NO324084B1

NO324084B1 - Method and apparatus for treating water in a fish farming system.

Info

Publication number: NO324084B1
Application number: NO20041352A
Authority: NO
Inventors: Arve Gravdal
Original assignee: Eco Farm As
Priority date: 2001-10-03
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2007-08-06
Also published as: NO20041352L; NO20041352D0

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved oppdrettsanlegg for behandling av vann som danner et vekstmiljø for marine organismer, hvor vannet befinner seg i en hovedtank som er plassert på land, og at det i hovedtanken er anordnet en behandlingsenhet omfattende midler for biologisk, kjemisk og fysisk behandling av vannet, idet vannet fra hovedtanken føres via denne behandlingsenhet for behandling og tilbake til hovedtanken, og at et luftekammer for utveksling av gasser med den omgivende luft er arrangert som en integrert del av tanken. Videre vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte til behandling av vann som danner et vekstmiljø for marine organismer, hvor vannet befinner seg i en hovedtank som er plassert på land, hvor det i hovedtanken er anordnet en behandlingsenhet, hvor vannet fra hovedtanken føres via behandlingsenheten og tilbake til hovedtanken, for biologisk, kjemisk og fysisk behandling av vannet. The present invention relates to a device at aquaculture facilities for the treatment of water that forms a growth environment for marine organisms, where the water is located in a main tank that is placed on land, and that in the main tank there is arranged a treatment unit comprising agents for biological, chemical and physical treatment of the water, in that the water from the main tank is led via this treatment unit for treatment and back to the main tank, and that an air chamber for the exchange of gases with the surrounding air is arranged as an integral part of the tank. Furthermore, the invention relates to a method for treating water that forms a growth environment for marine organisms, where the water is located in a main tank that is placed on land, where a treatment unit is arranged in the main tank, where the water from the main tank is led via the treatment unit and back to the main tank , for biological, chemical and physical treatment of the water.

Således vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte til behandling av en vannmengde som danner et vekstmiljø for sjødyr, særlig fisk. Vannet befinner seg i en hovedtank på land, og fremgangsmåten omfatter trinn til biologisk, kjemisk og fysisk behandling av vannet. Således sirkuleres kontinuerlig en andel av vannmengden i vannreservoaret gjennom de ulike rensetrinn, og det er kun nødvendig med en ubetydelig tilføring/utskifting av vannet. Thus, the invention relates to a method for treating a quantity of water which forms a growth environment for marine animals, particularly fish. The water is located in a main tank on land, and the procedure includes steps for biological, chemical and physical treatment of the water. Thus, a proportion of the amount of water in the water reservoir is continuously circulated through the various cleaning stages, and only an insignificant supply/replacement of the water is necessary.

Det har i lang tid blitt gjort forsøkt på å flytte oppdrettsanlegg for fisk opp fra sjø/vann for dermed å gjøre disse anleggene landbaserte. Ved å flytte anleggene til store tanker på land vil man etablere et isolert miljø, og få en langt bedre kontroll med problemer som sykdommer som påføres anlegget via smittebærere utenfor anlegget, og det isolerte miljø man kan skape på land vil også gi langt bedre kontroll med bruk og effekter av medika-menter, eksempelvis vil man kunne hindre utslipp av antibiotika. Attempts have been made for a long time to move fish farming facilities up from the sea/water in order to make these facilities land-based. By moving the plants to large tanks on land, an isolated environment will be established, and problems such as diseases that are introduced to the plant via carriers outside the plant will be much better controlled, and the isolated environment that can be created on land will also provide much better control of use and effects of medicines, for example it will be possible to prevent the release of antibiotics.

De forsøk som tidligere har blitt utført med landbaserte anlegg har ikke fungert, og det er to hovedgrunner til det, nemlig at produksjonen blir for kostnadsdyr, og der hvor man har forsøkt å resirkulere prosessvannet har man hatt problemer med å frembringe tilstrekkelig rensing av vannet, idet det vil være avgjørende for å etablere et slikt isolert miljø at vannet resirkuleres. Videre har man forsøkt å resirkulere vannet i karintegrerte systemer. Dette er en viktig utvikling fordi et slikt system er meget kostnadsbesparende både når det gjelder driftskostnader og investeringskostnader. Imidlertid har de løsningene som har vært presentert til nå ikke kunnet løpe problemene med for høye CO2 konsentrasjoner i vannet å en tilfredsstillende måte. The attempts that have previously been carried out with land-based facilities have not worked, and there are two main reasons for this, namely that the production is too expensive, and where attempts have been made to recycle the process water, there have been problems in producing sufficient purification of the water, as it will be crucial to establish such an isolated environment that the water is recycled. Attempts have also been made to recycle the water in integrated vessel systems. This is an important development because such a system is very cost-saving both in terms of operating costs and investment costs. However, the solutions that have been presented until now have not been able to solve the problems with too high CO2 concentrations in the water in a satisfactory way.

Innen teknikkens stilling er det kjent løsninger for landbaserte oppdrettsanlegg der vannet fra vanntankene kontinuerlig fjernes, og ledes via rørsystemer ut av tanken til eksterne vannbehandlingsanlegg. Vannet renses/behandles og føres tilbake til tanken. Within the state of the art, there are known solutions for land-based breeding facilities where the water from the water tanks is continuously removed, and led via pipe systems out of the tank to external water treatment facilities. The water is cleaned/treated and returned to the tank.

Vi vil i det resterende av beskrivelsen benyttet termen "vannbehandling" idet denne er tiltenkt å omfatte det man konvensjonelt benevner som vannrensing, men også ytterlige behandlingstrinn så som påvirkning av vannets konsentrasjoner av oppløst oksygen og karbondioksid. In the remainder of the description, we will use the term "water treatment" as this is intended to include what is conventionally referred to as water purification, but also additional treatment steps such as the influence of the water's concentrations of dissolved oxygen and carbon dioxide.

