NL2010361C2

NL2010361C2 - METHOD AND SYSTEM FOR COMBATING BLUE ALGAE IN SURFACE WATER.

Info

Publication number: NL2010361C2
Application number: NL2010361A
Authority: NL
Inventors: Freek Engelen
Original assignee: M W P Man B V
Priority date: 2013-02-25
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2014-08-26

Description

Werkwijze en systeem voor het bestrijden van blauwalgen in oppervlaktewaterMethod and system for controlling blue-green algae in surface water

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bestrijden van blauwalgen in oppervlaktewater. De uitvinding heeft tevens betrekking op een systeem voor het bestrijden van blauwalgen in oppervlaktewater, in het bijzonder door gebruikmaking van een werkwijze overeenkomstig de uitvinding.The invention relates to a method for controlling blue-green algae in surface water. The invention also relates to a system for controlling blue-green algae in surface water, in particular by using a method according to the invention.

Blauwalgen (Cyanobactedën) vormen een veelvoorkomend probleem in (stilstaande) zoetwatermeren over de gehele wereld en zorgen jaarlijks voor veel overlast, doordat blauwalgen in staat zijn om ecotoxische cyanotoxines, in het bijzonder microcystine, te produceren die diverse gezondheidsklachten kunnen veroorzaken. De cyanotoxines leiden doorgaans tot vis- en vogelsterfte en kunnen leiden tot ernstige gezondheidsklachten bij de mens. De duur en de mate van de blauwalgenbloei neemt wereldwijd toe als gevolg van eutrofiëring en klimaatverandering met een stijgende gemiddelde temperatuur. Belangrijkste oorzaak van de blauwalggroei is het overschot aan voedingstoffen. De decennialange uitspoeling van onder andere meststoffen en wasmiddelen in het oppervlaktewater heeft veel oppervlaktewateren doen omslaan van heldere ecosystemen met een hoge biodiversiteit naar een troebele waterige massa voorzien van giftige blauwalgen. De behoefte bestaat om vorming van blauwalg zoveel mogelijk tegen te gaan om de biodiversiteit op peil te houden en om de gezondheid voor mens en dier niet in gevaar te brengen.Blue algae (Cyanobacted) are a common problem in (still) freshwater lakes around the world and cause a great deal of nuisance every year, because blue algae are able to produce ecotoxic cyanotoxins, in particular microcystine, that can cause various health problems. The cyanotoxins usually lead to fish and bird deaths and can lead to serious health problems in humans. The duration and extent of the blue-green algae bloom is increasing worldwide as a result of eutrophication and climate change with an increasing average temperature. The main cause of blue-green algae growth is the surplus of nutrients. The decades-long leaching of surface fertilizers and detergents has caused many surface waters to switch from clear ecosystems with a high biodiversity to a turbid aqueous mass with toxic blue-green algae. There is a need to prevent the formation of blue-green algae as much as possible in order to maintain biodiversity and not to endanger human and animal health.

Een doel van de uitvinding is het verschaffen van een verbeterde werkwijze en systeem voor het bestrijden van blauwalgen in oppervlaktewater.An object of the invention is to provide an improved method and system for controlling blue-green algae in surface water.

