NL1019861C2 - Werkwijze en inrichting ter voorkoming van aangroei van schelpdieren. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze en inrichting ter voorkoming van aangroei van schelpdieren

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting ter voorkoming van aangroei van schelpdieren (fouling) in met zeewater of zoet oppervlaktewater gevoede technische installaties, zoals koelinstallaties van elektriciteitscentrales of in de chemische industrie.

5 In oppervlaktewater (zeewater of zoet water) komen, afhankelijk van het seizoen, soms grote hoeveelheden larven van schelpdieren (mosselen, oesters, zeepokken, etc.) voor. Indien dit water wordt ingenomen, bijvoorbeeld voor koeling van technische installaties, kunnen de larven zich afzetten op de oppervlakken van de apparatuur, alwaar zij uitgroeien tot 10 schelpdieren. De hierdoor resulterende ophoping van schelpdieren in de apparatuur leidt onder meer tot verstoring van het stromingsprofiel van het water en/of tot verminderde warmteoverdracht bij koelinstallaties. De hechting van de schelpdieren met het oppervlak van de apparatuur is bovendien zeer sterk waardoor de schelpdieren moeilijk te verwijderen zijn. 15 Gebruikelijke methoden om dergelijke ongewenste afzettingen van schelpdieren te verwijderen, dan wel deze afzettingen te voorkomen omvatten bijvoorbeeld de toepassing van bestrijdingsmiddelen. Dergelijke middelen zijn echter kostbaar en brengen doorgaans een belasting voor het milieu met zich mee. Ook wordt wel periodiek de temperatuur van het water 20 in de installaties opgevoerd, teneinde te proberen de afgezette schelpdieren los te maken. Het opvoeren van de temperatuur brengt echter kosten met zich mee en is bovendien niet in alle installaties mogelijk. Een andere mogelijkheid is het mechanisch verwijderen van gevormde afzettingen, bijvoorbeeld met behulp van borstels. Hiertoe dient echter de 25 koelwaterstroom doorgaans te worden onderbroken. Bovendien zijn meestal niet alle gedeelten van de installatie goed toegankelijke voor dergelijke mechanische middelen.

De onderhavige uitvinding beoogt een systeem te verschaffen dat dergelijke nadelen niet kent. Gevonden is, dat door het voor industriële 30 installaties bestemde in te nemen oppervlaktewater langs een geschikt substraat te leiden, op welk substraat schelpdieren groeien, aan deze doelstelling kan worden voldaan. Derhalve betreft de onderhavige 101S861 < 2 uitvinding in een eerste aspect een werkwijze voor het verkrijgen van een industriële koelwaterstroom, omvattende de stappen van: (i) het aanbrengen van voorlopers van schelpdieren op een substraat, 5 (ii) het in contact brengen van een stroom water met genoemde voorlopers van schelpdieren, (iii) het laten uitgroeien van genoemde voorlopers tot oogstbare schelpdieren, en (iv) het oogsten van althans een gedeelte van genoemde oogstbare 10 schelpdieren, waarbij genoemde stroom water gezuiverd wordt en als een gezuiverde koelwaterstroom wordt verkregen.

