Kan bruk av sykloner på karnivå i RAS-anlegg dokumenteres som positivt for vannkvalitet, og med hvilket målesystem?

Abstract

Hensikten med denne bacheloroppgaven var å undersøke effektiviteten til sykloner på karnivå i RAS-anlegg, hvordan det påvirker vannkvaliteten, samt forsøke å etablere et målesystem. For at fiskens fysiologiske og morfologiske utvikling skal være optimal, må det legges stor vekt på tilstrekkelig vannkvalitet. Et RAS-anlegg består av en rekke komponenter som skal sørge for at vannkvaliteten er optimal. Siden RAS-anlegg brukes under intensiv produksjon av fisk, er det viktig at alle disse komponentene fungerer som de skal. Grovfiltreringen av partikler skjer i det mekaniske filteret, hvor de aller største partiklene blir fjernet fra systemet. Slike filter kan bli belastet over dens evne, og tilleggskomponenter for rensing bør undersøkes. Sykloner er en god metode for grovfiltreringen av partikler, og kan være med på å avlaste det mekaniske filteret.

Det har blitt gjennomført en rekke vannprøver fra syklonene, slik at det har vært mulig å kartlegge dens effektivitet og påvirkning på vannkvaliteten. Vannprøvene er hentet fra avløp kar, innløp syklon og overløp syklon. TSS-prøvene ble fylt direkte i prøveflaskene og sendt til Nemko Norlab, mens prøvene til turbiditet og Coulter Counter ble filtrert på 100 µm, og analysert av gruppen. Alle prøvene ble hentet ut på fastsatte tidspunkt i løpet av to dager. Det ble også tatt video fra det gjennomsiktige innløpsrøret til syklonen, overløpsrøret og avløpet til karet. Dette skulle legge grunnlaget for etableringen av en automatisk målemetode. I tillegg ble det hentet vannprøve fra innløpsvannet til karene, som ble analysert med turbiditetsmåler og Coulter Counter.

Resultatene viste at det var en trend som belyste effektiviteten til syklonen. Det var en nedgang i mengde TSS fra innløp syklon til overløp syklon, for begge dagene. Den beregnede rensegraden varierte fra 18 til 63 %, som sier noe om effektiviteten til syklonen. For turbiditet kunne man til en viss grad se en nedgang fra innløp syklon til overløp syklon. Nedgangen er minimal, noe som er tydelig hvis man ser på standardavviket for hvert målepunkt. Coulter Counteren viser den samme trenden for avløp kar, innløp syklon og overløp syklon for begge dagene. Alle har de samme toppene ved 3 µm og 8,5 µm, og samme bunnpunkt ved 5 µm. Størrelsesintervallet for partiklene varierte fra 2,2 - 20 µm.

TSS-målingene reflekterer i større grad effektiviteten til syklonen. Dette skyldes at TSS tar utgangspunktet i alt av partikler som befinner seg i vannet. Ved å sammenligne resultatene fra TSS med resultatene fra Coulter Counter og turbiditet, kunne gruppen konkludere med at syklonen var mest effektiv på de største partiklene. Ved at syklonen fjerner partikler bidrar den til god vannkvalitet, og dermed også god fiskevelferd og lønnsomhet. Det ble utforsket en mulighet for hvordan videoanalyse av datasett kunne fungert, og hvilke krav det stilles til videotakingen for å oppnå høyest mulig nøyaktighet fra opptakene.

The purpose of this bachelor thesis was to examine the effectiveness of cyclones on particle removal in Recirculating Aquaculture Systems (RAS), how it affects water quality, and attempt to establish a measurement system. For optimal physiological and morphological development of fish, it is crucial to achieve good water quality. A RAS consists of several components that ensure optimal water quality. Since RAS are used in intensive fish production, it is essential that all these components function properly. Filtration of the largest particles occurs in the mechanical filter. Such filters can be overloaded, and additional components for filtration should be examined. Cyclones are an effective method for filtration of the largest particles, and can help relieve the mechanical filter.

Numerous water samples from the cyclone have been collected, making it possible to map its efficiency and impact on water quality. The water samples were taken from the tank drain, cyclone inlet, and cyclone overflow. The Total Suspended Solids (TSS) samples were filled directly into the sample bottles and sent to Nemko Norlab, while the samples for turbidity and Coulter Counter were filtered at 100 µm and examined by the group. All samples were collected at predetermined time points over the course of two days. Videos were also taken from the transperant cyclon-inlet pipe, the cyclone overflow and the tank drain. This would form the basis for establishing an automatic measurement method. Additionally, a water sample was collected from the inlet water to the tanks, which was analyzed using a turbidity meter and Coulter Counter.

The results showed a trend that highlighted the effectiveness of the cyclone. There was a decrease in the amount of TSS from the cyclone inlet to the cyclone overflow, for both days. The calculated purification level ranged from 18 to 63 %, which indicates the efficiency of the cyclone. For turbidity, a decrease from the cyclone inlet to the cyclone overflow could be seen to some extent. The decrease is somewhat vague, which is quite evident if standard deviation for each measurement point is considered. The Coulter Counter showed the same trend for the tank drain, cyclone inlet, and cyclone overflow for both days. All had the same peaks at 3 µm and 8.5 µm, and the same minimum point at 5 µm. Size range of the particles varied from 2.2 - 20 µm.

The TSS measurements reflect the cyclone's effectiveness more significantly. This is because TSS is based on all particles in the water. By comparing the results from the TSS with the results from the Coulter Counter and turbidity, the group could conclude that the cyclone was most effective on the largest particles. By removing particles, the cyclone contributes to good water quality, and thus good fish welfare and profitability. An opportunity for analyzing datasets was explored, and the requirements for the video recordings to achieve the best possible dataset were examined.