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).
Fremtidens smoltproduksjon
24.10.2012
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).
Fremtidens smoltproduksjon
24.10.2012
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
Karbenevning
Kartype
Karstørrelse netto (m3)
Vannmengde inn/ut gjennomsnitt (l/min)
Mengde nytt vann gjennomsnitt (l/min)
Resirk 1 og 2
Gj. str. 1 og 2
Kar A, 5001 og 5002
Kar B, 3012 og 6002
Runde ө 8 m
Runde ө 3 og 12 m
63,7
7,5 og 200
1370 og 885
250 og 1500
Maks 66 og 115
250 og 1500
Fremtidens smoltproduksjon
24.10.2012
3
Artec Pilot – Måleparameter og metoder
•
Manuelle målinger (Temp, pH, salt, kond, O2, CO2 og TGP).
•
Generelle vannkvalitetsparametere (pH, Kond, Alk, Turb,
O2, CO2, TAN, NO2+NO3, 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).
Fremtidens smoltproduksjon
24.10.2012
4
Artec Pilot – Resultater
Basert på Forsøk 1 ble det anbefalt å optimalisere noen
prosesser og disse blir gjennomgått i det følgende.
Tabell 2
Produksjonsparameter
Forsøk 1
Antall fisk
Snittvekt (gr)
Biomasse (kg)
Tetthet (kg/m3)
Daglig spesifikk vekstrate (%)
Overlevelse (%)
Gjennomsnittlig vannmengde (l/min)
Spesifikt vannforbruk (l/kg fisk/min)
Start
Resirk
99609
15,2
1518
24
1530
1,00
Forsøk 2
(1.9.-12.10.11)
Slutt
Gj.str.
7682
15,8
121
16
250
2,10
Resirk
99535
49,3
4905
77
2,9
99,9
1360
0,28
Fremtidens smoltproduksjon
(22.6.-1.8.12)
Start
Gj.str.
7896
47,9
378
50
2,7
99,9
250
0,67
Slutt
Resirk
49864
42,0
2094
33
Gj.str.
68023
35,0
2381
12
940
0,45
1500
0,63
24.10.2012
Resirk
49824
69,3
3452
54
1,3
99,9
910
0,26
Gj.str.
67981
45,7
3105
16
0,7
99,9
1500
0,48
5
Artec Pilot – Resultater
Tabell 3
Fysiokjemisk vannkvalitet
Forsøk 1 (1.9.-12.10.11)
Forsøk 2
Slutt
(22.6.-1.8.12)
Temperatur (°C) anleggsmåling
Oksygenmetning (%) anleggsmåling
Totalt gasstrykk (%) anleggsmåling
CO2 (mg/l)
Start
Resirk
Gj.str.
12,1
11
83
82
99
97
9,0
4,8
Resirk
10,7
87
100
17,6
Gj.str.
11
76
99
7,0
Resirk
10,1
90
100
4,8
Gj.str.
6,3
91
95
6,2
Resirk
9,5
81
96
8,8
Gj.str.
9,1
78
91
6,4
CO2 (mg/l) anleggsmåling
pH
pH anleggsmåling
Saltholdighet (ppt) anleggsmåling
Konduktivitet (mS/m)
Alkalitet (mmol/l)
Totalt ammonium (mg NH4-N/l)
12,0
7,02
6,51
1,2
219,0
0,530
0,78
5,0
6,82
0,0
5,8
0,157
0,40
23,0
6,49
6,17
2,0
359,0
0,229
0,75
9,0
6,79
5,95
0,0
6,5
0,168
0,59
4,0
6,68
6,56
1,0
182,0
0,208
0,12
6,0
6,41
0,0
4,2
0,103
0,22
11,0
6,48
6,51
2,6
475,0
0,287
0,35
8,0
6,58
6,90
2,0
364,5
0,250
0,33
Nitritt + nitrat (mg NO2-N+NO3-N/l)
15,47
11,40
5,86
0,07
1,60
0,08
14,16
1,08
Fremtidens smoltproduksjon
Start
24.10.2012
Slutt
6
Artec Pilot – Resultater
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 (◊).
Fremtidens smoltproduksjon
24.10.2012
7
Artec Pilot – Resultater
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 (NH4-N) i forsøk 1 (grå) og
forsøk 2 (hvit) for resirksystemet.
Fremtidens smoltproduksjon
24.10.2012
8
Artec Pilot – Resultater
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 (CO2-lufting på karkant).
Fremtidens smoltproduksjon
24.10.2012
9
Artec Pilot – Resultater
Tabell 4: Metallresultater i forsøk 1 og 2.
Forsøk 1 (1.9.-12.10.11)
Al (µg/l)
Cu (µg/l)
Fe (µg/l)
Gjelle Al (µg/g)
Gjelle Cu (µg/g)
Gjelle Fe (µg/g)
Start
Resirk
Gj.str.
2,7
1,1
10,0
12,0
Midt
Resirk
6
3,0
9,1
Forsøk 2 (22.6.-1.8.12)
Slutt
Gj.str.
7
<2
12,5
Resirk
7,7
5,1
5,2
1,0
1,8
283,3
Start
Gj.str.
16,9
1,7
3,4
1,5
1,5
259,7
Resirk
6,0
2,0
8,3
Midt
Gj.str.
9,5
2,0
24,5
Resirk
7,2
2,9
20,0
Slutt
Gj.str.
24,4
0,9
20,0
Resirk
5,4
3,7
20,0
-
Gj.str.
7,4
3,0
15,0
-
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.
Fremtidens smoltproduksjon
24.10.2012
10
Artec Pilot – Resultater
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.
Fremtidens smoltproduksjon
24.10.2012
11
Artec Pilot – Resultater
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).
Fremtidens smoltproduksjon
24.10.2012
12
Artec Pilot – Resultater
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.
Fremtidens smoltproduksjon
24.10.2012
13
Artec Pilot – Resultater
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).
Fremtidens smoltproduksjon
24.10.2012
14
Artec Pilot – Konklusjoner
Generell vannkvalitet
Jevnt over god for begge driftssystemene, tilsynelatende god effekt av
CO2-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).
Fremtidens smoltproduksjon
24.10.2012
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.
Fremtidens smoltproduksjon
24.10.2012
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!
Fremtidens smoltproduksjon
24.10.2012
17