Door het laten uitgroeien van de voorlopers tot oogstbare schelpdieren wordt bereikt, dat tijdens de groei op het substraat de 15 schelpdieren voedingsstoffen opnemen uit het oppervlaktewater. Hierdoor wordt het oppervlaktewater gezuiverd en wordt bereikt, dat indien dit water wordt toegepast als koelwater er zich in het apparaat geen, of althans een verminderde hoeveelheid, schelpdieren mee kunnen voeden doordat het water specifiek verarmd is geraakt aan juist voor deze organismen 20 essentiële voedingsstoffen. Hierdoor wordt de mate van afzetting en groei van schelpdieren in de apparaten verminderd. Bovendien wordt volgens de onderhavige uitvinding bereikt dat de uit het water verwijderde voedingsstoffen in de vorm van oogstbare schelpdieren kunnen worden gewonnen. Vervolgens kunnen de aldus gewonnen schelpdieren elders 25 worden toegepast, bijvoorbeeld door deze voor consumptiedoeleinden aan te bieden. Indien de geoogste schelpdieren voor consumptie geschikt moeten zijn, worden bij voorkeur voorlopers van mosselen aan het substraat aangeboden, bij voorkeur die van de blauwe mossel (Mytilus edulis), indien het oppervlaktewater zout water is. Voor zoetwaterdoeleinden is de 30 driehoeksmossel (Dreissena polymorpha) geschikt, welke na oogsten bijvoorbeeld als diervoeder kan worden aangeboden. Ook kan de schaal van deze schelpdieren als kalkbron worden toegepast, bijvoorbeeld als grondstof voor de chemische industrie.

Overigens is uit het Russische octrooischrift nummer 2 108 978 een 35 systeem bekend voor het voorkomen van biologische fouling in apparaten. Dit bekende systeem is gebaseerd op een speciaal filter waarop micro- 1019861 3 organismen zich kunnen afzetten. Het direct aanbrengen van voorlopers van macro-organismen zoals schelpdieren op een substraat en het vervolgens oogsten hiervan wordt in dit Russische octrooischrift niet genoemd of gesuggereerd.

5 Schelpdieren zijn bijzonder aantrekkelijk vanwege de mogelijkheid om een zeer open pakking toe te passen, waarbij de zelfaanzuiging van langsstromend water een forse verhoging van het filtratie-effect bewerkstelligt bij een lage drukval over het waterbehandelingssysteem.

Onder schelpdieren worden in de onderhavige aanvrage verstaan 10 mosselen en oesters, maar ook andere weekdieren met kalkschalen, zoals zeepokken.

Van belang voor de onderhavige uitvinding is dat op het substraat aanwezige macro-organismen biomassadeeltjes uit de waterstroom verwijderen. Dit wordt bereikt door uit te gaan van voorlopers van 15 oogstbare schelpdieren die vervolgens hechten aan en uitgroeien op het substraat. Met de term voorlopers wordt bedoeld organismen die in een vroeger levensstadium zijn dan de uiteindelijk te oogsten schelpdieren. Bij voorkeur worden als voorlopers schelpdierzaad of schelpdierlarven toe gepast, met bijzondere voorkeur mosselzaad of mossellarven, welke 20 vervolgens op het substraat uitgroeien tot volwassen schelpdieren, alvorens zij geoogst worden.

Het aanbrengen van voorlopers van schelpdieren op een substraat (stap i) en het in contact brengen van een stroom water met genoemde voorlopers van schelpdieren (stap ii) kan volgens de onderhavige uitvinding 25 ook gelijktijdig worden uitgevoerd door oppervlaktewater aan het substraat aan te bieden waarin genoemde voorlopers reeds aanwezig zijn. Indien het oppervlaktewater in contact komt met het substraat, zullen de voorlopers zich daaraan hechten en aldus uitgroeien tot oogstbare schelpdieren.

Het is ook mogelijk om extern betrokken voorlopers, bijvoorbeeld in 30 de vorm van mosselzaad, vervolgens aan te brengen op het substraat door dit op overigens gebruikelijke wijze daarmee in contact te brengen, bijvoorbeeld door dit in het bassin waarin zich het substraat bevindt te strooien.

Combinaties van de bovengenoemde bronnen van voorlopers zijn 35 uiteraard ook mogelijk.

. 1019861 4

Geschikte substraten voor de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding zijn alle in de schelpdierenteelt gebruikelijke substraten. Bijzonder geschikt zijn substraten gebaseerd op gaas, roosters, netten, hangende koorden en/of vezels.

