Brug af brintperoxid i opdrætsanlæg Erik Arvin, Professor Martin Møller, Cand.Scient.Techn. Lars-Flemming Pedersen, PhD stud. H 2 O 2
Baggrund Brintperoxid (BP) er et lovende desinfektionsmiddel til brug i aquakulturanlæg bl.a. mod fiskedræber (Ich) Dokumentation af virkning i: Optimering af behandlingseffekter i akvakultur. DMU Rap. 659. 2008 Klar desinfektionseffekt med 10 mg BP/l i 4 timer Effekt afhængig af dosis: tid*koncentration Behov for mere viden om BP henfald og negativ virkning på biofiltre
Formål Bestemme kinetik (koncentration vs. tid) for brintperoxid (BP) i fiskekar og biofiltre Bestemme effekt af BP i biofiltre på ammonium- og nitritomsætningen
forsøgsanlæg DTU-A Biofilter: BIO-BLOK Total volumen: 0,36 m 3 DTU-B: BIOBLOK filter BioMedia filter Total volumen: 2 m 3
forsøgsanlæg
pilot plant
Totalvolumen: 35 m 3 Udstyret med: Biofilter UV enhed Tromlefilter BIOMAR pilotanlæg
BP påvirkning af biofiltre Batchforsøg med tilsætning af BP i: Enkeltdosis Gentagen dosis Varierende initialkonc. Måling af NH 4+, NO 2-, og COD
H 2 O 2 henfald i vand fra DTU-A anlæg
H 2 O 2 henfald i vand fra DTU-A anlæg H 2 O 2 nedbrydningshastighed (mg/l/min) H 2 O 2 Degrad. rate (mg l -1 h -1 ) 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 y = 0,1623x R² = 0,9601 0 20 40 60 80 100 120 COD (mg O 2 l -1 )
H 2 O 2 henfald i vand fra BIOMAR pilot anlæg
COD og mikroorganismer i DTU-A og BIOMAR anlæg COD conc. (mg O 2 l -1 ) CFU l -1 CFU mg -1 COD DTU-A 85 7.8 10 7 9.1 10 5 BioMar 30 1.5 10 7 4.9 10 5 Ratio DTU-A: BioMar ~3 ~5 ~ 1,9
H 2 O 2 henfald i biofilter fra DTU-A og DTU-B anlæg 25,00 DTU-A DTU-B Enkeltdosis exp. 20,00 H2O2 (mg l-1) 15,00 10,00 5,00 0,00 0 50 100 150 200 250 300 Time (minutes)
H 2 O 2 henfald i biofilter fra DTU-A og DTU-B anlæg DTU-A DTU-B unit Exp. regression 22.06e -4.38 h 21.55e -0.86 h R 2 value 1.0 0.98 t 1/2 (ln(2)/k e ) 9.5 48.4 min SSR 95 45 mg m -2 h -1 Biomass dw 272 33 mg Biomass dw/m 2 1090 100 mg m -2
NH 4 henfald i biofilter fra DTU-A anlæg 3000 2500 Hydrogen Peroxide Baseline H 2 O 2 dosis: 15 mg/l NH4-N (µg l-1) 2000 1500 1000 500 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Time (minutes)
NO 2 konc. i biofilter fra DTU-A anlæg 500 Hydrogen Peroxide Baseline 400 NO2-N (µg l-1) 300 200 100 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Time (minutes)
Multibel dosis af H 2 O 2 i biofilter fra DTU-A anlæg 25,0 20,0 H2O2 (mg l-1) 15,0 10,0 5,0 0,0 0 50 100 150 200 250 300 Time (minutes)
NH 4 henfald i biofilter fra DTU-A anlæg 3000 Multiple H2O2 doses Baseline 2500 NH4-N (µg l-1) 2000 1500 1000 500 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Time (minutes)
NO 2 konc. i biofilter fra DTU-A anlæg Multiple H2O2 doses Baseline 600,0 500,0 NO2-N (µg l-1) 400,0 300,0 200,0 100,0 0,0 0 50 100 150 200 Time (minutes)
forsøgsanlæg (DTU-B)
BP s effekt på nitrifikations-effektivitet ved gentagen dosering Efficiency (%) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Biomedia BioBlok 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Time (minutes) DTU-B anlæg. 10-20 mg BP/l i ca. 4 timer
Konklusioner H 2 O 2 henfalder eksponentielt i både fiskevand og i biofiltre Henfaldshastigheden stiger med stigende COD i fiskevandet og stigende biomasse i biofiltre Ammonium- og nitritomsætningen ændres kun lidt ved moderat enkeldosering af H 2 O 2 (15 mg/l) Ammonium- og nitritomsætningen påvirkes betydeligt af gentagen dosis af H 2 O 2 (10-15 mg/l i 4 timer), især ved lave COD og tynd biofilm i biofilter Behov for resultater fra kommercielle anlæg