1. No category

GasBuster® Basic
Høyeffektiv CO2-lufter
GasBuster® Total
Totalgassbehandler – fjerner CO2 / N2 og tilfører O2
S E LV R E N S E N D E
S TA B I L H ØY E F F E K T I V I T E T
Ø K T P R O D U K S J O N S K A PA S I T E T
GasBuster® er en ny og svært effektiv CO2-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 CO2 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 m3 plassere omtrent 100 000 flere 100-grams fisk ved
12oC dersom renseeffekten i CO2-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 CO2lufting, 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 CO2-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.
G a s B u s t e r ® p r o d u s e r e s i t o u l i ke m o d e l l e r
GasBuster® Basic er en ren CO2-lufter. GasBuster® Total er høyere og denne er i tillegg til å være en CO2-lufter også forberedt
for å kunne tilsette oksygen og fjerne nitrogen.
GasBuster® Basic
GasBuster® Total
G asBuster ® 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.
• nivå-rør for visuell vannivå kontroll
GasBuster® Total er i tillegg til å være en CO2-lufter også
forberedt til å kunne romme et system for tilsetting av oksygen
(O2) og fjerning av nitrogen (N2). Dette er en komplett enhet
som i tillegg til å lufte ut CO2, også håndterer O2 og N2 – altså
en totalgassbehandler. Konseptet er derfor nytt og unikt.
• mannhull/inspeksjonsvindu for visuell
kontroll av medie og service
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.
• styresystem (PLS) for automatisk drift
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.
I tillegg k an
G asBuster ® leveres med:
• vannpumper og ventiler
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.
• system for tilførsel av oksygen og
nitrogenfjerning
Alle GasBuster®- modellene testes med vann og er kvalitetssikret
før utsendelse.
• fjernoppkobling
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 CO2 per liter gjennom hele
forsøksperioden.”
Les mer:
www.alvestadmarin.com/aktuelt/artikkel-kyst.no
www.alvestadmarin.com/aktuelt/artikkel-norskfiskeoppdrett
www.alvestadmarin.com/dokumentasjon-lufter
• avtapningsventil
• stige og arbeidsplattform i galvanisert stål
(IPE80)
• SMS-alarm
A
B
C
Ød
Øe
ØfA
ØgBC
ØhØd
ØiØe
Øf
Øg
Øh
Øi
Høyde innløp
Høyde delering
Totalhøyde
Diameter utløp
Diameter innløp
høyde
innløp
Diameter
luftutløp
høyde delering
Diameter mannhull
totalhøyde
Diameter
oksygeninnløp
diameter
utløp
diameter
innløp
Diameter
hovedtank
diameter luftutløp
diameter mannhull
diameter oksygeninnløp
diameter hovedtank
Måltabell for GasBuster
A**)
Kapasitet Karstørrelse
Model
3
m /min
odel2,5
*)
mm
diameter
Kapasitet
8-10m
2700
Måltabell for GasBuster
B**)
C**)
mm
mm
Ød
mm
Øe
mm
Øf
mm
**)
A**)315 B
Karstørrelse
2350 3480 250
600
2,5
8-10mm 3 /min
3100 2750
3880*) 250
mm315 mm
2.5-02
600
diameter
2,5
8-10m 2,5
5170 4970
5800
315
2.5-03
225
600
8-10m
2598 2300
2.5-01
5
10-12m
2700 2350 3480 315 355 800
5-01
asBuster 2.5-02
2,5
8-10m
3098 2800
Basic
2.5-01
Total
Basic
5-02
Total
5-03
Basic
7.5-01
Total
7.5-02
asBuster
Basic
10-01
7.5-03
Basic
10-12m
52.5-03 10-12m
7,5
5-01
12-15m
7,5
12-15m
7,5
12-15m
5-02
105-03
15-17m
2,55690
53200
3600
12,5
15-17m
12,5
15-17m
Basic
15-01
asBuster
15-02
7.5-03
1510-01 16-18m
1510-02 16-18m
*)Veiledende karstørrelse. Andre kar kan også passe.