Behandlingstrinnene kan være biologiske, kjemiske og fysiske slik at sjødyrene, heretter kalt fiskene, får et optimalt vekstmiljø. I det vesentligste finner det sted en rensing av vannet for å fjerne eller nøytralisere stoffer som tilføres vannet fra fiskene selv, så som ekskrementer, eller fra organismer som blir tilført under behandlingen, etc. Ved vannbehandlingen søkes det også å fjerne og motvirke veksten av sykdomsfrembringende virus, bakterier og sopp etc. The treatment steps can be biological, chemical and physical so that the marine animals, hereafter called the fish, get an optimal growth environment. Essentially, the water is purified to remove or neutralize substances that are added to the water from the fish themselves, such as excrement, or from organisms that are added during the treatment, etc. The water treatment also seeks to remove and counteract the growth of disease-causing organisms viruses, bacteria and fungi etc.

Nærmere bestemt blir det ved biologiske trinn gjort bruk av bakterier som kan omdanne ammoniakk via nitritt til nitrat, idet ammoniakk så vel som nitritt er skadelige for fisk. Bakterier kan dessuten bli benyttet for å helbrede eller motvirke for eksempel sopp-infeksjoner som fisk kan få, spesielt på gjellene. More specifically, biological steps use bacteria that can convert ammonia via nitrite into nitrate, since ammonia as well as nitrite are harmful to fish. Bacteria can also be used to heal or counteract, for example, fungal infections that fish can get, especially on the gills.

Kjemiske rensetrinn kan omfatte en tilsetning av for eksempel en pH-buffer, dvs. et stoff som gir vannet en bestemt pH-verdi, med andre ord en endring av dets surhetsgrad til en optimal verdi for fiskene og organismene, idet for eksempel bakterier ved omdannelse av ammonium og nitritt til nitrat, produserer syre. Chemical cleaning steps can include the addition of, for example, a pH buffer, i.e. a substance that gives the water a specific pH value, in other words a change in its acidity to an optimal value for the fish and organisms, for example bacteria during transformation of ammonium and nitrite to nitrate, produces acid.

Ved fysiske rensetrinn kan vannet bli tilført oksygen, CO2 kan bli fjernet eller redusert, og partikler kan bli fjernet. Videre kan det eventuelt utføres en desinfeksjon av vannet. In physical purification steps, oxygen can be added to the water, CO2 can be removed or reduced, and particles can be removed. Furthermore, a disinfection of the water can be carried out if necessary.

Oksygen blir tilført for at fiskene skal få tilført en tilstrekkelig mengde oksygen til blodet via gjellene, men også bakterier er avhengige av oksygen. CO2 blir fjernet fordi det er giftig for fisk, og partikler blir fjernet som en del av en generell rengjøring av vannet for smuss og urenheter. Oxygen is supplied so that the fish can get a sufficient amount of oxygen supplied to the blood via the gills, but bacteria are also dependent on oxygen. CO2 is removed because it is toxic to fish, and particles are removed as part of a general cleaning of the water for dirt and impurities.

Desinfeksjonen blir benyttet til dreping av ikke bare sykdomsfremkallende organismer, men også organsimer som har en funksjon under vannbehandlingen, idet det har vist seg at det er nødvendig å styre konsentrasjonen av alle disse organismer fordi en for stor konsentrasjon kan være uheldig for fisken. Disinfection is used to kill not only disease-causing organisms, but also organisms that have a function during water treatment, as it has been shown that it is necessary to control the concentration of all these organisms because too high a concentration can be harmful to the fish.

Den kjente fremgangsmåte som omfatter bruk av en anordning utenfor hovedtanken er imidlertid komplisert, idet den omfatter lange rør og mange bestanddeler så som pumper, ventiler, enveisventiler etc. til styring av vannstrømmen gjennom rørene. The known method which includes the use of a device outside the main tank is, however, complicated, as it includes long pipes and many components such as pumps, valves, one-way valves etc. for controlling the flow of water through the pipes.

Derved blir anordningen plasskrevende, komplisert og kostbar, noe som fører til at risikoen for svikt er stor, og at behovet for vedlikehold blir omfattende. Slike kjente landbaserte anlegg vil derfor ikke kunne konkurrere med konvensjonelle anlegg i sjø/vann. As a result, the device takes up space, is complicated and expensive, which means that the risk of failure is high, and that the need for maintenance becomes extensive. Such known land-based facilities will therefore not be able to compete with conventional facilities in sea/water.

Det er således et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et anlegg som kostnadsmessig kan konkurrere med tradisjonelle anlegg. Idet anlegget kan plasseres på land, kan produksjonen også foregå hvor som helst, for eksempel der markedene er. På grunn av lave produksjonskostnader kan produksjonen foregå i mindre anlegg, og slike kan også plasseres i land der man i dag ikke har en tradisjonell oppdrettsnæring, eksempelvis i utviklingsland. It is thus an aim of the present invention to provide a facility that can compete with traditional facilities in terms of cost. As the plant can be located on land, production can also take place anywhere, for example where the markets are. Due to low production costs, production can take place in smaller facilities, and these can also be located in countries where there is currently no traditional farming industry, for example in developing countries.

Som nevnt blir vannet i de kjente anleggene fjernet fra vanntanken (oppdrettskaret), og det har vist seg at dette representerer en betydelig risiko med hensyn til at renseparametrene kan bli ustabile som en funksjon av tiden. En grunn til dette er at temperaturen på vannet, i rørene og i de beholdere hvor renseprosessene finner sted, kan avvike fra temperaturen på vannet i beholderen. Videre kan smuss bli opphopet i anordningens mange buktninger og hjørner, og dette smuss kan bli frigjort porsjonsvis eller støtvis og bli medbrakt av vannstrømmene ved plutselige endringer av vannhastigheten i rørene og de ovennevnte bestanddeler. As mentioned, the water in the known plants is removed from the water tank (breeding tank), and it has been shown that this represents a significant risk with regard to the purification parameters becoming unstable as a function of time. One reason for this is that the temperature of the water, in the pipes and in the containers where the cleaning processes take place, can differ from the temperature of the water in the container. Furthermore, dirt can accumulate in the device's many bends and corners, and this dirt can be released in portions or shocks and be carried by the water currents during sudden changes in the water speed in the pipes and the above-mentioned components.