5 Figuur 1 illustreert de werkwijze volgens de uitvinding en toont een schelpdier (1) dat zich aan een substraat (2) heeft gehecht middels byssusdraden (3). De te zuiveren waterstroom, weergegeven door pijl (4), wordt door het schelpdier via de mond, welke zich ongeveer bevindt bij (5), opgezogen. Een gezuiverde stroom water, weergegeven door pijl (6) wordt 10 door het schelpdier via de anus (ongeveer gelegen bij (7)) uitgescheiden.

Met bijzonder voordeel wordt de werkwijze volgens de uitvinding zodanig uitgevoerd, dat de groeicondities van de schelpdieren worden beïnvloed door toevoeging aan genoemde stroom water van nutriënten, en/of door het veranderen van de temperatuur van genoemde stroom water.

15 Door het verbeteren van de groeicondities wordt bereikt dat de schelpdieren sneller zullen groeien en dat er een meer doelmatige zuivering van het water wordt verkregen. Dit is verrassend, omdat het toevoegen van voedingsmiddelen op het eerste gezicht haaks lijkt te staan op het beoogde doel, namelijk de vermindering van fouling, welke het gevolg is van juist te 20 veel voedingsmiddelen in het water. Niettemin blijkt de snellere groei van de schelpdieren op het substraat geheel voor dit vermeende nadeel te compenseren.

De groeicondities van de schelpdieren kunnen bijvoorbeeld worden verbeterd door toevoeging van voedingsstoffen aan het water, zoals stikstof 25 (bijvoorbeeld in de vorm van kunstmest), fosfor (bijvoorbeeld in de vorm van fosfaten) en zuurstof (bijvoorbeeld door lucht door te leiden). Deze stoffen kunnen bijvoorbeeld continu aan het bassin waarin zich het substraat bevindt, worden toe gevoerd.

Tevens is het mogelijk om de temperatuur van het water bij het 30 substraat te verhogen. Dit biedt bijzonder voordeel indien bepaalde schelpdieren, zoals mosselen, worden toegepast, omdat de voortplanting van deze schelpdieren hiermee kan worden beïnvloed. Door het verhogen van de temperatuur van het water kan worden bereikt dat de aanvang van de voortplanting met een aanzienlijke tijd (een of meer maanden) kan worden 35 vervroegd.

1019861 5

Bijzonder voordeel wordt verkregen indien men voor het verhogen van de temperatuur van het water dat in contact is met het substraat, een warmer effluent (of een gedeelte daarvan) gebruikt van een industriële installatie, welk effluent bijvoorbeeld is verkregen door opwarming van de 5 gezuiverde koelwaterstroom, verkregen volgens de uitvinding. Dit warme effluent kan dan bij de stroom te zuiveren oppervlaktewater worden gemengd, teneinde een stroom te behandelen water te verkrijgen van de gewenste temperatuur.

In sommige gevallen, met name indien zeewater wordt gebruikt, 10 kan zand dat aanwezig is in het water een probleem vormen, bijvoorbeeld wanneer dit in contact komt met het substraat, maar ook in de apparatuur waar het gezuiverde water als koelwater wordt toegepast. Hoewel het theoretisch mogelijk is om dit zand bijvoorbeeld met filters te verwijderen, is dit gezien de omvang van de meeste koelwaterstromen doorgaans 15 praktisch niet uitvoerbaar. Met bijzonder voordeel wordt de te behandelen waterstroom derhalve eerst door een bassin geleid (bijvoorbeeld in de vorm van een haven) waar de stroomsnelheid zodanig laag is, dat het zand kan bezinken. Het bezonken zand kan vervolgens door (al dan niet continu) baggeren worden verwijderd. Het zand kan desgewenst als aparte 20 productstroom worden verkregen.

De uitvinding betreft verder een inrichting voor het zuiveren van een industriële koelwaterstroom omvattende een substraat, welk substraat geschikt en bestemd is voor de aanhechting van voorlopers van schelpdieren, een inlaat voor een stroom water, en een uitlaat voor een 25 gezuiverde koelwaterstroom, waarbij genoemd substraat zodanig is vormgegeven, dat genoemde voorlopers kunnen uitgroeien tot schelpdieren, en dat althans een gedeelte van genoemde schelpdieren van het substraat verwijderd kan worden.