De uitvinding verschaft daartoe een werkwijze van het in aanhef genoemde type, omvattende de stappen: A) het onttrekken van fosfaat uit oppervlaktewater via biologische productie van biomassa, en B) het tijdens stap A) reduceren van de fotosyntheseactiviteit van blauwalgen door blootstelling van de blauwalgen aan waterstofperoxide. De werkwijze overeenkomstig de uitvinding is gebaseerd op een meervoudige bestrijding van blauwalgen. Een aspect van de werkwijze is gericht op het middels levende biomassa op biologische wijze bestrijden van de blauwalgen door de belangrijkste nutriënt voor blauwalgen, namelijk fosfaat, in het bijzonder fosfaationen, te onttrekken aan het water, waardoor de groei van de blauwalgen wordt afgeremd en waardoor bovendien de waterkwaliteit en daarmee de aquatische biodiversiteit zal toenemen. Voordeel van het toepassen van levende biomassa is dat de omvang van de biomassa in de loop van de tijd zal toenemen, waardoor de fosfaatinvangcapacitieit van de biomassa zal toenemen, hetgeen de algenbestrijding ten goede komt. De biomassa kan na verloop van tijd, doorgaans één keer per jaar, (machinaal) worden geoogst en worden verwerkt. Hierdoor worden de opgeslagen nutriënten, waaronder fosfaat, uit het oppervlaktewater onttrokken en worden omgezet in bruikbare energie en mest. De op deze wijze gekweekte doorgaans plantaardige biomassa kan aldus worden benut als biovergistingsgrondstof voor biogaswinning. De reststroom die uit het verwerkingsproces komt bevat onder andere fosfaat, welke via een struvietbehandeling tot een benutbare fosfaatvorm (kunstmest) opgewerkt kan worden. Het is denkbaar dat tevens andere biobased producten uit de biomassa gewonnen kunnen worden. Naast het afvangen van fosfaten uit het oppervlaktewater waardoor de groei van blauwalgen wordt afgeremd, is de werkwijze overeenkomstig de uitvinding tevens gericht op het op andere wijze afremmen van de groei van blauwalgen, namelijk door het afremmen van de fotosyntheseactiviteit van de blauwalgen middels blootstelling van de blauwalgen aan waterstofperoxide of soortgelijke oxidatoren. Waterstofperoxide is een milde, milieuvriendelijke oxidator die het fotosyntheseapparaat van de blauwalg verstoort, waardoor deze niet meer kan groeien en doodgaat. Eucaryotisch fytoplankton (andere algensoorten) is, afhankelijk van de concentratie van het waterstofperoxide, beduidend minder gevoelig voor waterstofperoxide en zal derhalve niet of nauwelijks worden aangetast door het waterstofperoxide ingeval dit in een selectieve dosis wordt aangebracht. Een bijkomend voordeel van het gebruik van waterstofperoxide is dat het ook microcystine afbreekt. Microcystine is zoals reeds aangegeven een gifstof die door enkele blauwalgensoorten wordt geproduceerd en is schadelijk voor de gezondheid. De onttrekking van nutriënten, in het bijzonder fosfaat (in welke vorm dan ook), uit het oppervlaktewater overeenkomstig stap A) en het remmen van de fotosyntheseactiviteit van de blauwalgen overeenkomstig stap B) vinden gelijktijdig plaats. Daarbij zal de fosfaatonttrekking door de biomassa een nagenoeg continu proces zijn, en zal het waterstofperoxide slechts een tijdelijke werking hebben, doordat het waterstofperoxide binnen enkele dagen volledig zal verdwijnen. Overigens zal het waterstofperoxide blijvende schade toebrengen aan de blauwalgen, waardoor het door het waterstofperoxide gerealiseerde effect op de blauwalgen gedurende een langere periode (langer dan enkele dagen) zichtbaar is. Uit experimenten is gebleken dat de temperatuur een grote rol speelt bij de snelheid van ontleding van waterstofperoxide: een hogere temperatuur leidt tot een snellere afbraak. Daarnaast is er een aantal andere parameters die mogelijk invloed hebben op de effectiviteit van de methode, zoals: pH (peroxide is een zuur), de aanwezigheid van humusdeeltjes en de hoeveelheid zonlicht. De laatste twee factoren zijn waarschijnlijk van invloed op de effectiviteit van waterstofperoxide in verband met radicaalvorming. Doordat het waterstofperoxide relatief snel zal worden afgebroken kan waterstofperoxide na enkele dagen/weken opnieuw worden toegediend om de blauwalgen verdergaande te bestrijden. De werkwijze overeenkomstig de uitvinding is geschikt voor zowel zoet water, zout water, alsook brak water. De werkwijze is bij voorkeur geschikt om te worden toegepast in oppervlaktewateren, zoals in zeeën, baaien, zeearmen, fjorden, lagunes, binnenzeeën, meren en plassen, vennen, kolken (ook wel: wielen, dobbes), beken, stuwmeren, vijvers, sloten, en greppels. Het is tevens denkbaar om de werkwijze toe te passen in aquaria.To this end, the invention provides a method of the type mentioned in the preamble, comprising the steps of: A) extracting phosphate from surface water via biological production of biomass, and B) reducing the photosynthesis activity of blue-green algae by exposure of the blue-green algae during step A) to hydrogen peroxide. The method according to the invention is based on a multiple control of blue-green algae. One aspect of the method is aimed at biologically controlling the blue-green algae by means of living biomass by extracting the most important nutrient for blue-green algae, namely phosphate, in particular phosphate ions, from the water, thereby inhibiting the growth of the blue-green algae and causing Moreover, the water quality and thus the aquatic biodiversity will increase. The advantage of using living biomass is that the size of the biomass will increase over time, as a result of which the phosphate capture capacity of the biomass will increase, which benefits algae control. The biomass can be (mechanically) harvested and processed over time, usually once a year. As a result, the stored nutrients, including phosphate, are extracted from the surface water and are converted into usable energy and manure. The generally vegetable biomass grown in this way can thus be used as a bio-fermentation raw material for biogas extraction. The residual stream that comes out of the processing process includes phosphate, which can be processed into a usable phosphate form (fertilizer) via a struvite treatment. It is conceivable that other biobased products can also be extracted from the biomass. In addition to capturing phosphates from the surface water, thereby inhibiting the growth of blue-green algae, the method according to the invention is also aimed at slowing down the growth of blue-green algae, namely by inhibiting the photosynthesis activity of the blue-green algae by exposure of the blue-green algae. blue algae on hydrogen peroxide or similar oxidizers. Hydrogen peroxide is a mild, environmentally-friendly oxidizer that disrupts the photosynthesis device of the blue-green algae, preventing it from growing and dying. Eucaryotic phytoplankton (other algae species) is, depending on the concentration of the hydrogen peroxide, considerably less sensitive to hydrogen peroxide and will therefore not or hardly be affected by the hydrogen peroxide if it is applied in a selective dose. An additional advantage of using hydrogen peroxide is that it also breaks down microcystine. Microcystine is, as already indicated, a poison produced by some blue-algae species and is harmful to health. The extraction of nutrients, in particular phosphate (in whatever form), from the surface water according to step A) and the inhibition of the photosynthetic activity of the blue-green algae according to step B) take place simultaneously. The phosphate extraction by the biomass will be a virtually continuous process, and the hydrogen peroxide will only have a temporary effect, because the hydrogen peroxide will disappear completely within a few days. Incidentally, the hydrogen peroxide will cause permanent damage to the blue-green algae, so that the effect on the blue-green algae realized by the hydrogen peroxide is visible for a longer period (longer than a few days). Experiments have shown that the temperature plays a major role in the rate of hydrogen peroxide decomposition: a higher temperature leads to a faster degradation. In addition, there are a number of other parameters that may influence the effectiveness of the method, such as: pH (peroxide is an acid), the presence of humus particles and the amount of sunlight. The latter two factors probably influence the effectiveness of hydrogen peroxide in connection with radical formation. Because the hydrogen peroxide will degrade relatively quickly, hydrogen peroxide can be re-administered after a few days / weeks to combat the blue-green algae. The method according to the invention is suitable for both fresh water, salt water and brackish water. The method is preferably suitable for use in surface waters, such as in seas, bays, sea arms, fjords, lagoons, inland seas, lakes and ponds, fens, gullies (also known as wheels, bobbins), streams, reservoirs, ponds, ditches , and ditches. It is also conceivable to use the method in aquariums.