Innen teknikkens stilling er det også kjent at det har blitt forsøkt å fremstille en vann-renseanordning med bestanddeler som er anordnet inne i hovedtanken, dvs. en anordning hvor vannet ikke blir fjernet fra beholderen, men denne anordning omfatter verken innretninger til desinfeksjon av vannet eller innretninger til nedbrytning av organisk materiale (ozon). Den omfattet riktignok innretninger til en viss redusering av CO2 og partikler, men disse innretninger fungerte ikke tilfredsstillende, og forsøkene med denne vannrense-anordning ble oppgitt idet det ble innsett at en renseanordning anordnet på tankens utside kunne fungere mer tilfredsstillende. Den kjente anordning omfattet også en innretning til fjerning av partikler, men denne fungerte ikke tilfredsstillende. De forsøk som til nå er gjort med å integrere renseanlegget i selve vanntanken, har således vært mislykket, eller i det minste ikke fungert tilfredsstillende. Dette viser imidlertid klart at man innen næringen har et ønske om å frembringe slike landbaserte anlegg, men at man til nå ikke har klart å løse de tekniske utfordringene. Med dette menes at man ikke har klart å oppnå tilstrekkelig rensing/behandling av vannet på en så enkel og kostnadsbillig måte at anleggene kan konkurrere med konvensjonelle sjøbaserte anlegg. Within the state of the art, it is also known that attempts have been made to produce a water purification device with components that are arranged inside the main tank, i.e. a device where the water is not removed from the container, but this device does not include devices for disinfecting the water or devices for breaking down organic matter (ozone). It did include devices for a certain reduction of CO2 and particles, but these devices did not work satisfactorily, and the experiments with this water purification device were abandoned when it was realized that a cleaning device arranged on the outside of the tank could work more satisfactorily. The known device also included a device for removing particles, but this did not function satisfactorily. The attempts that have been made so far to integrate the treatment plant into the water tank itself have thus been unsuccessful, or at least have not worked satisfactorily. However, this clearly shows that within the industry there is a desire to create such land-based facilities, but that so far they have not been able to solve the technical challenges. This means that it has not been possible to achieve sufficient purification/treatment of the water in such a simple and cost-effective way that the facilities can compete with conventional sea-based facilities.

Eksempler på slike anlegg kan finnes i de publikasjoner som ble motholdt den norske prioritetssøknaden NO 2001 4797. Det skal spesielt nevnes at i disse anleggene så er det ikke mulig å oppnå en tilstrekkelig fjerning av CO2 i slike kompakte anlegg. Det har vist seg at for å fjerne tilstrekkelig CO2 må en tilføre ca 4-5 ganger mer volummengder luft enn volummengden vann som fisken har behov for. Det er i dag allment akseptert at dette ikke lar seg løse i praksis i kombinasjon med mammutpumpe som er integrert i karet slik som benyttet i de motholdte publikasjoner. Examples of such plants can be found in the publications that were opposed to the Norwegian priority application NO 2001 4797. It should be mentioned in particular that in these plants it is not possible to achieve sufficient removal of CO2 in such compact plants. It has been shown that in order to remove sufficient CO2, one must add approximately 4-5 times more volume of air than the volume of water that the fish needs. It is now generally accepted that this cannot be solved in practice in combination with a mammoth pump that is integrated into the vessel as used in the contested publications.

Den foreliggende oppfinnelse har vist seg å fungere utmerket i praksis, og er den første realisering av et landbasert anlegg, med integrert rensesystem, som fungerer tilfredsstillende. The present invention has proven to work excellently in practice, and is the first realization of a land-based facility, with an integrated cleaning system, which works satisfactorily.

Innen teknikkens stilling er det også kjent såkalte polykultursystemer. Slike ekstensive oppdrettsystem er blant annet kjent fra Kina, og i disse anlegg foregår rensingen uten å fjerne vannet fra hovedtanken. Slike anlegg omfatter flere kulturer eller organismer, og ulempene med denne typen oppdrett er at en ikke kan optimalisere og effektivisere for hver enkelt organismetype. Imidlertid viser også slike anlegg at der er et uttalt ønske om å etablere landbaserte anlegg. Within the state of the art, so-called polyculture systems are also known. Such extensive farming systems are known, among other things, from China, and in these facilities the purification takes place without removing the water from the main tank. Such facilities include several cultures or organisms, and the disadvantages of this type of farming are that you cannot optimize and make more efficient for each individual type of organism. However, such facilities also show that there is a pronounced desire to establish land-based facilities.

Et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse er således å etablere en vann-behandlingsfremgangsmåte og en anordning for slik vannbehandling der man enkelt kan optimalisere for ulike typer organismer. Dette innebærer at man enkelt kan optimalisere de ulike rense- og behandlingstrinn som inngår i fremgangsmåten. A further purpose of the present invention is thus to establish a water treatment method and a device for such water treatment which can easily be optimized for different types of organisms. This means that you can easily optimize the various cleaning and treatment steps included in the procedure.

Som det vil fremgå av den detaljerte beskrivelse nedenfor frembringer foreliggende oppfinnelse en løsning slik at formålene med oppfinnelsen som angitt over kan oppfylles. Det vesentlige konsept som ligger til grunn for oppfinnelsen er at de ulike behandlingstrinn, og således de ulike behandlingssystemer, integreres som en del av hovedvanntanken. Således unngår man problemene som er knyttet til anleggene innen teknikkens stilling, og man tilveiebringer et anlegg der vannet kan renses/behandles i selve vanntanken. Videre reduserer man konsentrasjonen av CO2 til et nivå som er akseptabelt for fiskenes helse og velvære. Enheten for fjerning/stripping av CO2 som vist i 2001 4797 er en egen enhet som opptar betydelig volum og areal. For å oppnå en tilfredsstillende løsning er dette volumet i foreliggende oppfinnelse plassert ovenfor vannet, noe som er av avgjørende betydning for ikke å påvirke hydraulikken i karet eller å ta opp for stor del av oppdrettsvolumet. As will be apparent from the detailed description below, the present invention produces a solution so that the purposes of the invention as stated above can be fulfilled. The essential concept underlying the invention is that the various treatment stages, and thus the various treatment systems, are integrated as part of the main water tank. In this way, the problems associated with the facilities within the technician's position are avoided, and a facility is provided where the water can be cleaned/treated in the water tank itself. Furthermore, the concentration of CO2 is reduced to a level that is acceptable for the health and well-being of the fish. The unit for the removal/stripping of CO2 as shown in 2001 4797 is a separate unit that occupies considerable volume and area. In order to achieve a satisfactory solution, this volume in the present invention is placed above the water, which is of crucial importance in order not to affect the hydraulics in the vessel or to take up too much of the farming volume.

