Grunnleggende om resirkulerende akvakultursystemer (RAS)

Så godt som alle nye landbaserte akvakultursystemer bygget i Norge er resirkulerende akvakultursystemer (RAS). Dette kurset vil gi en bred innføring i RAS. Den vil fokusere på vannbehandlingssystemets bidrag til et stabilt og optimalt vannmiljø for fisken. Kurset vil kort berøre design, dimensjonering, oppstart, drift, overvåking og feilsøking av RAS. Kurset vil synliggjøre viktigheten av god fysisk-kjemisk og mikrobiologisk vannkvalitet i RAS. Studentene skal delta på en ekskursjon til et RAS. Emnet har en laboratoriedel hvor studentene skal få praktiske analytiske ferdigheter for å analysere vannkvalitet i RAS.

På slutten av emnet skal studenten kunne

Kunnskap

1. Liste opp de viktigste vannkvalitetsparametrene for fiskevelferd
2. Liste opp de forskjellige fysiske, kjemiske og biologiske vannbehandlingsprosessene som er nødvendige i en RAS
3. Skissere de vanlige teknologiene og komponentene som brukes til vannbehandling i RAS, inkludert trommelfilter, proteinskimmer, membranfilter, biofilter med fast sjikt, biofilmreaktor med bevegelig sjikt, UV-desinfeksjon, desinfeksjon med et oksidasjonsmiddel og CO2-avgasser.
4. Angi arbeidsprinsippet for hver av vannbehandlingskomponentene
5. Angi de kritiske faktorene for funksjon av vannbehandlingskomponentene
6. Gjenkjenne hvordan vannbehandlingskomponentene påvirker hverandre
7. Forklare kvalitativt hvordan endringer i pH påvirker alkaliniteten og effektiviteten til biofilteret og CO2-avgasseren
8. Forklare de viktigste faktorene under oppstart og drift av RAS
9. Liste opp ulike typer sensorer og metoder for å måle de viktigste vannkvalitetsparametrene
10. Gjenkjenne vedlikeholdsbehov, usikkerhet, problemer og feil knyttet til sensorer
11. Identifisere hvordan fysiokjemiske og biologiske faktorer kan true helsen til oppdrettsorganismen i RAS
12. Identifisere hovedtypene av mikroorganismer i et RAS og deres relaterte reaksjoner
13. Forklare faktorene som påvirker effektiviteten til den nitrifiserende bioreaktoren
14. Gjenkjenne og gjengi RAS-terminologi som brukes i industrien

Anvendelse

1. Beregne og uttrykke konsentrasjonen av ammoniakk, nitritt og nitrat i form av nitrogeninnhold
2. Gitt den maksimale matehastigheten, dimensjoner den nitrifiserende bioreaktoren og CO2-avgasseren. Beregne inntaksvannets strømningshastighet, slam- og avløpsproduksjon
3. Beregne resirkulasjonsstrømningshastigheten og hydraulisk retensjonstid gitt den nødvendige informasjonen
4. Beregne forbruk/produksjon av forbindelser i kjemiske reaksjoner, gitt nødvendig støkiometrisk informasjon
5. Estimere mengde og form (oppløst i vann, som gass eller som en partikkel) av de viktigste avfallsproduktene, gitt tilførselshastigheten i RAS

Analyse

1. Forutsi hvordan endringer i pH påvirker likevekten og toksisiteten til CO2, NH3 og H2S
2. Forutsi hvordan endringer i vannkvalitet kan påvirke konkurransen mellom nitrifiserende og heterotrofe mikroorganismer, og dermed bioreaktorfunksjonen

Syntese

1. Designe en enkel RAS og foreslå plassering av vannbehandlingskomponenter
2. Foreslå en prøvetakings- og måleplan for å analysere vannkvaliteten i en RAS, inkludert effektivitet av vannbehandlingskomponenter
3. Utforme en plan for håndtering eller bruk av avfallsstrømmene fra RAS
4. Foreslå alternativer for deponering og bruk av avfall fra RAS i et økonomisk, praktisk og miljømessig perspektiv

Evaluering

1. Begrunne valg av vannbehandlingsteknologier og deres plassering i RAS
2. Vurdere om vannkvaliteten er innenfor produksjonsorganismens sikre grenser
3. Ta til orde for tiltak og enkle handlingsplaner for å feilsøke enkle vannkvalitetsproblemer under drift av en RAS, når de viktigste vannkvalitetsparametrene er utenfor de anbefalte sikkerhetsgrensene.

Lab ferdigheter

1. Forklare grunnleggende arbeidsprinsipp for spektrofotometer, pH-sensor
2. Utføre vannkvalitetsanalyser ved bruk av analytiske kjemiteknikker, inkludert pipettering og fortynning av prøver
3. Analysere relevante vannkvalitetsparametere ved hjelp av analytiske kjemiteknikker
4. Identifisere mulige kilder til usikkerhet og feil i laboratoriemålinger
5. Skriving av labrapport - Beskriv teori om laboratoriestudier, registrere og beskrive laboratorieprosedyrer, registrere laboratorieobservasjoner, analysere måledata, konstruere hensiktsmessige grafer eller tabeller for å illustrere de observerte dataene, beskrive resultater, begrunne og vurdere resultater i teorisammenheng, identifisere feil og ev. kilder til feil som kan forklare resultatene, gå inn for tiltak for å avbøte feil/feil og anbefale fremtidige studier eller forbedringer.

Emnet vil bli undervist på engelsk.

Studieform og aktiviteter i emnet består av forelesninger (40 timer), laboratorieoppgave, rapport og presentasjon (40 timer), øvelser (10 timer), ekskursjon (10 timer) og selvstudium (100 timer). Total arbeidsmengde beregnes til 200 timer.

Obligatoriske oppgaver - 1. Ekskursjons- og ekskursjonspresentasjon, og 2. labarbeid, labrapport og labpresentasjon