Alhoewel fosfaat de belangrijkste nutriëntenbron is voor blauwalgen zal de blauwalg doorgaans tevens andersoortige nutriënten consumeren, waaronder stikstof. Het is derhalve voordelig ingeval tijdens stap A) tevens stikstof wordt onttrokken uit oppervlaktewater via biologische productie van biomassa.Although phosphate is the most important nutrient source for blue-green algae, blue-green algae will generally also consume other types of nutrients, including nitrogen. It is therefore advantageous if during step A) nitrogen is also extracted from surface water via biological production of biomass.

Bij voorkeur is ten minste een deel van de biomassa ingericht voor het opnemen van vrij fosfaat uit het oppervlaktewater. Deze nutriëntenbron (vrij (ongebonden) fosfaat)) vormt een belangrijke voedingsbodem voor blauwalgen. Bijzonder geschikt voor het opnemen van dit vrije fosfaat zijn planten en wieren. Derhalve wordt ten minste een deel van de toegepaste (levende) biomassa gevormd door planten en/of wieren. Uit onderzoek is gebleken dat met name de plantensoort Potamogeton Pecitnatus ((schede) fonteinkruid) het meest geschikt is om fosfaat te onttrekken aan het oppervlaktewater. Andere geschikte plantensoorten zijn Zanrichellia Palustris en Potamogeton e Pusillus. Een geschikt fosfaatconsumerend (zee)wier is bijvoorbeeld Chaetomorpha linum.At least a part of the biomass is preferably adapted to take up free phosphate from the surface water. This nutrient source (free (unbound) phosphate) forms an important breeding ground for blue-green algae. Plants and algae are particularly suitable for taking up this free phosphate. Therefore, at least a part of the (living) biomass used is formed by plants and / or algae. Research has shown that the Potamogeton Pecitnatus ((sheath) fountain weed) in particular is the most suitable for extracting phosphate from surface water. Other suitable plant species are Zanrichellia Palustris and Potamogeton e Pusillus. Chaetomorpha linum, for example, is a suitable phosphate-consuming (sea) seaweed.

Potamogeton Pectinatus speelt een belangrijke rol in de fosfaatcyclus in diverse aquatische ecosystemen, doordat deze waterplantensoort niet alleen fosfaat kan opnemen, maar ook fosfaat kan teruggeven aan de waterkolom van het oppervlaktewater. Bovendien kan de Potamogeton pectinatus grote dichtheden, grote volumes stikstof (N) en fosfor (P) uit de waterkolom opnemen. Uit onderzoek is gebleken dat Potamogeton pectinatus in een experimentele kweek in vijf dagen tot bijna 5.000 keer P04-P kan opnemen dan in de waterkolom aanwezig is, hetgeen substantieel meer is dan andere plantensoorten, waardoor Potamogeton pectinatus ((schede)fonteinkruid) doorgaans de voorkeur geniet om fosfaat uit de waterkolom te kunnen verwijderen. De invangcapaciteit van dit fonteinkruid is gemiddeld 26 kg P/ha/j met een haalbare geproduceerde (berekende) hoeveelheid biomassa geschat op 60 ton nat gewicht per hectare (ha) (7,8 ton droge stof per j aar). Overigens kunnen planten doorgaans tevens fosfaat uit de waterbodem opnemen en zijn planten aldus niet slechts ingericht voor het opnemen van vrij fosfaat.Potamogeton Pectinatus plays an important role in the phosphate cycle in various aquatic ecosystems, because this aquatic plant species can not only absorb phosphate, but can also return phosphate to the surface water column. In addition, the Potamogeton pectinatus can absorb large densities, large volumes of nitrogen (N) and phosphorus (P) from the water column. Research has shown that Potamogeton pectinatus in an experimental culture can take up up to 5,000 times P04-P in five days than is present in the water column, which is substantially more than other plant species, making Potamogeton pectinatus ((sheath) feverfew) generally preferred to remove phosphate from the water column. The capture capacity of this fountain herb is on average 26 kg P / ha / y with a feasible produced (calculated) amount of biomass estimated at 60 tons of wet weight per hectare (ha) (7.8 tons of dry matter per year). Incidentally, plants can generally also absorb phosphate from the water bottom and plants are thus not only adapted to take up free phosphate.