De beregninger og modelleringer som er utført viser at man på denne måte kan oppnå en produksjon av sjømat der produksjonskostnadene er tilsvarende, eller også vesentlig mindre enn for dagens konvensjonelle sjøbaserte anlegg. Idet man på denne måte oppnår et kompakt anlegg, der miljøet i anlegget kan kontrolleres svært detaljert, oppnår man et anlegg som er meget fleksibelt, både men hensyn til geografisk plassering, hvilke arter man ønsker å drive oppdrett på, og også med hensyn til anleggets størrelse. The calculations and modeling that have been carried out show that in this way it is possible to achieve a production of seafood where the production costs are equivalent, or even significantly less, than for today's conventional sea-based facilities. By achieving a compact plant in this way, where the environment in the plant can be controlled in great detail, you achieve a plant that is very flexible, both with regard to geographical location, which species you want to farm, and also with regard to the plant's size.

Det frembringes således en fremgangsmåte og en anordning, som vil bli beskrevet mer i detalj nedenfor, som ikke er beheftet med de ulemper som kjennetegner dagens landbaserte anlegg. A method and a device are thus produced, which will be described in more detail below, which are not burdened with the disadvantages that characterize today's land-based facilities.

Anordningen ifølge oppfinnelsen omfatter således en lett og kompakt enhet, idet det ikke er behov for noe stort ledningsopplegg. Anordningen er derfor driftssikker, enkel å vedlikeholde, billig, lite plasskrevende og enkel å montere i en hovedtank. Anordningen kan derfor bli benyttet av personer som bare behøver å bli gitt en kort og enkel innføring vedrørende dens bruk og drift. Den egner seg derfor særlig til anvendelse i land hvor det er mangel på personer med forhåndskunnskaper. The device according to the invention thus comprises a light and compact unit, as there is no need for any large wiring. The device is therefore reliable, easy to maintain, cheap, takes up little space and is easy to install in a main tank. The device can therefore be used by people who only need to be given a short and simple introduction to its use and operation. It is therefore particularly suitable for use in countries where there is a shortage of people with prior knowledge.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører således en anordning ved oppdrettsanlegg for behandling av vann som danner et vekstmiljø for marine organismer, hvor vannet befinner seg i en hovedtank som er plassert på land, og at det i hovedtanken er anordnet en behandlingsenhet omfattende midler for biologisk, kjemisk og fysisk behandling av vannet, idet vannet fra hovedtanken føres via denne behandlingsenhet for behandling og tilbake til hovedtanken, og at et luftekammer for utveksling av gasser med den omgivende luft er arrangert som en integrert del av tanken, og der anordningen er kjennetegnet ved at luftekammeret er anordnet utvendig i forhold til selve tanken i behandlingsenheten, og at det har en langsgående utstrekning som strekker seg langs tankens øvre veggparti. The present invention thus relates to a device at aquaculture facilities for the treatment of water that forms a growth environment for marine organisms, where the water is located in a main tank that is placed on land, and that in the main tank a treatment unit comprising means for biological, chemical and physical treatment of the water, in that the water from the main tank is led via this treatment unit for treatment and back to the main tank, and that an aeration chamber for the exchange of gases with the surrounding air is arranged as an integral part of the tank, and where the device is characterized by the aeration chamber being arranged externally in relation to the tank itself in the treatment unit, and that it has a longitudinal extent that extends along the upper wall part of the tank.

Ytterligere utførelser av foreliggende oppfinnelse er angitt i underkravene 2-12. Further embodiments of the present invention are specified in sub-claims 2-12.

Videre omfatter oppfinnelsen en fremgangsmåte til behandling av vann som danner et vekstmiljø for marine organismer, hvor vannet befinner seg i en hovedtank som er plassert på land, hvor det i hovedtanken er anordnet en behandlingsenhet, hvor vannet fra hovedtanken føres via behandlingsenheten og tilbake til hovedtanken, for biologisk, kjemisk og fysisk behandling av vannet, kjennetegnet ved at vannet underlegges et gassutvekslingstrinn hvor vannet føres med gravitasjonskrefter gjennom et luftekammer. Furthermore, the invention includes a method for treating water that forms a growth environment for marine organisms, where the water is located in a main tank that is placed on land, where a treatment unit is arranged in the main tank, where the water from the main tank is led via the treatment unit and back to the main tank , for biological, chemical and physical treatment of the water, characterized by the fact that the water is subjected to a gas exchange step where the water is guided by gravitational forces through an aeration chamber.

Ytterligere utførelser av fremgangsmåten er angitt i undrekravene 14-22. Further embodiments of the method are specified in claims 14-22.

Oppfinnelsen vil i det følgende blir forklart nærmere under henvisning til tegningene som skjematisk viser et utførelseseksempel på en anordning ifølge oppfinnelsen hvor det er angitt piler for å angi vannets strøm gjennom de ulike behandlingsenheter. Fig. 1 er et perspektivriss av et utførelseseksempel på landbasert oppdrettsanlegg. I hovedtanken er det anordnet en vannbehandlingsenhet ifølge oppfinnelsen. In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawings which schematically show an embodiment of a device according to the invention where arrows are indicated to indicate the flow of water through the various treatment units. Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of a land-based breeding facility. A water treatment unit according to the invention is arranged in the main tank.

Fig. 2 er et riss av vannbehandlingsenheten sett ovenfra. Fig. 2 is a view of the water treatment unit seen from above.