Geschikte substraten zijn, zoals vermeld, op gebouwd uit elementen 30 welke roosters, netten en/of vezels omvatten. Deze elementen kunnen op gebruikelijke wijze worden aangebracht in een bassin, zodanig, dat een goed contact met de te behandelen waterstroom wordt verkregen. Bovendien dienen de elementen gemakkelijk uit het bassin verwijderd te kunnen worden, zodat de aangegroeide schelpdieren daarvan kunnen worden 35 verwijderd, waarna de elementen weer kunnen worden teruggeplaatst. Geschikte materialen voor de substraatelementen zijn kunststoffen, zoals 1019861·.

6 polyetheen (PE) of polyvinylchloride (PVC) of hard materiaal, zoals steenachtig materiaal, schelpen of (roestvast) metaal. De elementen kunnen worden vormgegeven als draadvormige, platte of netvormige structuren, geperforeerde platen en dergelijke.

5 Diverse configuraties zijn mogelijk, waarbij de optimale configuratie per geval door de vakman eenvoudig is vast te stellen.

Indien het in te nemen water bijvoorbeeld veel larven en betrekkelijk weinig voedingsstoffen bevat, wordt met bijzondere voorkeur een substraat gekozen dat een relatief hoog oppervlak biedt voor het 10 aangroeien van de larven, bijvoorbeeld pluizige draden, zoals nylondraden (onderlinge afstand typisch enige centimeters, bijvoorbeeld ca. 2 cm, lengte typisch enige meters, bijvoorbeeld 3 - 4 m). Door het hoge substraatoppervlak worden de larven effectief afgevangen. De larven kunnen uitgroeien tot mosselen en worden bij voorkeur geoogst voordat deze 15 volgroeid zijn.

Aan de andere kant is het mogelijk dat het in te nemen water weinig larven bevat en betrekkelijk veel voedingsstoffen. In dat geval wordt met bijzondere voorkeur een substraat toegepast dat platen omvat, bijvoorbeeld in de vorm van kratjes, welke gemakkelijk stapelbaar zijn.

20 Dergelijke substraten zijn met name geschikt voor het herbergen van grote mosselen. Op dit substraat kunnen adulte mosselen worden aangebracht welke van elders worden aangevoerd. Door deze mosselen te laten uitgroeien wordt bewerkstelligd dat het gehalte aan voedingsstoffen in het water op doelmatige wijze verminderd wordt.

25 Combinaties van deze beide uitvoeringsvormen zijn uiteraard ook mogelijk.

Met voordeel worden de elementen die tezamen het substraat vormen op een onderlinge afstand van enige cm of meer geplaatst, bij voorkeur op een onderlinge afstand van 5-50 cm, met de meeste voorkeur 30 van 10-35 cm. Door deze ruimte tussen de elementen wordt verkregen dat enerzijds voldoende schelpdieren kunnen aangroeien, zonder dat de doorstroom van water gehinderd wordt en anderzijds dat een betrekkelijk lage drukval wordt verkregen.

Een minimale drukval is bijzonder belangrijk, aangezien de te 35 behandelen waterstromen zeer groot kunnen zijn oplopend tot wel 1019861 7 500 000 m3/uur of meer. Uiteraard kan de uitvinding ook worden toegepast bij kleinere waterstromen, bijvoorbeeld van 2000 m3/uur of minder.