Het is tevens denkbaar dat ten minste een deel van de biomassa is ingericht voor het opnemen van gebonden fosfaat in de vorm van algen, in het bijzonder blauwalgen. Hiertoe zijn schelpdieren bijzonder geschikt. Uit onderzoek is gebleken dat in het bijzonder twee soorten schelpdieren en een bijzonder hoge fosfaatinvangcapaciteit hebben, namelijk Deissena pilymorpha (driehoeksmossel) en Dreissena rostriformis hugensis ((quaggarnossel). Beiden mosselsoorten hebben het voordeel dat ze relatief snel groeien en in hoge dichtheden voorkomen.It is also conceivable that at least a part of the biomass is arranged for receiving bound phosphate in the form of algae, in particular blue algae. Shellfish are particularly suitable for this purpose. Research has shown that two species of shellfish in particular have a particularly high phosphate capture capacity, namely Deissena pilymorpha (triangular mussel) and Dreissena rostriformis hugensis ((quaggar mussel). Both mussel species have the advantage that they grow relatively quickly and occur in high densities.

Uit de resultaten van diverse studies blijkt dat schelpdieren alleen doorgaans niet voldoende zijn om de waterkwaliteit substantieel te verbeteren en algenbloei te voorkomen. Combinaties met andere maatregelen (en organismen) worden derhalve wenselijk geacht. Een combinatie van schelpdierkweek met productie van plantaardige biomassa voorkomt enige beperkingen dit geheel, aangezien planten theoretisch een factor 10 efficiënter zijn in nutriëntenopname dan schelpdieren. Een symbiose tussen schelpdieren en planten zorgt bovendien voor zuurstof en CO2 regeneratie, waterverplaatsing, voorzuivering door schelpdieren en vastlegging van fosfaat. Daarnaast nemen de schelpdieren zwevend stof uit het water op en zetten dit om tot slib, waardoor het water wordt gezuiverd en de biomassa van de schelpdieren toeneemt. Opgeloste fosfaat (vrije fosfaten) passeren de mosselen doorgaans min of meer, waardoor deze vrije nutriënten benut kunnen worden voor groei en kweek van plantaardige biomassa. Het combineren van fonteinkruid met driehoeksmosselen en/of quaggamosselen leidt hierbij tot de beste resultaten.The results of various studies show that shellfish alone are generally not sufficient to substantially improve water quality and prevent algal blooms. Combinations with other measures (and organisms) are therefore considered desirable. A combination of shellfish farming with production of vegetable biomass prevents any limitations this whole, since plants are theoretically a factor 10 more efficient in nutrient uptake than shellfish. A symbiosis between shellfish and plants also provides oxygen and CO2 regeneration, water displacement, pre-purification by shellfish and phosphate fixation. In addition, the shellfish absorb suspended matter from the water and convert it into sludge, which cleans the water and increases the biomass of the shellfish. Dissolved phosphate (free phosphates) generally pass the mussels more or less, so that these free nutrients can be used for growth and cultivation of vegetable biomass. Combining fountain herb with triangular mussels and / or quagga mussels leads to the best results.

De schelpdieren zijn bij voorkeur maximaal 4 meter onder het wateroppervlak aangebracht. Een optimale diepte voor de schelpdieren om deze functioneel te kunnen inzetten voor de bestrijding van blauwalgen is gelegen tussen 2 en 3 meter. Bij een diepte groter dan 4 meter zal de schelpdieractiviteit sterk afnemen.The shellfish are preferably arranged a maximum of 4 meters below the water surface. An optimal depth for the shellfish to be able to use it functionally for combating blue-green algae is between 2 and 3 meters. At a depth greater than 4 meters, the shellfish activity will decrease considerably.

In een voorkeursuitvoering is de wateroppervlakteverhouding van schelpdieren versus plantaardige biomassa gelegen tussen 1:5 en 1:20. Bij nadere voorkeur wordt hierbij een verhouding van 1:10 gehanteerd, waarbij goede resultaten worden behaald. Bij laatstgenoemde verhouding kan een 20% reductie van de oorspronkelijke fosfaatconcentratie worden behaald, waarbij bovendien de fosfaatconcentraat is gezakt tot onder de maximaal toelaatbare fosfaatconcentratie (0,093 mg/1 fosfaat) voor mens en dier zoals vastgesteld in diverse normen, waaronder de KRW-norm. Het is hierbij voordelig ingeval ten minste 10% van de te behandelen wateroppervlakte is voorzien van plantaardige biomassa, in het bijzonder fonteinkruid. Dus ingeval het te bestrijden oppervlaktewater een wateroppervlakte van 10.000 m2 beslaat is het voordelig om ten minste 1.000 m2 te laten beslaan door plantaardige biomassa en ten minste 100 m2, bij voorkeur ten minste 200 m2, te laten beslaan door schelpdieren, waarbij het oppervlak voor de planten en het oppervlak voor de schelpdieren elkaar kunnen overlappen.In a preferred embodiment, the water surface ratio of shellfish versus vegetable biomass is between 1: 5 and 1:20. More preferably, a ratio of 1:10 is used, whereby good results are achieved. With the latter ratio, a 20% reduction of the original phosphate concentration can be achieved, whereby the phosphate concentrate has also fallen below the maximum allowable phosphate concentration (0.093 mg / l phosphate) for humans and animals as laid down in various standards, including the WFD standard. It is advantageous here if at least 10% of the water surface to be treated is provided with vegetable biomass, in particular fountain weed. Thus, if the surface water to be controlled covers a water surface of 10,000 m2, it is advantageous to have at least 1,000 m2 covered by vegetable biomass and to have at least 100 m2, preferably at least 200 m2, covered by shellfish, the surface for the plants and the shellfish surface can overlap.