Fig. 3 er et perspektivriss som viser vannbehandlingsenheten ifølge fig. 1 fra en annen vinkel. Figur 1 viser en vanntank 1 som kan benyttes for oppdrett av blant annet fisk. Idet fisk er den organismetype som det drives mest utstrakt oppdrett av vil beskrivelsen nedenfor gitt med henvisning til oppdrett av fisk, og beskrivelsen av de ulike behandlingstrinn vil være rettet mot trinn som er nødvendige for å etablere et godt miljø for fisk. I Norge har man den største kunnskap innen fiskeoppdrett for fisk som laks og ørret, men det skal understrekes at fremgangsmåten og anlegget ifølge oppfinnelsen kan optimaliseres og benyttes for ethvert fiskeslag. Videre kan anlegget enkelt benyttes for andre arter så som skalldyr som hummer, krabbe, østers med mer. Fig. 3 is a perspective view showing the water treatment unit according to fig. 1 from another angle. Figure 1 shows a water tank 1 which can be used for farming, among other things, fish. As fish is the type of organism that is most extensively farmed, the description below will be given with reference to fish farming, and the description of the various processing steps will be aimed at steps that are necessary to establish a good environment for fish. Norway has the greatest knowledge in fish farming for fish such as salmon and trout, but it must be emphasized that the method and the plant according to the invention can be optimized and used for any type of fish. Furthermore, the plant can easily be used for other species such as shellfish such as lobster, crab, oysters and more.

Som det fremgår av figur 1, omfatter et fiskeoppdrettsanlegg en hovedtank 1 som står på land. Et oppdrettsanlegg kan bestå av flere slike tanker 1, og tankene 1 kan videre gis en vilkårlig størrelse, tilpasset den aktuelle produksjon. Hovedtanken 1 hviler på bakken 5, eventuelt via et fundament (ikke vist). Tanken er fylt med vann (saltvann eller ferskvann), hvori det befinner seg ulike mariner arter, for enkelhetsskyld heretter benevnt fisk. As can be seen from figure 1, a fish farming facility comprises a main tank 1 which is on land. A breeding facility can consist of several such tanks 1, and the tanks 1 can also be given an arbitrary size, adapted to the production in question. The main tank 1 rests on the ground 5, possibly via a foundation (not shown). The tank is filled with water (salt water or fresh water), in which there are various marine species, for the sake of simplicity hereafter referred to as fish.

Som nevnt over er det sentrale element for oppfinnelsen at det i denne vanntanken 1 er anordnet en vannbehandlingsenhet 2 for rensing/behandling av vannet. Vannbehandlingen foregår således i en kompakt enhet 2 som er integrert i selve vanntanken 1, dvs. uten at vannet i hovedtanken 1 føres ut av tanken for ekstern behandling. As mentioned above, the central element of the invention is that a water treatment unit 2 is arranged in this water tank 1 for cleaning/treating the water. The water treatment thus takes place in a compact unit 2 which is integrated into the water tank 1 itself, i.e. without the water in the main tank 1 being led out of the tank for external treatment.

I den utførelse av oppdrettsanlegget som er vist i fig. 1 har hovedtanken 1 en sirkulær bunn 3, og hvor det fra bunnens 3 omkretsparti følger oppad en tilsvarende sirkulær vegg 4. Hovedtanken 1 er forsynt med egnede innretninger (ikke vist) hvormed den kan bli fylt med vann av den type som oppdrettsfisken trives i, og innretninger (ikke vist) hvormed tanken 1 kan bli tømt for rengjøring, eventuelt for utskiftig av deler av vannet. In the embodiment of the breeding facility shown in fig. 1, the main tank 1 has a circular bottom 3, and where a corresponding circular wall 4 follows upwards from the circumferential part of the bottom 3. The main tank 1 is provided with suitable devices (not shown) with which it can be filled with water of the type in which the farmed fish thrive, and devices (not shown) with which the tank 1 can be emptied for cleaning, possibly for replacing parts of the water.

Behandlingsenheten 2 anordnes som forklart integrert i selve hovedtanken 1. Fortrinnsvis anordnes den i senter av tanken 1, men dette er ingen forutsetning. Videre er denne The processing unit 2 is arranged as explained integrated in the main tank 1 itself. Preferably it is arranged in the center of the tank 1, but this is not a prerequisite. Furthermore, this one

behandlingsenhet kompakt, og i en foretrukket utførelse prefabrikkeres denne for deretter å anbringes i tanken 1. Behandlingsenheten 2 anbringes fortrinnsvis på tankens 1 bunn 3. treatment unit compact, and in a preferred embodiment this is prefabricated and then placed in the tank 1. The treatment unit 2 is preferably placed on the bottom 3 of the tank 1.

For å skaffe ankomst for personer som skal ivareta driften av anlegget, løper det fortrinnsvis en bro (ikke angitt på figurene) fra bakken utenfor hovedtanken 1 til det øvre parti av behandlingsenheten 2. In order to provide access for persons who are to oversee the operation of the facility, a bridge (not shown in the figures) preferably runs from the ground outside the main tank 1 to the upper part of the treatment unit 2.

Behandlingsenheten 2 er i prinsippet en beholder. En for tiden foretrukket form av beholderen er sylindrisk, med et nedre, nedad tilspisset konusformet parti 6. Utenpå det konusformede parti 6 løper det, i den fortrukne utførelse av behandlingsenheten 2, vegger 8 som hviler på hovedtankens bunn 3. The treatment unit 2 is in principle a container. A currently preferred shape of the container is cylindrical, with a lower, downwardly tapered cone-shaped part 6. Outside the cone-shaped part 6, in the preferred embodiment of the treatment unit 2, walls 8 run which rest on the bottom 3 of the main tank.

Når anlegget er i drift, befinner vannoverflaten i hovedtanken 1 seg ved det nivå som er angitt med V1, og vannoverflaten i beholderen 2 befinner seg ved nivå som er angitt med V2. When the plant is in operation, the water surface in the main tank 1 is at the level indicated by V1, and the water surface in the container 2 is at the level indicated by V2.

