Prosjektnummer
910384
Mulighetsstudie for å bruke ikke-biologiske teknologier for ammoniumfjerning i RAS-anlegg (NonBio)
Utgangspunktet for prosjektet er å se på om en fremtid uten biofiltre i RAS er mulig. Resirkulerende akvakultursystemer (RAS) gjenbruker vann og forbedrer bærekraften i fiskeoppdrett. Kjernen i RAS er biofiltre, der bakterier omdanner giftig ammoniakk til nitrat (Ebeling & Timmons, 2012). Selv om de er effektive, har biofiltre noen ulemper: lange oppstartstider, følsomhet for temperatur- og belastningsendringer, begrenset automatisering og risiko for å huse uønskede mikrober (Navada et al. 2021).
I motsetning til dette bruker vannbehandlingssektoren ikke-biologiske ammoniakkfjerningsalternativer (NBA) som elektrokjemiske, kjemiske og fysiske metoder (Lekang & Lekang, 2013). Disse lover raskere oppstart, potensielt nitratfri drift og enklere prosesskontroll.
Dette prosjektet utforsker om NBA-teknologier kan supplere eller erstatte biofiltre i RAS, med sikte på sikker, automatisert og bærekraftig produksjon. Prosjektet vil gjennomgå ytelse, miljøeffekter og økonomisk gjennomførbarhet for å informere akvakultursektoren.
Ikke-biologiske alternativer
NBA-teknologier faller inn i tre grupper:
1. Faste bindemidler
Eksempler: Aktivt kull, zeolitter og ionebytterharpikser.
De kan fjerne ammoniakk, men fjerner også nyttige forbindelser, trenger regelmessig utskifting og er bedre egnet for spesifikke trinn enn hovedfiltrering.
2. Kjemiske og elektriske behandlinger
Eksempler: Ozon, UV-bestråling, elektrolyse og kapasitiv avionisering.
Bidrar til å kontrollere ammoniakk og patogener, men kan produsere biprodukter og fungerer vanligvis i sidestrømsoppsett.
3. Hybridsystemer
Eksempler: Avanserte oksidasjonsprosesser (AOP-er) som kombinerer ozon, UV og hydrogenperoksid; elektrokjemiske hybrider som ELOXIRAS og Biofishency.
Disse kombinerer styrken til forskjellige metoder og viser potensial for nitratfri, automatisert RAS.
I motsetning til dette bruker vannbehandlingssektoren ikke-biologiske ammoniakkfjerningsalternativer (NBA) som elektrokjemiske, kjemiske og fysiske metoder (Lekang & Lekang, 2013). Disse lover raskere oppstart, potensielt nitratfri drift og enklere prosesskontroll.
Dette prosjektet utforsker om NBA-teknologier kan supplere eller erstatte biofiltre i RAS, med sikte på sikker, automatisert og bærekraftig produksjon. Prosjektet vil gjennomgå ytelse, miljøeffekter og økonomisk gjennomførbarhet for å informere akvakultursektoren.
Ikke-biologiske alternativer
NBA-teknologier faller inn i tre grupper:
1. Faste bindemidler
Eksempler: Aktivt kull, zeolitter og ionebytterharpikser.
De kan fjerne ammoniakk, men fjerner også nyttige forbindelser, trenger regelmessig utskifting og er bedre egnet for spesifikke trinn enn hovedfiltrering.
2. Kjemiske og elektriske behandlinger
Eksempler: Ozon, UV-bestråling, elektrolyse og kapasitiv avionisering.
Bidrar til å kontrollere ammoniakk og patogener, men kan produsere biprodukter og fungerer vanligvis i sidestrømsoppsett.
3. Hybridsystemer
Eksempler: Avanserte oksidasjonsprosesser (AOP-er) som kombinerer ozon, UV og hydrogenperoksid; elektrokjemiske hybrider som ELOXIRAS og Biofishency.
Disse kombinerer styrken til forskjellige metoder og viser potensial for nitratfri, automatisert RAS.
Hovedmål
I. Å evaluere bruken av ikke-biologiske teknologier for ammoniumfjerning i kommersielle RAS ved å vurdere deres modenhet, gjennomførbarhet, kostnadseffektivitet og sikkerhet sammenlignet med biofiltre, samtidig som man vurderer potensielle konsekvenser for fiskehelse og miljø.
II. Å kommunisere disse funnene med den norske akvakulturnæringen.
Delmål (med korresponderende arbeidspakker (AP-er))
1. Å kartlegge relevante kandidatteknologier, på alle beredskapsnivåer, for håndtering av ammoniakk i RAS (AP1).
2. Å bestemme kravene til akvakulturnæringen, inkludert teknologiutviklere, anleggsprodusenter og anleggsoperatører, for nye ammoniakkfjerningsteknologier (AP1).
3. Å vurdere muligheten for å anvende de valgte kandidatteknologiene for effektiv ammoniakkfjerning i kommersielle RAS-anlegg, med tanke på deres tekniske effektivitet og kapital- og driftskostnader (AP2).
4. Å identifisere og vurdere de potensielle negative effektene som de valgte kandidatteknologiene kan ha på fiskehelse og -velferd, samt potensielle farer for det ytre miljøet og menneskelige operatører (AP3).
5. Å syntetisere og sammenstille prosjektfunnene, og gjør dem tilgjengelige gjennom et tilgjengelig og oppdatert nettsted og en omfattende sluttrapport (på både norsk og engelsk) (AP4).
6. Å samarbeide med akvakulturprodusenter og teknologileverandører, samt leverandører av vannbehandlingsteknologi, for å gjøre mulighetene kjent for akvakulturnæringen og for å fastslå relevansen av prosjektresultatene (AP4).