Bij voorkeur bedraagt de totale invangcapaciteit van de biomassa ten minste 20, in het bijzonder ten minste 28, kilogram fosfaat per hectare per jaar (kg P/ha/j). Dit is doorgaans voldoende om het fosfaatgehalte in het water voldoende beperkt te houden blauwalgengroei te kunnen tegengaan.Preferably, the total capture capacity of the biomass is at least 20, in particular at least 28, kilograms of phosphate per hectare per year (kg P / ha / y). This is usually sufficient to prevent the phosphate content in the water being kept sufficiently limited to prevent blue algae growth.

De concentratie waterstofperoxide bedraagt bij voorkeur maximaal 6 g/m3 (mg/1), in het bijzonder maximaal 5 g/m3, meer in het bijzonder maximaal 2 g/m3. Een concentratie hoger dan 6 g/m3 heeft een negatieve invloed op het metabolisme van groenwieren en andere organismen en daarmee een negatief effect op de waterkwaliteit en biodiversiteit. Een concentratie hoger dan 5 g/m3 leidt tot een verhoogde negatieve gevoeligheid voor de driehoeksmossel. Een concentratie van 1-2 g/m3 heeft doorgaans reeds voldoende effect op de blauwalgen en leidt veelal tot minder schade bij overige organismen in de nabije omgeving.The concentration of hydrogen peroxide is preferably a maximum of 6 g / m3 (mg / l), in particular a maximum of 5 g / m3, more in particular a maximum of 2 g / m3. A concentration higher than 6 g / m3 has a negative influence on the metabolism of green algae and other organisms and therefore a negative effect on water quality and biodiversity. A concentration higher than 5 g / m3 leads to an increased negative sensitivity to the triangle mussel. A concentration of 1-2 g / m3 usually has a sufficient effect on blue-green algae and often leads to less damage to other organisms in the vicinity.

Doorgaans zal het waterstofperoxide in het water worden geïnjecteerd. Teneinde de vermenging tussen het waterstofperoxide en de waterkolom van het oppervlaktewater te verbeteren, wordt bij voorkeur tevens lucht geïnjecteerd in het water. Lucht kan daarbij op eenzelfde en/of op een nabije locatie worden geïnjecteerd als de locatie waar het waterstofperoxide wordt geïnjecteerd. De gecreëerde luchtbellen zorgen voor een intensievere vermenging van het waterstofperoxide met het oppervlaktewater.Typically, the hydrogen peroxide will be injected into the water. In order to improve the mixing between the hydrogen peroxide and the water column of the surface water, air is preferably also injected into the water. Air can thereby be injected at the same and / or near location as the location where the hydrogen peroxide is injected. The created air bubbles ensure a more intensive mixing of the hydrogen peroxide with the surface water.

Het is tevens denkbaar dat het oppervlakte in zijn algemeenheid wordt belucht gedurende stap C) van de werkwijze, waarbij stap C) wordt uitgevoerd tijdens het uitvoeren van stap A). Het beluchten verhoogt het zuurstofgehalte in het water en daarmee de zelfreinigende capaciteit van het water. Beluchten kan op diverse wijzen geschieden. Een voordelige wijze om het oppervlaktewater te beluchten is door waterski-activiteiten te laten plaatsvinden op het oppervlaktewater. Gebleken is dat door deze recreatieve activiteit het water relatief goed wordt belucht.It is also conceivable that the surface is generally aerated during step C) of the method, wherein step C) is performed during the execution of step A). Aeration increases the oxygen content in the water and thus the self-cleaning capacity of the water. Aeration can be done in various ways. An advantageous way to aerate the surface water is by having water skiing activities take place on the surface water. It has been found that due to this recreational activity the water is relatively well aerated.

De biomassa, althans ten minste een deel daarvan, wordt tijdens stap A) bij voorkeur vastgehouden middels ten minste één vasthoudstructuur, ook wel aangeduid als substraat. Deze vasthoudstuctuur kan bijvoorbeeld worden gevormd door een bak en/of een mat. De vasthoudstructuur is daarbij bij voorkeur gepositioneerd op de waterbodem van het oppervlaktewater. Het is tevens denkbaar dat de vasthoudstructuur op afstand van de waterbodem wordt gehouden. De diepte van de vasthoudstructuur is bij voorkeur gelegen tussen 1 en 4 meter, bij nadere voorkeur tussen 1 en 3 meter.During step A), the biomass, at least at least a part thereof, is preferably retained by means of at least one retaining structure, also referred to as substrate. This retaining structure can for instance be formed by a tray and / or a mat. The retaining structure is thereby preferably positioned on the water bottom of the surface water. It is also conceivable that the retaining structure is kept at a distance from the water bottom. The depth of the retaining structure is preferably between 1 and 4 meters, more preferably between 1 and 3 meters.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een systeem voor het bestrijden van blauwalgen in oppervlaktewater, in het bijzonder door toepassing van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding, omvattende: in het te behandelen oppervlaktewater aangebrachte biomassa ingericht voor het onttrekken van fosfaat uit het oppervlaktewater, en ten minste een toedieninrichting voor het toedienen van waterstofperoxide aan het te behandelen oppervlakte water. Voordelen van het toepassen van een dergelijk systeem zijn in het voorgaande reeds op uitvoerige wijze beschreven. Zoals reeds aangegeven wordt de biomassa bij voorkeur vastgehouden door ten minste één vasthoudelement of vasthoudstructuur, doorgaans gevormd door een bak of mat. De biomassa wordt bij voorkeur gevormd door (levende) planten en/of wieren al dan niet in combinatie met (levende) schelpdieren, in het bijzonder mosselen, bij nadere voorkeur driehoeksmosselen of quaggamosselen.The invention also relates to a system for combating blue-green algae in surface water, in particular by applying the method according to the invention, comprising: biomass arranged in the surface water to be treated, adapted for extracting phosphate from the surface water, and at least an administering device for administering hydrogen peroxide to the surface water to be treated. Advantages of applying such a system have already been described in detail in the foregoing. As already indicated, the biomass is preferably retained by at least one retaining element or retaining structure, usually formed by a tray or mat. The biomass is preferably formed by (live) plants and / or algae, whether or not in combination with (live) shellfish, in particular mussels, more preferably triangular mussels or quagga mussels.