Vann fra hovedtanken 1 føres til behandlingsenheten 2 via et rør 9 som er anordnet i selve behandlingsenheten 2, og som føres gjennom behandlingsenhetens 2 bunnparti. Således hentes vann fra bunn av hovedtanken 1, og vannet føres via en pumpeenhet via røret 9 til vannoverflaten V2 i vannbehandlingstanken 2. Rør 9 er i det øvre parti tilsluttet en rørover-gang 10.1 forbindelse med røret 9 er det anordnet en spesialtilpasset pumpe hvis motor 25 kan være tilsluttet en propellenhet 26 (ikke angitt på tegning) inne i (dykket pumpe) eller ovenfor (tørroppstilt pumpe) rør 9. Water from the main tank 1 is led to the treatment unit 2 via a pipe 9 which is arranged in the treatment unit 2 itself, and which is led through the bottom part of the treatment unit 2. Thus, water is taken from the bottom of the main tank 1, and the water is fed via a pump unit via pipe 9 to the water surface V2 in the water treatment tank 2. Pipe 9 is connected in the upper part to a pipe transition 10.1 in connection with pipe 9, a specially adapted pump whose motor is arranged 25 can be connected to a propeller unit 26 (not indicated on the drawing) inside (submerged pump) or above (dry-mounted pump) pipe 9.

Det første behandlingstrinn som utføres i behandlingsenheten 2 er en mekanisk filtrering. Vann ledes via rørovergangen 10 til en mekanisk filterenhet 12. Fortrinnsvis benyttes det i denne filterenhet 12 et filter innrettet for å fjerne partikler. I forbindelse med oppdrett av laks har det vist seg hensiktsmessig å benytte filtre i filterenheten 12 som ikke slipper gjennom partikler med en diameter større enn 90 nm. Partikler som er for store til å føres gjennom filteret kan bli ført ut av filterenheten 12 via et separat rør (ikke vist). The first treatment step carried out in the treatment unit 2 is a mechanical filtration. Water is led via the pipe transition 10 to a mechanical filter unit 12. Preferably, a filter designed to remove particles is used in this filter unit 12. In connection with the farming of salmon, it has proven appropriate to use filters in the filter unit 12 which do not let through particles with a diameter greater than 90 nm. Particles that are too large to be passed through the filter can be led out of the filter unit 12 via a separate pipe (not shown).

Det neste behandlingstrinn som uføres i behandlingsenheten ifølge oppfinnelsen er en desinfeksjon. Denne desinfisering foregår for eksempel ved hjelp av ozongass eller UV-stråling. Desinfiseringen foregår i et kammer som er avgrenset av et første parti av veggen og bunnen av beholderen 2 og en vertikal skillevegg 17. Fortrinnsvis kan dette kammeret utgjøre 10 til 20 prosent av behandlingsenhetens totale volum. The next treatment step carried out in the treatment unit according to the invention is a disinfection. This disinfection takes place, for example, with the help of ozone gas or UV radiation. The disinfection takes place in a chamber which is delimited by a first part of the wall and the bottom of the container 2 and a vertical partition wall 17. Preferably, this chamber can make up 10 to 20 percent of the treatment unit's total volume.

Skilleveggen 17 avgrenser sammen med det andre resterende parti av beholderen 2 et annet kammer 27. Vannet føres ut i luftekammer 20 hvor vannet strippes for C02 av et luftesystem 18. et slikt luftekammer kan ha enhver form, men i den utførelse som er vist i figurene er dette luftekammer 20 gitt en sirkulær utforming, og det avgrenses av et rom som nærmest ligger utvendig i forhold til selve behandlingsenheten 2. Imidlertid har det også blitt konstruert anlegg der dette luftekammer strekker seg fra vannbehandlingsenheten i et radialt utragende parti mot tankens 1 ytteromkrets. Fortrinnsvis bør dette luftekammer kunne oppta en vannmengde på ca 25 prosent av behandlingsenhetens vannmengde, og overflatearealet bør utgjøre minst 50 prosent av behandlingsenhetens overflateareal. Videre er luftekammeret 20 avgrenset med et sett av vertikale skillevegger 21 som avgrenser innløp 19 og et horisontalt utløp 22 av luftekammer 20. Det har vist seg hensiktsmessig å benytte diffusorer 18 for å etablere en mer effektiv utlufting, og det er således i en foretrukket utførelse arrangert diffusorer og tilhørende rørtilslutninger ved omtrent halve omkretsen av det sirkulære luftekammeret 20. The partition wall 17 defines, together with the other remaining part of the container 2, another chamber 27. The water is led out into an aeration chamber 20 where the water is stripped of C02 by an aeration system 18. such an aeration chamber can have any shape, but in the design shown in the figures this aeration chamber 20 is given a circular design, and it is bounded by a space which is almost outside in relation to the treatment unit 2 itself. However, facilities have also been constructed where this aeration chamber extends from the water treatment unit in a radially protruding part towards the outer circumference of the tank 1. Preferably, this aeration chamber should be able to absorb a water quantity of approximately 25 percent of the treatment unit's water quantity, and the surface area should be at least 50 percent of the treatment unit's surface area. Furthermore, the aeration chamber 20 is delimited by a set of vertical partitions 21 which delimit the inlet 19 and a horizontal outlet 22 of the aeration chamber 20. It has proven appropriate to use diffusers 18 to establish a more efficient aeration, and it is thus in a preferred embodiment arranged diffusers and associated pipe connections at approximately half the circumference of the circular air chamber 20.

Det neste behandlingstrinn er en biologisk behandling av vannet, og denne behandling utføres i kammer 27. Selve behandlingen beskrives i mer detalj nedenfor. The next treatment step is a biological treatment of the water, and this treatment is carried out in chamber 27. The treatment itself is described in more detail below.

Vann blir deretter ført via et horisontalt rør 28 til et vertikalt rør 29. Oksygen tilføres i tilløpsrør 29 på en ikke nærmere angitt måte. I det vertikale rør 29 er der anordnet en rekke åpninger for kommunikasjon med rommet i hovedkaret 1. Water is then led via a horizontal pipe 28 to a vertical pipe 29. Oxygen is supplied in inlet pipe 29 in a manner not specified. In the vertical pipe 29, there are arranged a number of openings for communication with the room in the main vessel 1.

