Chr. Graver cand. scient. biologi

Chr. Graver cand. scient. biologi 1980-1983: Speciale i modning og genfodring af hanål. 1983-1987: Driftsleder 20 tons produktionsanlæg. DK 1987-1988: Driftsleder 100 tons produktionsanlæg. N 1988-1991: Driftsleder 500 tons produktionsanlæg. NL 1992- Konsulent i Dansk Åleproducentforening. 2005- Projektmedarbejder: Reproduktion af ål.

Illustration af sammenhængen mellem anlægsdesign og recirkulering af vand. Komplexibilitet Nitratfjernelse Fjernelse af fosfor og humusstoffer Desinficering med UV og ozon Fjernelse af ammonium, organisk stof og kuldioxid Partikelfjernelse Iltning af vand 25 % 50 % 75 % 100 % Recirkulering

Her er et kort resume af de enkelte trin i biofilmdannelsen: Opløste og suspenderede organiske og uorganiske stoffer i vandet opfanges på den fugtige filteroverflade på filterlegemet Bakterierne hæfter sig til filteroverfladen Bakterierne nedbryder organiske og uorganiske stoffer ved hjælp af enzymer De organismer, bakterier, der er første led i fødekæden, producerer biofilm (celletilvækst/-slamproduktion). De organismer (protozoer), som er andet led i fødekæden, vokser Biofilm frigøres

Fixed bed filter Nedstrøms Store faste filterlegemer Opstrøms Store faste filterlegemer Vandret strømning Store faste filterlegemer Opstrøms Små løse filterlegemer

Fixed bed filter med flere kamre

Fixed bed dykket filtre I akvakultur oftest en eller anden form for blokke af plastmateriale med SSA mellem 80 og 250 m 2 /m 3 og et frivolumen på op til 95%. Koldt vand 0,2 til 1,0 g TAN pr. m 2 pr. dag Varmt vand 1,0 til 2,0 kg TAN pr. m 2 pr. dag -Ingen iltning af vandet i filtret som i et moving bed filter (dog kraftig kontinuerlig beluftning på visse filtre) -Ophobning af organisk materiele (bakterievækst) - Kræver (normalt) returskylning, især ved kraftig organisk belastning.

Filterblokke med lav specifik overflade (SSA) Navn: Munters SSA (m 2 /m 3 ): 150, 240 Navn: BIO-NET SSA (m 2 /m 3 ): 150-200 Navn: BIO-BLOK Ssa (m 2 /m 3 ): 80-300

Krav til fixed bed dykket filter Skal kunne køres udenom (by-pass). Skal kunne tømmes for vand. Skal være forsynet med kraftig vandforsyning for skylning fra oven. Filterlegemer skal kunne tages op

Case story 30 tons produktionsanlæg 80 μm primær partikelfjerner Lamelsedimentation som sekundær partikelfjerner Fixed bed biofilter med beluftning Foderkvotient 1,3 Biofilterbelastning ca. 158 m 2 biofilteroverflade til rådighed/kg foder pr. dag 1,95 kg ål produceret/m 2 biofilteroverflade pr. år Vandskifte på ca. 30 liter/kg foder Returskyllede ikke biofilter i 3 år!!!

Moving bed filtre Symboler: Sorte pile ~ Vandstrømmens retning - Blå pile ~ Luftstrømmens retning

Moving bed filtre Som regel fyldt med forholdsvis små plastlegemer (beads) med SSA størreend 500 m 2 /m 3. Dog er det effektive areal oftest under 350 m 2 /m 3 Der anvendes både flydende og synkende typer af plastlegemer + selvrensende. + Iltning af vandet i filtret. -Opfanger ikke organisk materiale (bakterievækst) -Kræver at alle plastlegemer er bevægelige og der ikke dannes anaeorbne zoner.

Små løse legemer med høj specifik overflade (SSA) Navn: BIONØDDER SSA (m 2 /m 3 ): ~ 600 Bee-cell SSA (m 2 /m 3 ): ~ 650 Navn: Inter Aqua SSA (m 2 /m 3 ):

Små løse legemer med høj specifik overflade (SSA) Navn: KALDNES SSA (m 2 /m 3 ): ~ 500 Navn: BIOLOX SSA (m 2 /m 3 ): ~ 640 Navn: DIAT SSA (m 2 /m 3 ): 550

45 40 Fixed bed filtre (%) 35 30 25 20 15 10 5 0 100-200 200-300 300-400 400-500 500-600 600-700 700-800 Specifik overflade (m 2 /m 3 ). Variationen i specifik overflade (SSA) i fixed bed filtre Moving bed filtre (%) 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 100-200 200-300 300-400 400-500 500-600 600-700 700-800 Specifik overflade (m 2 /m 3 ). Variationen i specifik overflade (SSA) i moving bed filtre.

100 90 80 Fyldningsgrad (%) 70 60 50 40 30 20 10 0 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 Specifik overflade (m 2 /m 3 ) Fyldningsgrad som funktion af bio-legemernes specifikke overflade (SSA), med angivelse af tendenslinje (N = 68)

Fluidized (expanded) bed filter.

Fluidized bed filters Ofte fint sigtet sand (SSA 4,000 til 45,000 m 2 /m 3 ) eller meget fine plastic perler Koldvand 0,2 til 0,4 kg TAN pr. dag pr m 3 Varmt vand 0,6 til 1,0 kg TAN pr. dag pr m 3 + Meget effektive 50% til 90 % TAN fjernelse pr gennemløb - Rimelig dyre at pumpe vand igennem - Ingen iltning af vandet i filtret som i et moving bed filter - De kan være meget vanskelige at køre med og vanskelige at vedligeholde. Mest på grund af dårlig kontrol af faste partikler og biofouling.

Rislefilter

Rislefilter I akvakultur oftest en eller anden form for blokke af plastmateriale med SSA mellem 80 og 300 m 2 /m 3. Kvælstofomsætning 0,1 til 1,0 g TAN pr. m 2 pr. dag + Iltning af vandet i filtret og afstripning af CO 2. - Kan ikke returskylles - Kræver løftehøjde = pumpekapacitet.

Mellemstore løse legemer med lav specifik overflade (SSA) Navn: Impodan SSA (m 2 /m 3 ): ~ 230 Navn: Impodan SSA (m 2 /m 3 ): 100 Navn: Ukendt SSA (m 2 /m 3 ):?? Navn: Etapak SSA (m 2 /m 3 ): 200

Heterotrof stofomsætning + + O 2 = + CO 2 Foderrester, Ekskrementer, Slim m.v. Bakterie Ilt Bakterie Kuldioxid Nitrifikation NH 4 + + O 2 = NO 3 + + CO 2 + H + Ammonium bakterie ilt nitrat bakterie kuldioxid syre

Heterotrof nedbrydning af foderrester, fækalier og slim Autotrof oxidation af ammoniak til nitrat (nitrifikation). Strømretning Slimet langhåret belægning Dykket filter kan renses Ilt ind med vand Fast tynd belægning Risle filter skal ikke renses Ilt ind med luft Kuldioxid stripning

Denitifikation NO 3 + + C + H + = N 2 + + CO 2 Nitrat bakterie kulstof syre kvælstof bakterie kuldioxid

Denitrifikationsfiltre. Denitrifikationsfiltre som fixed bed og som moving bed filtre Arbejdskrævende hvis der er tale om fixed bed filtre Kræver som regel tilsætning af kulstof kilde evt. IPA-sprit, methanol Kan ved kulstofmangel udskille meget store mængder nitrit