De toedieninrichting voor waterstofperoxide is bij voorkeur ingericht voor het injecteren van waterstofperoxide in het te behandelen oppervlaktewater. Eventueel kan daarbij tevens lucht worden geïnjecteerd om de vermenging tussen het waterstofperoxide en het oppervlaktewater te verbeteren. Het is doorgaans het meest efficiënt ingeval de toedieninrichting deel uitmaakt van een vaartuig of is gemonteerd op een vaartuig. Op deze wijze kan relatief efficiënt een relatief groot watervolume worden voorzien van waterstofperoxide. Als alternatief voor waterstofperoxide kan een andersoortige oxidator, zoals ozon en chloor(verbindingen) worden gebruikt, al genieten dit vanuit ecologisch oogpunt doorgaans minder de voorkeur.The hydrogen peroxide delivery device is preferably adapted to inject hydrogen peroxide into the surface water to be treated. Optionally, air can also be injected to improve the mixing between the hydrogen peroxide and the surface water. It is usually most efficient if the delivery device is part of a vessel or is mounted on a vessel. In this way a relatively large water volume can be provided with hydrogen peroxide relatively efficiently. As an alternative to hydrogen peroxide, a different oxidizer, such as ozone and chlorine (compounds), may be used, although from an ecological point of view these are generally less preferred.

Het systeem omvat bij voorkeur tevens beluchtingsmiddelen voor het beluchten van het te behandelen oppervlaktewater. Op deze wijze kan zuurstof in het water worden gebracht, hetgeen de waterkwaliteit doorgaans ten goede komt. Een efficiënte wijze om deze beluchting te bewerkstelligen is ingeval ten minste een deel van de beluchtingsmiddelen wordt gevormd door een kabelskibaan (waterskibaan).The system preferably also comprises aeration means for aeration of the surface water to be treated. In this way oxygen can be introduced into the water, which generally benefits the water quality. An efficient way of effecting this aeration is if at least a part of the aeration means is formed by a cable ski run (water ski run).

De uitvinding zal worden verduidelijkt aan de hand van in het navolgende figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeeld. Hierin toont: figuur 1 een bovenaanzicht op een systeem overeenkomstig de uitvinding, en figuur 2 een dwarsdoorsnede van het systeem volgens figuur 1.The invention will be elucidated with reference to the non-limitative exemplary embodiment shown in the following figures. Herein: figure 1 shows a top view of a system according to the invention, and figure 2 a cross-section of the system according to figure 1.