Fremgangsmåten for behandling av vannet i hovedtanken vil bli beskrevet nærmere nedenfor. The procedure for treating the water in the main tank will be described in more detail below.

Forurenset vann i hovedtanken 1 blir ved hjelp av en pumpe 25 og propell 26 suget inn i det sentrale rør 9 via silen 11, på en ikke nærmere angitt måte, som hindrer at fisk blir dradd inn i renseenheten 2. Deretter strømmer vannet inn i filterenheten 12 hvor det filtreres for partikler som er mindre enn eksempelvis 90 nm. Contaminated water in the main tank 1 is sucked into the central pipe 9 via the strainer 11 by means of a pump 25 and propeller 26, in a way not specified, which prevents fish from being drawn into the cleaning unit 2. The water then flows into the filter unit 12 where particles smaller than, for example, 90 nm are filtered.

Vannet strømmer deretter gjennom desinfeksjonskammeret 16 hvor det blir innløst ozongass (03), eller bestrålt med ultrafiolette stråler (UV). The water then flows through the disinfection chamber 16 where ozone gas (03) is released, or irradiated with ultraviolet rays (UV).

Hensikten med en desinfisering av vannet er å redusere konsentrasjoner av uønskede mikroorganismer slik som virus, sopp og parasitter. Videre kan en ved behov gjennomføre en kjemisk nedbrytning av organisk materiale til enkeltmolekyler eller molekylkjeder. Det vil imidlertid forstås at en desinfeksjon av vannet også kan oppnås på annen måte. The purpose of disinfecting the water is to reduce concentrations of unwanted microorganisms such as viruses, fungi and parasites. Furthermore, if necessary, one can carry out a chemical breakdown of organic material into individual molecules or molecular chains. However, it will be understood that a disinfection of the water can also be achieved in another way.

Vannet som befinner seg øverst i desinfeksjonskammeret 16 strømmer deretter til luftekammer 20 via en perforert åpning 19 i lufterennen til biofilterkammeret 27. I biofilterkammer 27 befinner det seg en biofiltermasse som opptar ca 70% av vannvolumet i dette kammer. I praksis er en slik biofiltermasse en rekke artikler, eksempelvis små terninger av plast, og der disse er konstruert for å frembringe et stort overflate-til-volum-forhold. De bakterier som befinner seg på disse overflater bevirker en omdannelse av ammoniakk til nitritt og nitrat (autotrof nedbrytning), og en omdannelse av organiske molekyler eller molekylkjeder til C02 og vann (heterotrof nedbrytning). Ved bunnen av dette kammer 27 blir det da også via en luftepumpe og rør (ikke vist) innpumpet luft som gir et overskudd av oksygen til bakteriene. Dessuten blir en andel av det produserte C02 fjernet sammen med overskytende luft, og luften danner en bevegelse i vannet som er med på å holde biofiltermassen effektiv. The water which is located at the top of the disinfection chamber 16 then flows to the aeration chamber 20 via a perforated opening 19 in the air channel of the biofilter chamber 27. In the biofilter chamber 27 there is a biofilter mass which takes up about 70% of the water volume in this chamber. In practice, such a biofilter mass is a number of articles, for example small cubes of plastic, and where these are designed to produce a large surface-to-volume ratio. The bacteria found on these surfaces cause a conversion of ammonia into nitrite and nitrate (autotrophic decomposition), and a conversion of organic molecules or molecular chains into C02 and water (heterotrophic decomposition). At the bottom of this chamber 27, air is then also pumped in via an air pump and pipe (not shown), which provides an excess of oxygen to the bacteria. In addition, a proportion of the produced C02 is removed together with excess air, and the air forms a movement in the water which helps to keep the biofilter mass effective.

Ved enden av luftekammeret 20 strømmer vannet videre gjennom en perforert åpning 22 til biofilter 27 hvor det blir renset for løst organisk materiale og ammonium. At the end of the aeration chamber 20, the water flows on through a perforated opening 22 to the biofilter 27 where it is cleaned of dissolved organic matter and ammonium.

Fra biofilteret 27 strømmer vannet inn i det horisontale rør 28 via et perforert rør 23 og via et bend ned i det vertikale parti 29, hvoretter det tilsettes oksygen før vannet strømmer ut i vannet i hovedtanken 1. From the biofilter 27, the water flows into the horizontal pipe 28 via a perforated pipe 23 and via a bend down into the vertical part 29, after which oxygen is added before the water flows out into the water in the main tank 1.

Pumpeenheten 25, 26 vil bevirke at vannivået V2 i beholderen 2 er høyere enn i hovedtanken 1. Derved oppnås det at vannet vil strømme med en tyngdekraftdrevet bevegelse gjennom filterenheten 12, desinfeksjonskammer 16, luftekammeret 20, biofilter 27 og tilførselsrør 28 og 29, når det først har blitt hevet til nivået V2. Fortrinnsvis er vannivået V2 i beholderen 2 mellom 0,5 og 1,2 m høyere enn vannivået V1 i hovedtanken 1. The pump unit 25, 26 will cause the water level V2 in the container 2 to be higher than in the main tank 1. Thereby it is achieved that the water will flow with a gravity-driven movement through the filter unit 12, disinfection chamber 16, aeration chamber 20, biofilter 27 and supply pipes 28 and 29, when first has been raised to level V2. Preferably, the water level V2 in the container 2 is between 0.5 and 1.2 m higher than the water level V1 in the main tank 1.

På grunn av at behandlingsenheten 2 befinner seg i hovedtanken 1, vil temperaturen på vannet i behandlingsenheten være lik temperaturen på vannet i hovedtanken 1. Derved etableres det ingen hurtige temperaturgradienter som kan forårsake ustabilitet under renseprosessen. Because the treatment unit 2 is located in the main tank 1, the temperature of the water in the treatment unit will be equal to the temperature of the water in the main tank 1. Thereby, no rapid temperature gradients are established which could cause instability during the cleaning process.