I. Å evaluere bruken av ikke-biologiske teknologier for ammoniumfjerning i kommersielle RAS ved å vurdere deres modenhet, gjennomførbarhet, kostnadseffektivitet og sikkerhet sammenlignet med biofiltre, samtidig som man vurderer potensielle konsekvenser for fiskehelse og miljø.
II. Å kommunisere disse funnene med den norske akvakulturnæringen.
Delmål (med korresponderende arbeidspakker (AP-er))
1. Å kartlegge relevante kandidatteknologier, på alle beredskapsnivåer, for håndtering av ammoniakk i RAS (AP1).
2. Å bestemme kravene til akvakulturnæringen, inkludert teknologiutviklere, anleggsprodusenter og anleggsoperatører, for nye ammoniakkfjerningsteknologier (AP1).
3. Å vurdere muligheten for å anvende de valgte kandidatteknologiene for effektiv ammoniakkfjerning i kommersielle RAS-anlegg, med tanke på deres tekniske effektivitet og kapital- og driftskostnader (AP2).
4. Å identifisere og vurdere de potensielle negative effektene som de valgte kandidatteknologiene kan ha på fiskehelse og -velferd, samt potensielle farer for det ytre miljøet og menneskelige operatører (AP3).
5. Å syntetisere og sammenstille prosjektfunnene, og gjør dem tilgjengelige gjennom et tilgjengelig og oppdatert nettsted og en omfattende sluttrapport (på både norsk og engelsk) (AP4).
6. Å samarbeide med akvakulturprodusenter og teknologileverandører, samt leverandører av vannbehandlingsteknologi, for å gjøre mulighetene kjent for akvakulturnæringen og for å fastslå relevansen av prosjektresultatene (AP4).
Prosjektets primære kortsiktige mål er å demonstrere og kommunisere de nåværende mulighetene innen teknologier for fjerning av ikke-biologisk ammoniakk (NBA) til norske produsenter av akvakulturanlegg og fiskeoppdrettsnæringen. Prosjektgruppen mener at dette prosjektet vil generere viktige økonomiske data og kommunikasjonsmateriell for å øke bevisstheten om fremtidige trender innen RAS, og bane vei for flere casestudier for å illustrere verdien av å ta i bruk nye NBA-teknologier i fremtidige anleggsdesign.
Overgang fra tradisjonelle biofiltre til NBA-teknologier vil kreve mer enn enkel substitusjon. Vellykket implementering krever en helhetlig tilnærming, som tar hensyn til systemavhengigheter, driftsparametere og generell ytelse.
Overgang fra tradisjonelle biofiltre til NBA-teknologier vil kreve mer enn enkel substitusjon. Vellykket implementering krever en helhetlig tilnærming, som tar hensyn til systemavhengigheter, driftsparametere og generell ytelse.
Arbeidet i prosjektet gjennomføres i fire arbeidspakker (AP-er).
AP1: Teknologivurdering
AP1: Teknologivurdering
Ansvarlig: Kevin Torben Stiller (Nofima)
Denne arbeidspakken utforsker bedre måter å fjerne ammonium fra resirkulerende akvakultursystemer (RAS) uten å være avhengig av biologiske filtre.
AP2: Mulighetsstudie
Ansvarlig: Fridolin Tschudi (ZHAW) og Andre Meriac (Nofima)
Denne arbeidspakken utforsker bedre måter å fjerne ammonium fra resirkulerende akvakultursystemer (RAS) uten å være avhengig av biologiske filtre.
AP2: Mulighetsstudie
Ansvarlig: Fridolin Tschudi (ZHAW) og Andre Meriac (Nofima)
AP2 vil sammenligne lovende ikke-biologiske ammoniakkfjerningsteknologier i resirkulerende akvakultursystemer (RAS) ved hjelp av realistiske casestudier fra industrien.
AP3: Konsekvensutredning
Ansvarlig: René Alvestad (Nofima)
Denne arbeidspakken vurderer kritisk de potensielle konsekvensene av de nye teknologiene.
AP4: Sammenstilling og formidling
Ansvarlig: Ferosekhan Shajahan (Nofima)
Denne arbeidspakken legger vekt på å dele og kommunisere prosjektets resultater for å styrke samarbeid og fremheve innovative ikke-biologiske ammoniumfjerningsteknologier for RAS.
Følgende formidling er planlagt:
• Populærvitenskapelige artikler, aktive nettmøter og webinarer. Arbeidsmøter (workshop) med personlig oppmøte. En faglig sluttrapport fra prosjektet, som også vil bli sendt inn som et manuskript til fagfellevurdering.
• Regelmessige interessentmøter vil sikre fortsatt engasjement, legge til rette for tilbakemeldinger fra industrien og støtte kunnskapsutveksling mellom teknologileverandører og sluttbrukere.
• En vitenskapelig animert video som oppsummerer viktige funn, vil også bli produsert og publisert på nett for å forbedre oppsøkende virksomhet og tilgjengelighet.
• Populærvitenskapelige artikler, aktive nettmøter og webinarer. Arbeidsmøter (workshop) med personlig oppmøte. En faglig sluttrapport fra prosjektet, som også vil bli sendt inn som et manuskript til fagfellevurdering.
• Regelmessige interessentmøter vil sikre fortsatt engasjement, legge til rette for tilbakemeldinger fra industrien og støtte kunnskapsutveksling mellom teknologileverandører og sluttbrukere.
• En vitenskapelig animert video som oppsummerer viktige funn, vil også bli produsert og publisert på nett for å forbedre oppsøkende virksomhet og tilgjengelighet.