirk Gj.str. Resirk Gj.str. Resirk Gj.str. Resirk Gj.str. Temperatur ( C) anleggsmåling 12,1 11 10,7 11 10,1 6,3 9,5 9,1 Oksygenmetning (%) anleggsmåling 83 82 87 76 90 91 81 78 Totalt gasstrykk (%) anleggsmåling 99 97 100 99 100 95 96 91 CO 2 (mg/l) 9,0 4,8 17,6 7,0 4,8 6,2 8,8 6,4 CO 2 (mg/l) anleggsmåling 12,0 5,0 23,0 9,0 4,0 6,0 11,0 8,0 ph 7,02 6,82 6,49 6,79 6,68 6,41 6,48 6,58 ph anleggsmåling 6,51-6,17 5,95 6,56-6,51 6,90 Saltholdighet (ppt) anleggsmåling 1,2 0,0 2,0 0,0 1,0 0,0 2,6 2,0 Konduktivitet (ms/m) 219,0 5,8 359,0 6,5 182,0 4,2 475,0 364,5 Alkalitet (mmol/l) 0,530 0,157 0,229 0,168 0,208 0,103 0,287 0,250 Totalt ammonium (mg NH 4 -N/l) 0,78 0,40 0,75 0,59 0,12 0,22 0,35 0,33 Nitritt + nitrat (mg NO 2 -N+NO 3 -N/l) 15,47 11,40 5,86 0,07 1,60 0,08 14,16 1,08 6

Resirk Gode verdier og lite variasjon i de 2 forsøkene. Gj. strøm Høyere verdier og mindre variasjon i forsøk 2 Figur 1: Oksygenmetning i forsøk 1 (hel linje) og forsøk 2 (stiplet linje) for resirksystemet ( ) og gj. strøm ( ). 7

Resirk Lavere konsentrasjon (tilnærmet lik i begge systemene) i forsøk 2. 10-45 % relativ TAN omdanning i forsøk 1 (online sensor). Figur 2: TAN konsentrasjon (NH 4 -N) i forsøk 1 (grå) og forsøk 2 (hvit) for resirksystemet. 8

Figur 3: TOC-konsentrasjon (mg C/l) i råvann (svart), resirk (hvit) og gj.strøm (mørk grå). Lavere TOC-konsentrasjon i forsøk 2 > bedre partikkelfjerning? Kanskje bedre skumming pga. salt og redusert vannhastighet gjennom resirk-systemet (CO 2 -lufting på karkant). 9

Tabell 4: Metallresultater i forsøk 1 og 2. Forsøk 1 (1.9.-12.10.11) Forsøk 2 (22.6.-1.8.12) Start Midt Slutt Start Midt Slutt Resirk Gj.str. Resirk Gj.str. Resirk Gj.str. Resirk Gj.str. Resirk Gj.str. Resirk Gj.str. Al (µg/l) - - 6 7 7,7 16,9 6,0 9,5 7,2 24,4 5,4 7,4 Cu (µg/l) 2,7 1,1 3,0 <2 5,1 1,7 2,0 2,0 2,9 0,9 3,7 3,0 Fe (µg/l) 10,0 12,0 9,1 12,5 5,2 3,4 8,3 24,5 20,0 20,0 20,0 15,0 Gjelle Al (µg/g) 1,0 1,5 - - Gjelle Cu (µg/g) 1,8 1,5 - - Gjelle Fe (µg/g) 283,3 259,7 - - Relativt lavt totalt aluminium i begge systemene, men noe forhøyet i Gj. strøm ved to tilfeller (tilsvarende som råvannet). Antydning til noe akkumulering av kobber i resirk-systemet. Gjelleresultatene (forsøk 2 er ikke analysert) tilsier ingen problemer knyttet til metallakkumulering. 10

Figur 4: Relativ andel opportunister/hurtigvoksende bakterier i resirk (hvit) og gj.strøm (mørk grå). Lavere andel opportunister/hurtigvoksende (CFU etter 4 dager versus 14 dager) i resirk-systemet, men stor variasjon mellom forsøkene. 11

Figur 5: Kolonidannende (CFU) og totalt antall bakterier i forsøk 2. Råvann (svart), etter vannbehandling (lys grå), resirk (hvit) og gj.strøm (mørk grå). Høye bakterienivå i resirk-systemet (EVB og avløp) p.g.a. lav vannutskifting og biofilter. Kan reduseres noe ved endret desinfiseringspraksis (høyere dose eller behandling av større vannmengde). 12

Resirk Gj. strøm Figur 6 a/b: Totaltelling av bakterier (flow cytometer) i forsøk 2 Slutt, resirk (venstre) og gj. strøm (høyre). Betraktelig høyere andel bakterier i resirk-systemet (6 x) som gir gode signaler og som regnes som friske og levende. Dyrkbare (CFU) utgjør ca. 2 % for begge. 13

Figur 7: Gjennomsnittlig plasmakortisol (nm ± SD) ved anlegget i perioden 2009-2011 og i de 2 forsøkene, resirkulasjon (RC) og gjennomstrøm (GS). Jevnt over lave stressnivå som betegnes som normale nivå for ustresset lakseparr/-smolt. Dette resultatet støttes av andre blodparameter (istat). 14

Artec Pilot Konklusjoner Generell vannkvalitet Jevnt over god for begge driftssystemene, tilsynelatende god effekt av CO 2 -lufting på karkant (forsøk 2), tilsynelatende forbedret nitrifikasjonsprosess, men fremdeles noe lav alkalitet. Mikrobiell vannkvalitet Høye nivåer i resirk-systemet, men relativt stabilt og med lavere andel opportunister/hurtigvoksende, kan forbedre desinfiseringsprosessen (dose/vannmengde). Partikler Forbedret partikkelfjerning i forsøk 2 (forbedret skumming og redusert vannhastighet i vannbehandlingsenhetene). Metaller Relativt lave verdier, men muligens antydning til Cu-akkumulering i resirksystemet (nevnes også i vit. litteratur). 15

Artec Pilot Konklusjoner Fiskevelferd Normale blodparametere og lave stressnivå. Produksjon Relativ lik produksjon og overlevelse i de to systemene. Hovedkonklusjon Forskjellen i vannkvalitet mellom resirk- og gj.strøm systemet i de 2 forsøksperiodene gjenspeiler hovedsakelig naturlige forskjeller mellom driftssystemene. Resirkuleringssystemet (Artec Pilot) kan benyttes til kommersiell smoltproduksjon på lik linje med et tradisjonelt gjennomstrømningssystem. 16

Artec Pilot Takk til Takk til alle involverte hos Artec Aqua AS (Victor Fiveland), Mainstream Norway AS (ansatte ved Leines, Philip van Dijk, Truls Theting) og UiN (Robert Eliassen, Steinar Johnsen og Martin H. Iversen). Og takk for meg! 17