Faglig innhold

Så godt som alle nye landbaserte oppdrettsanlegg som bygges i Norge er resirkuleringsanlegg (RAS), og i tillegg bygges mange av de gamle gjennomstrømsanleggene om til RAS. Resirkulering reduserer vannbehovet betraktelig, øker kontrollen over vannkvaliteten, gir muligheter for rask vekst ved stabil temperatur året rundt, gjør det lettere å ta vare på og utnytte avfall, legger til rette for et godt bakterielt miljø og gir grunnlag for en mer kontrollert og forutsigbar produksjon både i ferskvann og sjøvann.

Emnet vil gi en bred innføring i resirkuleringsanlegg for akvakultur og hvordan riktig vannbehandling bidrar til å skape et stabilt og optimalt vannmiljø i anlegget. Design, dimensjonering, oppstart, drift, avfallshåndtering, ressursutnyttelse, risikovurdering og handlingsplaner vil bli behandlet. Emnet vil holde en tverrfaglig profil der teknologisk funksjon og betydningen av biologiske, kjemiske og fysiske faktorer settes i sammenheng. Emnet vil dekke både resirkulering i ferskvann og sjøvann, for produksjon av smolt, postsmolt, marin yngel og marin påvekstfisk, samt andre relevante arter for produksjon i RAS i Norge. Emnet vil også gi innsikt i hvordan behovene for valgt teknologi og behandlingsmetoder endrer seg avhengig av art og livsstadium.

Læringsutbytte

Studenten skal kunne forklare de viktigste biologiske behovene og mekanismene som har betydning for fiskens vekst, overlevelse og velferd i oppdrett, spesielt i RAS. Studenten skal kunne liste opp de viktigste vannkvalitetsvariablene i RAS, tolke grenseverdier for de viktigste vannkvalitetsvariablene og bedømme om vannkvaliteten er akseptabel for produksjonsorganismen. Studenten skal kunne nevne de ulike former for vannbehandling som er nødvendig i et resirkuleringsanlegg.

Studenten skal kunne designe et enkelt RAS, dimensjonere biofilter og CO2-lufter i forhold til en gitt fôringsbelastning og kunne begrunne valg av rekkefølgen av vannbehandlingskomponenter. Studenten skal kunne gi en oversikt over hvilke teknologiske løsninger som er tilgjengelige og prinsippet for hvordan vannbehandlingskomponentene virker, kritiske faktorer for funksjonalitet og hvordan vannbehandlingskomponentene påvirker hverandre. Mer spesifikt skal studenten kunne forklare funksjon og effekt av et trommelfilter, en proteinskimmer, en hydrosyklon, et membranfilter, et fixed bed biofilter, et moving bed biofilter, UV-desinfeksjon, desinfeksjon med oxidasjonsmiddel og en CO2-lufter.

Studenten skal kunne forklare hvordan en endring i pH innvirker på CO2-giftighet, alkalinitet, ammoniakkgiftighet, giftighet av aluminium og H2S, samt effektiviteten av biofilteret og CO2-lufteren. Studenten skal kunne foreslå god design for tankutforming og logistikk gjennom anlegget i forholde til gitt oppdrettsorganisme.

Studenten skal kunne gi en oversikt over de viktigste faktorene ved oppstart og drift av RAS. Studenten skal kunne vurdere hvor man bør begynne feilsøking dersom man har gitte problemer med drift av et resirkuleringsanlegg. Studenten skal kunne diskutere og foreslå tiltak og handlingsplaner når vannbehandlingskomponenter svikter, når fisken viser tegn på sykdom og når en eller flere av de viktigste vannkvalitetsvariable er utenfor grenseverdiene for oppdrettsorganismen.

Studenten skal kunne nevne ulike typer sensorer og målemetoder for å måle de viktigste vannkvalitetsvariablene i RAS. Studenten skal kunne bruke korrekte målemetoder og -informasjon for å vurdere behovet for og effekten av ulike former for vannbehandling og tiltak i RAS. Studenten skal kunne begrunne hvor man bør måle i anlegget og kunne legge en plan for måling av vannkvalitet og vedlikehold av sensorer i et RAS.

Studenten skal kunne gi en oversikt over hvordan fysiokjemiske og biologiske faktorer kan true helsa til oppdrettsorganismen i RAS. Studenten skal kunne gi eksempler på hvordan vannbehandling og design av RAS påvirker mikrobiologien i systemet. Studenten skal kunne analysere og planlegge biosikkerhet inn i et RAS. Studenten skal kunne forklare hva de ammoniumoksiderende og de nitrittoksiderende bakteriene bidrar med i biofilteret og hvordan de konkurrerer med de heterotrofe bakteriene. Studenten skal også kunne forklare hvordan de viktigste vannkvalitetsvariablene påvirker disse bakteriegruppene og effektiviteten av biofilteret.

Studenten skal kunne estimere mengde og form (løst i vann, som gass eller i partikkelform) av de viktigste avfallsstoffene fra gitt fôrmengde i et RAS, og kunne foreslå håndtering eller bruk av avfallsstrømmene. Studenten skal kunne diskutere ulike alternative avhendings- og bruksalternativer for avfallsstoffene fra RAS i et økonomisk, praktisk og miljømessig perspektiv. Studenten skal kunne sette opp et eksempel på et akvaponisystem og kunne forklare strømmene av ressurser i akvaponisystemet. Studenten skal kunne bruke fagterminologi og kommunisere godt med industrien som designer, bygger og drifter RAS.

Læringsformer og aktiviteter

Studieform og aktiviteter i emnet består av forelesninger (44 timer), prosjektoppgave (35 timer), øvinger (4 timer), ekskursjon (8 timer), deltakelse på konferanse (16 timer), en kort labdemonstrasjon (3 timer) og selvstudium (90 timer). Total arbeidsmengde beregnes til 200 timer. Deler av aktiviteten vil foregå i to samlinger sammen med etter- og videreutdanningsstudenter fra industrien.

Obligatoriske aktiviteter

• Semesteroppgave

Spesielle vilkår

Anbefalte forkunnskaper

Grunnleggende kjennskap til akvatisk biologi, akvakultur og vannrenseteknologi vil være en fordel.

Emnet er adgangsbegrenset, se: https://innsida.ntnu.no/wiki/-/wiki/Norsk/Opptak+til+adgangsbegrensede+emner

Kursmateriell

"Aquaculture Engineering" 2nd edition 2013 av Odd-Ivar Lekang. ISBN: 978-0-470-67085-9.

"Recycling of water in hatchery production - Background Booklet for courses in recycling technology for hatchery production" 2nd edition 2017 av Fjellheim, A.J., Hess-Erga, O.-K., Attramadal, K.J.K., Vadstein, O., NIVA, NTNU, SINTEF, Marine Harvest and Scottish Sea Farms, 28 pp. ISBN: 978-82-577-6842-3.

Et utvalg vitenskapelige publikasjoner som oppgis ved oppstart.

Studiepoengreduksjon