10-03
8-10m
5460
6290
2850
3980
10-12m
5
53200
5460
6480
2850
5720
7,55720
12,5-02
3880
4380
7,53600
12,5-01
2750
3250
107.5-01 15-17m
Total
Total
3100
10-03
asBuster 107.5-02 15-17m
10-02
Total
5
7,53200
3600
103400
103800
10-12m
10-12m
3980
12-15m
3250
4380
315
355
5168
355
250
800
4970
800
**)
-
mm160
400
400
160
3320
600
-
600
160
3820
5797
600
160
355
400 2300
1000 600
2598
3320355 400 1000 600 160
3098 2800 3820
400 315 1000 600 160
5686
5463
450 1200
400
6290-
600
2850
4030
3250
4430
450
12-15m
15-17m
4310
3000
3400
4710
15-17m
10
15-17m
5719
5463
6483
500 1200 600
160
3098
3820500
600 2800
1200 600
500
3598
4320
600 3300
1200 600
160
5719
5463
*) 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
400C
Øh
mm
3098
3820
400
450 2800
1200 600
160
450
355
1200
600
160
3598 3300 4320
450 500 1200 600
-
5460
6480
12-15m
**) Målene A, B og C kan variere for å tilpasse enhetene til kar
**)
Øg
mm
tilpasse enhetene til kar
***) nhetene merket • er for eredt for dette. Kan leveres som tillegg.
6483
Øi
mm
Oksygentilsetting/N
itrogenstripping***)
Ød
Øf
Øg Øh
1200 Øe
○
mm
mm mm
1200 mm mm
●
1200 250 250
●
225
400
1600
○
225 250 250 400 110
1600
●
250
225
250
400 110
1600
●
1960 315 400
○
250
600
-
1960
●
250
315 400
600 110
1960
●
315
250 400
600 110
2300
○
280
600
2300 355 500
●
2300
●
280 355 500 600 110
2600
○
355
280 500 600 110
2600
●
315
400
600
600
2800
○
315
2800 400 600
●
600 110
400 315 600 600 110
INVESTERING OG LØNNSOMHET
I N V E S T E R I N G I H ØYE F F E K T I V E CO 2 - LU F T E R E
M E S T LØ N N S O MT
Yngve Ulgenes, Januar 2014
Vi har foretatt en vurdering av økonomiske konsekvenser av investering i CO2-luftere med
høy renseeffekt kontra luftere med lav renseeffekt.
Dette viser at i et 350 m3-kar vil økning av renseeffekt fra 50 – 60% opp til 75 – 80 % 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.
INVESTERING OG LØNNSOMHET
En ny og effektiv lufteteknologi er utviklet:
GasBuster®
Det har lenge vært kjent at CO2 skaper produksjonsbegrensninger
i smoltanlegg, og mange tekniske løsninger mht CO2 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 CO2.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 75 – 80 % når CO2-nivået i vannet ligger på 12 – 14 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 CO2 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 CO2-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 oC) 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.
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 CO2-produksjonen av smolt,
skal vi se litt nærmere på.
Forutsetninger i sammenligningen.
For å belyse betydningen av effektiv og stabil CO2-fjerning, kan
vi sette opp en enkel sammenligning. Vi tenker oss et anlegg
som ønsker å øke produk-sjonen maksimalt ved å utnytte CO2lufting fullt ut.
Her stilles følgende forutsetninger og spørsmål:
• Maksimalt CO2-innhold i vannet skal være 15 mg/L.
For å beregne kapasitet, bruker vi 14 mg/L som grense
fordi, absolutte maksimalverdier for CO2 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 CO2-innhold i vannet
vil dette være uproblematisk.
Ved et CO2-innhold på 10 –15 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 CO2.
• eller skal man satse på en teknologi som har høy
renseeffekt for CO2.
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.
INVESTERING OG LØNNSOMHET
For CO2-luftere uten rensing, vil begroing – spesielt ved temperatur
over 10oC 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
• 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 CO2-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.
Vi har lagt inn forutsetninger på to nivå (10 og 14 mg. CO2 /L)
da dette også gir en pekepinn på hva det vil si hvis man ønsker
å operere med et CO2-nivå som er vesentlig lavere enn det
som er angitt i dagens driftsforskrifter for smoltproduksjon.
Dagens forskrift angir 15 mg. CO2/L som maksimal grense.CO2lufterne 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 m3
• Ø 16m kar med vanndyp 3,5 m. og et vannvolum
på ca. 700 m3
Vi antar at en oppholdstid for vannet i karene på 45 – 60 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 90 – 130 gram.
For enkelhets skyld antas det at anlegget setter fisken inn i
disse store karene når den er sortert og vaksinert (ca. 35 – 50
gram) og at den skal gå der til den leveres som smolt med
gjennomsnittsvekt 90 – 130 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.
I tabellene nedenfor har vi vist beregnet produksjons-kapasitet 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 m3). Kapasiteten er gitt ved
nevnte grenser for CO2.
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/m3
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.
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 m3). Kapasiteten er gitt ved nevnte grenser
for CO2.