Den ovennevnte syklus blir deretter stadig gjentatt, hvorved vannet strømmer i et kontinuerlig omløp fra hovedtanken 1, til behandlingsenheten 2 og deretter tilbake i hovedtanken 1, slik at vannet blir behandlet kontinuerlig. Noe av vannet i hovedtanken 1, fortrinnsvis mellom 0,1% til 3% av den mengde som strømmer gjennom behandlingsenheten 1, skiftes ut via tilførselsrør, pumpe og avløpsrør som er plassert i hovedtankens vertikale vegg 4 og regulerer vannivået V1 i hovedtank 1. Ved å regulere innførings-mengden av tilført vann kan temperaturen av vannet i hovedtank 1 kontrolleres. The above-mentioned cycle is then constantly repeated, whereby the water flows in a continuous circulation from the main tank 1, to the treatment unit 2 and then back into the main tank 1, so that the water is treated continuously. Some of the water in the main tank 1, preferably between 0.1% to 3% of the amount flowing through the treatment unit 1, is replaced via the supply pipe, pump and drain pipe which are located in the main tank's vertical wall 4 and regulate the water level V1 in the main tank 1. to regulate the introduction quantity of added water, the temperature of the water in main tank 1 can be controlled.

Som nevnt vil det forstås at fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen kan bli benyttet til oppdrett av andre sjødyr enn fisk ved egnet tilpasning av fremgangsmåten til sjødyrenes spesifikke krav til vannmiljø. Det er således ovenfor ikke angitt mengder av innblandet ozon, oksygen, pH-buffer, biofiltermasse eller konsentrasjon av UV, i det dette kan variere etter behovet. As mentioned, it will be understood that the method and device according to the invention can be used for breeding sea animals other than fish by suitable adaptation of the method to the sea animals' specific requirements for the aquatic environment. Amounts of mixed ozone, oxygen, pH buffer, biofilter mass or concentration of UV are thus not specified above, as this can vary according to need.

Claims

1. Device at aquaculture facilities for the treatment of water that forms a growth environment for marine organisms, where the water is located in a main tank (1) that is located on land, and that in the main tank (1) a treatment unit (2) comprising means is arranged for biological, chemical and physical treatment of the water, as the water from the main tank (1) is led via this treatment unit (2) for treatment and back to the main tank (1), and that an aeration chamber (20) for the exchange of gases with the surrounding air is arranged as an integral part of the tank, characterized in that the aeration chamber (20) is arranged externally in relation to the tank itself in the treatment unit (2), and that it has a longitudinal extension that extends along the upper wall part of the tank.

2. Device in accordance with claim 1, characterized in that one or more diffusers are arranged in the air chamber (20).

3. Device in accordance with claim 1, characterized in that pumping means (25,26) are arranged in the treatment unit (1) to carry water from a lower part of the water tank (1) via a pipe (9) to an upper part of the treatment unit (2), which is at a distance above the water level (V1) in the main tank, so that the water is driven by gravity-driven movement through the treatment means in the treatment unit (2) and back to the main tank (1).

4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that a strainer (11) is arranged in the treatment unit (2) at the water intake of the pipe (9).

5. Device according to one of claims 1-4, characterized in that the treatment unit (2) comprises a filter unit (12) for filtering the water for particles.

6. Device in accordance with claim 5, characterized in that the filter unit (12) comprises a grid filter with a pore size of 90 (im.

7. Device in accordance with one of claims 1-6, characterized in that means are arranged in a chamber (16) of the treatment unit (2), which is delimited from the rest of the treatment unit (2) by a partition wall (17) for disinfection of the water, as the water is led into a lower level of this chamber via pipeline 15, and where the water is led out of this chamber (16) to aeration chamber 20 via an opening in the part of unit 2 which delimits chamber (16).

8. Device in accordance with claim 7, characterized in that the disinfection takes place by means of the supply of ozone being arranged in the chamber (16).

9. Device in accordance with claim 7, characterized in that means for UV treatment of the water are arranged in the chamber (16).

10. Device according to one of claims 1-9, characterized in that a chamber (27) is arranged in the treatment unit (2), preferably delimited by a partition wall (17), and that this chamber (27) functions as a magazine for biological treatment of the water.

11. Device in accordance with claim 9, characterized in that a biological filter is arranged in the chamber (27).

12. Device in accordance with claim 11, characterized in that the biological filter comprises a large number of articles with a large surface area in relation to volume, the surfaces of these articles acting as adhesion surfaces for microorganisms.

13. Method for treating water that forms a growth environment for marine organisms, where the water is located in a main tank (1) which is located on land, where a treatment unit (2) is arranged in the main tank (1), where the water from the main tank (1) is fed via the treatment unit (2) and back to the main tank (1), for biological, chemical and physical treatment of the water, comprising means in accordance with claim 1, characterized in that the water is subjected to a gas exchange step where the water is fed by gravitational forces through an aeration chamber (20).

14. Method in accordance with claim 13, characterized in that the method for treating the water comprises a step where the water undergoes mechanical filtration in a filter unit (12).

15. Method in accordance with claim 13, characterized in that the method for treating the water comprises a disinfection step in a disinfection chamber (16).

16. Method in accordance with claim 15, characterized in that the disinfection takes place by adding ozone to the water in the disinfection chamber (16).

17. Method in accordance with claim 15, characterized in that the disinfection takes place by irradiating the water in the disinfection chamber (16) with UV light.

18. Method in accordance with claim 13, characterized in that the method for treating the water includes a stage of biological treatment.

19. Method in accordance with claim 18, characterized in that the biological treatment comprises that on a set of surfaces, preferably placed as a biological filter, a biological transformation of constituents in the water takes place with the help of microorganisms.

20. Method in accordance with claim 19, characterized in that the biological conversion includes conversion of ammonia to nitrite and nitrate (autotrophic decomposition), and also a conversion of organic molecules or molecular chains to C02 and water.

21. Method in accordance with claim 13, characterized in that the water undergoes aeration in an aeration chamber (20).

22. Method in accordance with claim 13, characterized in that the method comprises the following steps: a) removal of particles b) disinfection c) ; aeration, d) biological conversion, and e) supply of oxygen.