Figuur 1 toont een bovenaanzicht op een systeem 1 overeenkomstig de uitvinding. Het systeem 1 is ingericht voor het bestrijden van blauwalgen in een oppervlaktewater 2. Daartoe omvat het systeem een kabelskibaan 3 ingericht voor het beluchten van het oppervlaktewater 2. Met behulp van de kabelskibaan 3 kunnen personen 4 een vooraf bepaald parcours afleggen met waterski’s 5. De interactie tussen de waterski’s 5 en het oppervlakte 2 resulteert in turbulentie en daarmee beluchting van het wateroppervlak, hetgeen de kwaliteit van het water ten goede komt en vorming van blauwalgen tegengaat. De blauwalgvorming wordt verder bestreden door de waterbodem 6 (zie figuur 2) te voorzien van biomassa ingericht voor het onttrekken van fosfaat aan het oppervlaktewater 2. Daartoe wordt in dit uitvoeringsvoorbeeld gebruik gemaakt van planten 7, in het bijzonder fonteinkruid, meer in het bijzonder schedefonteinkruid, en en/of fosfaatconsumerende wieren. Tevens wordt gebruik gemaakt van fosfaatconsumerende mosselen 8, in het bijzonder driehoeksmosselen en/of quaggamosselen. De beluchting middels de kabelskibaan 3 heeft tevens een positief effect op de waterplanten 7 en schelpdieren 8. Alhoewel het denkbaar is om de planten in te zaaien in de waterbodem 6, is ervoor gekozen om de planten te laten vasthouden door middel van matten 9 en bakken 10. De matten vormen de facto een kunststof rooster, bij voorkeur gemaakt van polyetheen, met een maaswijdte van bijvoorbeeld 10x10 cm. De functie van de matten is tweeledig, enerzijds kunnen de schelpdieren 8 zich op het substraat vestigen door natuurlijke broedval, en anderzijds zal het substraat gebruikt worden voor de waterplanten 7 (inwortelen in de bodem). Schelpdieren 8 zullen zich in de periode maart-mei voortplanten, waarbij de larven in de waterkolom volgroeien en naar de bodem 6 zakken. Bij aanwezigheid van geschikt substraat en geschikte omstandigheden vestigen zij zich op het substraat 9, 10. Naast matten kunnen ook schelpen gebruikt worden als substraat. Tussen de mazen van deze matten zullen de zaden van het (schede)fonteinkruid zich van nature vestigen. Hierna wortelen de zaden zich in en volgroeien de planten. De planten worden periodiek, doorgaans aan het eind van het groeiseizoen geoogst (middels maaien). Daarnaast vestigen de zaden van de planten zich tussen de matten. Hierdoor is overleving over de winter gerealiseerd. Middels de bakken 10 kan het fonteinkruid op een semigecontroleerde wijze worden voortgeplant. Met inzet van substraatbakken 10 die aan land ingezaaid worden met zaad van (schede)fonteinkruid vindt een gecontroleerde voortplanting van waterplanten plaats. In de bakken zullen de fonteinkruidzaden ontkiemen en wortelschieten. De substraatbakken (of kratten) worden hierna in ondiepe gebieden (1-4 meter) geplaatst voor verdere doorgroei. De bakken worden tevens voorzien van de schelpdieren 8. Hiertoe worden de bakken veelal gevormd door zogenaamde mosselkratten waarin de schelpdieren 8 worden gekweekt. De dichtheid van de schelpdieren bedraagt bij voorkeur tussen 3 en 7 kg/m2, en bij nadere voorkeur 5 kg/m2. Hiertoe worden bij voorkeur circa 1.200 schelpdieren per m2 aangebracht. Het systeem 1 omvat verder een vaartuig 11 voorzien van een doseerinrichting 12 voor het gedoseerd toedienen van waterstofperoxide aan het oppervlaktewater 2. Dit leidt tot een aanzienlijke reductie van de fotosyntheseactiviteit van (eventuele) blauwalgen, waardoor deze zullen sterven. De toediening van waterstofperoxide blijkt een efficiënte methode om blauwalgen te bestrijden. Bij de toediening van 2 mg H202/L wordt binnen 3 uur meer dan 80% van de blauwalgen gedood. Uit onderzoek is geen duidelijk verschil waargenomen in de effecten van waterstofperoxide op de vitaliteit van het fytoplankton tussen de verschillende concentraties waterstofperoxide. Op basis van deze resultaten is er derhalve doorgaans geen reden om te kiezen voor een toepassing met een concentratie hoger dan 2 mg/L. Bij dergelijke lagen concentraties wordt ook de hoeveelheid zoöplankton niet teveel aangetast. Zoöplankton speelt een belangrijke rol in de voedselketen: ze eten met name algen. Het is dus van groot belang dat het zoöplankton vitaal blijft bij een behandeling met waterstofperoxide. Met het oog op de resultaten van het zoöplankton is het dus van belang dat de concentratie waterstofperoxide (ook bij het toedienen) niet te ver boven de 2 mg/L komt. Een lagere dosering is echter met het oog op de behandeling ook niet gewenst. Uit de resultaten blijkt dat er na een behandeling met waterstofperoxide goede groeiomstandigheden voor groenalgen ontstaan: de blauwalgen vallen weg als concurrent voor nutriënten en licht, tegelijkertijd komen er veel nutriënten beschikbaar (stikstof en fosfaat). Aanvankelijk werd gedacht dat met het afsterven van de algen het microcystine uit de cel vrij zou komen in het water. Op basis van de experimenten is echter gebleken dat het microcystinegehalte aanzienlijk daalt door de waterstofperoxidebehandeling. Tijdens de behandeling zijn meetbare effecten waargenomen op het overige fytoplankton, op macrofauna en vissen.Figure 1 shows a top view of a system 1 according to the invention. The system 1 is arranged for combating blue-green algae in a surface water 2. To that end, the system comprises a cable ski slope 3 arranged for aeration of the surface water 2. Using the cable ski slope 3, persons 4 can follow a predetermined course with water skis 5. The interaction between the water skis 5 and the surface 2 results in turbulence and therefore aeration of the water surface, which benefits the quality of the water and prevents formation of blue-green algae. The blue-green algae formation is further combated by providing the water bottom 6 (see figure 2) with biomass adapted to extract phosphate from the surface water 2. For this purpose use is made in this exemplary embodiment of plants 7, in particular fountain weed, more particularly skull fountain weed and and / or phosphate-consuming algae. Use is also made of phosphate-consuming mussels 8, in particular triangular mussels and / or quagga mussels. The aeration by means of the cable ski channel 3 also has a positive effect on the aquatic plants 7 and shellfish 8. Although it is conceivable to sow the plants in the water bed 6, it has been decided to have the plants retained by means of mats 9 and bins 10. The mats de facto form a plastic grid, preferably made of polyethylene, with a mesh size of, for example, 10 x 10 cm. The function of the mats is twofold, on the one hand the shellfish 8 can settle on the substrate by natural breeding, and on the other hand the substrate will be used for the water plants 7 (rooting in the soil). Shellfish 8 will reproduce in the period March-May, with the larvae growing in the water column and sinking to the bottom 6. In the presence of suitable substrate and suitable conditions, they settle on substrate 9, 10. In addition to mats, shells can also be used as substrate. The seeds of the (sheath) fountain weed will naturally settle between the meshes of these mats. After this, the seeds take root and the plants grow. The plants are harvested periodically, usually at the end of the growing season (by mowing). In addition, the seeds of the plants settle between the mats. As a result, survival over the winter has been achieved. Through the trays 10 the fountain weed can be propagated in a semi-controlled manner. A controlled propagation of aquatic plants takes place with the use of substrate trays 10 that are sown on land with seeds from (sheath) fountain weed. The fountain herb seeds will germinate and root in the trays. The substrate trays (or crates) are then placed in shallow areas (1-4 meters) for further growth. The trays are also provided with the shellfish 8. For this purpose the trays are often formed by so-called mussel crates in which the shellfish 8 are grown. The density of the shellfish is preferably between 3 and 7 kg / m2, and more preferably 5 kg / m2. For this purpose, approximately 1,200 shellfish per m2 are preferably provided. The system 1 further comprises a vessel 11 provided with a dosing device 12 for dosed administration of hydrogen peroxide to the surface water 2. This leads to a considerable reduction of the photosynthetic activity of (any) blue algae, as a result of which they will die. The administration of hydrogen peroxide appears to be an efficient method to combat blue algae. With the administration of 2 mg H 2 O 2 / L, more than 80% of the blue-green algae are killed within 3 hours. Research has not observed a clear difference in the effects of hydrogen peroxide on the vitality of the phytoplankton between the different concentrations of hydrogen peroxide. On the basis of these results, there is therefore usually no reason to opt for an application with a concentration higher than 2 mg / L. At such layer concentrations, the amount of zooplankton is not affected too much either. Zooplankton plays an important role in the food chain: they mainly eat algae. It is therefore of great importance that zooplankton remains vital during treatment with hydrogen peroxide. In view of the results of the zooplankton it is therefore important that the concentration of hydrogen peroxide (also during administration) does not exceed 2 mg / L too much. However, a lower dosage is also not desirable for treatment purposes. The results show that after hydrogen peroxide treatment, good growing conditions for green algae are created: the blue algae are eliminated as a competitor for nutrients and light, while many nutrients (nitrogen and phosphate) are becoming available. Initially it was thought that with the death of the algae the microcystine from the cell would be released into the water. However, based on the experiments, it has been found that the microcystin content drops considerably due to the hydrogen peroxide treatment. During treatment, measurable effects were observed on the remaining phytoplankton, on macrofauna and fish.