Volgens de uitvinding kunnen maatregelen worden getroffen om de stroomsnelheid in de ruimte waarin zich het substraat bevindt (het bassin) 5 te verlagen of te verhogen, waarbij het volumedebiet van het doorstromende water bij voorkeur min of meer constant blijft. Het verlagen van de stroomsnelheid bij gelijkblijvend volumedebiet kan bijvoorbeeld zeer geschikt worden bereikt door het verwijden van het bassin (bijvoorbeeld een kanaal of pijp) in de stromingsrichting. Door de lagere stroomsnelheid wordt 10 een hogere verblijftijd gerealiseerd van het water in het bassin, zodat de schelpdieren nog beter kunnen groeien. Bovendien resulteert de lagere stroomsnelheid in een geringere drukval over het bassin. Het verhogen van de stroomsnelheid kan bijvoorbeeld worden gerealiseerd door het vernauwen van het bassin. Verhogen of verlagen van de stroomsnelheid kan 15 gewenst zijn indien de specifieke condities (waaronder hoeveelheid voedingsmiddelen in het water, type schelpdier, gewenste zuiverheid van de gezuiverde koelwaterstroom, etc.) dit vereisen.

Volgens de uitvinding kan continu een stroom gezuiverd koelwater worden verkregen, uitgaande van zoet of zout oppervlaktewater. Bovendien 20 kan met de uitvinding een aanzienlijke opbrengst aan schelpdieren worden verkregen. Bij een koelwaterstroom van bijvoorbeeld 100 000 m3/h zeewater kan, indien als voorlopers voor schelpdieren volgens de uitvinding een blauwe mossel wordt toegepast, ca. 500-1500 ton mosselen per jaar worden geoogst. Uiteraard kan deze opbrengst sterk variëren, mede afhankelijk van 25 het aanwezige voedselaanbod.

1019861

Claims (10)

1. Werkwijze voor het verkrijgen van een industriële koelwaterstroom, omvattende de stappen van: (i) het aanbrengen van voorlopers van schelpdieren op een substraat, (ii) het in contact brengen van een stroom water met genoemde 5 voorlopers van schelpdieren, (iii) het laten uitgroeien van genoemde voorlopers tot oogstbare schelpdieren, en (iv) het oogsten van althans een gedeelte van genoemde oogstbare schelpdieren, 10 waarbij genoemde stroom water gezuiverd wordt en als een gezuiverde koelwaterstroom wordt verkregen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij genoemde voorlopers van schelpdieren schelpdierzaad, bij voorkeur mosselzaad, en/of schelpdierlarven, bij voorkeur mossellarven, omvatten.

3. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij stappen (i) en (ii) gelijktijdig worden uitgevoerd door het in contact brengen van de stroom water met daarin genoemde voorlopers, met genoemd substraat.

4. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij genoemde voorlopers extern betrokken zijn.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij genoemd substraat gaas, roosters, netten, hangende koorden en/of vezels omvat.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de groeicondities van genoemde schelpdieren worden beïnvloed door toevoeging aan genoemde stroom water van nutriënten, en/of door het veranderen van 25 de temperatuur van genoemde stroom water.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij genoemde temperatuur wordt verhoogd door althans een gedeelte van een effluent van een industriële installatie, welk effluent is verkregen door opwarming van genoemde gezuiverde koelwaterstroom, bij genoemde stroom water te mengen. 1019861

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij men genoemde stroom water eerst door een bassin leidt, teneinde het in de stroom water aanwezige zand te doen bezinken.

9. Inrichting voor het zuiveren van een industriële koelwaterstroom 5 omvattende een substraat, welk substraat geschikt en bestemd is voor de aanhechting van voorlopers van shelpdieren, een inlaat voor een stroom water, en een uitlaat voor een gezuiverde koelwaterstroom, waarbij genoemd substraat zodanig is vormgegeven, dat genoemde voorlopers kunnen uitgroeien tot schelpdieren, en dat althans een gedeelte van 10 genoemde schelpdieren van het substraat verwijderd kan worden.

10. Inrichting volgens conclusie 8, waarbij genoemd substraat is opgebouwd uit in een regelmatig patroon geplaatste elementen, welke elementen gaas, roosters, netten hangende koorden en/of vezels omvatten, welke elementen zodanig zijn opgesteld, dat de onderlinge afstand tussen 15 elk der elementen ten minste 10 cm bedraagt. 1019861