Tabell 1. PRODUKSJONSKAPASITET I ET 350m3-KAR (1000 stk.)
Vekt
(g)
Gr. 1
Gr. 2
Gr. 3
130
90
100
T
(0C)
5
15
10
Nytt vann
(L/min)
1500
1500
1500
Maksimalt antall fisk i
karene ved CO2-nivå
= 10mg/L
Maksimalt antall fisk i
karene ved CO2-nivå
= 14mg/L
Luftet
vann
(L/min)
Oppholds
tid
(min)
Lufter A
Lufter B
Lufter A
Lufter B
5000
5000
5000
52
52
52
116
73
100
154
97
348
186
116
462
228
197
563
289
462
462
563
SUM PRODUKSJON PER KAR PER ÅR
Tabell 2. PRODUKSJONSKAPASITET I ET 700m3-KAR (1000 stk.)
Vekt
(g)
Gr. 1
Gr. 2
Gr. 3
130
90
100
T
0
( C)
5
15
10
Nytt vann
(L/min)
2500
2500
2500
Maksimalt antall fisk i
karene ved CO2-nivå
= 10mg/L
Maksimalt antall fisk i
karene ved CO2-nivå
= 14mg/L
Luftet
vann
(L/min)
Oppholds
tid
(min)
Lufter A
Lufter B
Lufter A
Lufter B
10 000
10 000
10 000
60
60
60
220
138
190
295
185
255
352
221
303
436
274
376
548
735
876
1086
SUM PRODUKSJON PER KAR PER ÅR
Som tallene viser, har det svært mye å si for produksjonskapasiteten at man bruker CO2-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.
INVESTERING OG LØNNSOMHET
Tabell 3. DIFFERANSEN I PRODUKSJONSKAPASITET PER KAR PER ÅR VED Å VELGE CO2-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
350 m3
700 m3
Maks. CO2-nivå
(mg/L)
Kapasitetsdifferanse
(1000 stk/år)
Økning i omsetning
per kar (mill. per år)
10
14
10
14
95
101
187
210
0,95
1,01
1,87
2,1
Hvis vi tar utgangspunkt et 350 m3-kar vil økning av renseeffekt fra 50 – 60 % opp til 75 – 80 % bety en potensiell omsetningsøkning
på ca. 1 million kroner pr år ved de gitte forutsetningene.
På samme måte vil det for et 700 m3-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.
MÅLING AV EFFEKTIVITET
M Å L I N G AV E F F E K T I V I T E T T I L NY
LU F T E T E K N O LO G I I N N E N F I S K E O P P D E R E T T
Asbjørn Bergheim, IRIS, Stavanger
Yngve Ulgenes, BioFarmSystems, Trondheim
Bakgrunn
IRIS har på oppdrag fra Alvestad Marin testet selskapets nyutviklede teknologi for CO2lufting 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 (CO2)
• Effektiviteten til rensesystemet mhp fjerning av begroing og
partikler i luftemediet
Fjerning av karbondioksid
Ved målingen i august ble konsentrasjonen av CO2 løpende redusert fra 10 mg/l til 2 – 3 mg/l, m.a.o. fjerning av 70 – 80 %
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 CO2-innhold.
Konklusjon:
Resultatene demonstrerer høy
effektivitet for fjerning av CO2
gjennom lufteren.
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 CO2-fjerning i Lufteren.
Målt effektivitet for reduksjon av karbondioksid gjennom Lufter ved MHN, avd. Kvingo 5. august 2013. 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 2013.
MERK: ingen synlig begroing
ARTIKKEL I NORSK FISKEOPPDRETT 2013
F O R B E D R E T CO 2 - AV D R I V I N G I
SETTEFISKPRODUKSJON
Effektiv avdriving av CO2 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
[email protected]
Med utgangspunkt i anlegg som bruker oksygentilsetting
kombinert med CO2-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 CO2 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 CO2, 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. CO2 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 CO2-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 CO2-konsentrasjonen under
maksimalgrensen på 15 mg/L.
Tabell 2. VERDIER FOR NØDVENDIG TOTALT OG SPESIFIKT VANNFORBRUK SAMT OPPHOLDSTID I ET KAR PÅ
500m3 MED 400 000 LAKS PÅ 50 GRAM VED ULIKE RENSEEFFEKTER I CO2-LUFTERE.
BETINGELSER ELLERS BESKREVET I TEKSTEN.
Forbruk av nytt
Gjenbruk via
Teoretisk opRenseeffekt for
vann,
lufting,
pholdstid,
CO2,
L/min
L/min
Min
%
3800
6000
51
40
2500
6000
59
60
1250
6000
69
80
* Basert på RQ=0,9 som medfører at fisken skiller ut ca. 4,5 mg CO2/min/kg
Spesifikt
vannforbruk,
L/min/kg
0,19
0,13
0,06
CO2konsentrasjon
mg/L *
15,0
14,8
14,9
ARTIKKEL I NORSK FISKEOPPDRETT 2013
Tabell 1. BEREGNET VANNBEHOV VED VARIERENDE EFFEKT AV UTSTYR FOR FJERNING AV KARBONDIOKSID.
FORUTSETNINGER: 12oC, MAKS. 15mg CO2/L
Vekt fisk, g
02-forbruk
1
10
50
100
7,7
5,0
3,6
3,2
Tabell 1. gir en generell oversikt over sammenhengen mel-
lom CO2-reduksjon og redusert vannbehov ved 12 oC og ulike
fiskestørrelser (1 – 100 gram). Tabellen viser at effekten til CO2avdrivinga 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 CO2-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 45 – 60 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 400
000 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.
Vannbehov, L/min/kg
50%
0,33
0,20
0,15
0,13
0%
0,65
0,40
0,30
0,25
80%
0,13
0,08
0,06
0,05
i gjeldende forskrifter. Investering i effektiv CO2-fjerning er m.a.o.
meget lønnsomt. Men det er da svært viktig at CO2-fjerningen
er forutsigbar og effektiv hele tiden. Det er de viktigste forutsetningene for å kunne utnytte CO2-fjerning maksimalt.
Metode for effektiv CO2-fjerning
Det er etter hvert tatt i bruk mange metoder for å lufte ut CO2.
Vi skal ikke komme nærmere inn på beskrivelser av de ulike
metodene, men bare gi en kort omtale av rislelufting med
Figur 1.
CO2
O2
Nytt vann
Avløp
Skisse av oppdrettskar med oksygentilsetting og gjenbruk av
vann via CO2-lufter.
Tabell 2. viser et sammendrag av beregnede verdier for min-
imalt vannforbruk på karnivå som funksjon av CO2-lufterens
renseeffekt. Som allerede påpekt vil høy renseeffekt i CO2luftere være viktig for å komme ned i vannforbruk. Regneeksempelet viser imidlertid at høy renseeffekt for CO2 er viktigere
enn man intuitivt skulle tro. Med 80 % renseeffekt for CO2 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.
motstrøms lufting. Dette er den mest effektive metoden for å
fjerne CO2 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 CO2-avdriving
(counter current CO2-stripping).
Vi kan også vinkle dette en annen vei: Hvis man kan doble renseeffekten for CO2, 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. 160 000 – dvs. 40 % økning i
fiskemengden – og fortsatt være godt innenfor kravene satt
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 CO2 som fjernes.
Det er ønskelig å føre 5 – 10 ganger så mye luft som vann gjennom
luftemediet for å oppnå effektiv CO2-avdriving.
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.
Figur 2.
Vann inn
MANGLER
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 CO2-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 CO2.
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 CO2 -avdriving.
skal luftes, forårsaker begroing (bakterie-/soppvekst) på luftemediet. Ved temperaturer over 10 o C 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.
Nyutviklet lufter med innebygget patentert
rensesystem
GasBuster. Nyutviklet CO2-lufter med automatisk vaskesystem.
Systemet markedsføres av Alvestad Marin AS.
I en nyutviklet lufter for CO2-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 CO2
etter 1,5 måned ved 12 – 14 oC var 70 – 80 % ved 10 mg. CO2
per L i karet. Driftserfaring gjennom nesten 6 måneder gjør at
vi nå kan hevde at lufteren vil kunne oppnå ca. 70 – 80 % 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!
ARTIKKEL PÅ KYST.NO, 2013
LANSERER NY SELVRENSENDE CO2-LUFTER
Aqua Nor: Begroing av CO2-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 CO2. I nye
resirkuleringsanlegg er slik vannbehandling selvskrevet.
– Utfordringen med CO2-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 12 – 14
grader i vannet i settefiskanleggene gror derfor CO2-lufterne
for igjen, forteller Ulgenes.
Rensing av eksisterende CO2-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 CO2-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 CO2 per liter gjennom hele forsøksperioden,
sier Bergheim.
Kommersialiseres
Bilde av luftemediet etter 1,5 mnd ved 12 – 14 oC. Ballene viser
ingen tegn til begroing.
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: +47 24 20 00 30 Fax: +47 24 20 00 34
w w w.alvestad.com