Het moge duidelijk zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot de hier weergegeven en beschreven uitvoeringsvoorbeelden, maar dat binnen het kader van de bijgaande conclusies legio varianten mogelijk zijn, die voor de vakman op dit gebied voor de hand zullen liggen.It will be clear that the invention is not limited to the exemplary embodiments shown and described here, but that within the scope of the appended claims, countless variants are possible which will be obvious to those skilled in the art.

Claims

A method for controlling blue-green algae in surface water, comprising the steps of: A) extracting phosphate from surface water via biological production of biomass, and B) reducing the photosynthesis activity of blue-green algae by exposure of the blue-green algae to hydrogen peroxide during step A) .

Method according to claim 1, wherein during step A) nitrogen is also extracted from surface water via biological production of biomass.

Method according to claim 1 or 2, wherein at least a part of the biomass is adapted to take up free phosphate from the surface water.

Method according to claim 3, wherein at least a part of the biomass is formed by plants and / or algae.

The method of claim 4, wherein at least a portion of the biomass is formed by at least one fountain herb.

A method according to any one of the preceding claims, wherein at least a part of the biomass is adapted to take up bound phosphate in the form of algae, in particular blue algae.

The method of claim 6, wherein at least a portion of the biomass is formed by shellfish.

Method according to claim 7, wherein at least a part of the shellfish is formed by triangular mussels and / or quagga mussels.

A method according to claim 5 and claim 8, wherein at least a part of the biomass is formed by fountain weed in combination triangle mussels and / or quagga mussels.

Method according to claim 8 or 9, wherein the shellfish are arranged at a maximum of 4 meters below the water surface.

The method of claim 4 and claim 7, wherein the water surface ratio of shellfish versus vegetable biomass is between 1: 5 and 1:20.

A method according to any one of the preceding claims, wherein at least 10% of the water surface to be treated is provided with vegetable biomass, in particular fountain weed.

A method according to any one of the preceding claims, wherein at least 1% of the water surface to be treated is provided with shellfish.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the capture capacity of the biomass is at least 20, in particular at least 28, kilograms of phosphate per hectare per year (kg P / ha / y).

A method according to any one of the preceding claims, wherein the concentration of hydrogen peroxide is a maximum of 6 g / m3, in particular a maximum of 5 g / m3, more particularly a maximum of 2 g / m.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the method also comprises step C), comprising aeration of the surface water, wherein step C) is performed during the execution of step A).

The method of claim 16, wherein the aeration of the surface water during step C) is effected by allowing water skiing activities to take place on the surface water.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the biomass is retained by at least one retaining structure during step A).

The method of claim 18, wherein the retaining structure is positioned on the bottom of the surface water.

20. A system for controlling blue-green algae in surface water, in particular by applying the method according to any one of claims 1-19, comprising: - biomass arranged in the surface water to be treated, adapted for extracting phosphate from the surface water, and - at least one administering device for administering hydrogen peroxide to the surface water to be treated.

The system of claim 20, wherein the biomass is retained by at least one retaining element.

The system of claim 21, wherein the at least one retaining element is formed by a tray or mat.

A system according to claim 21 or 22, wherein the retaining element contacts, in particular supports, the bottom of the surface water.

The system according to any of claims 20-23, wherein the biomass is formed by plants and / or algae.

The system of any one of claims 20-24, wherein the biomass is formed by shellfish.

26. A system according to any one of claims 20-25, wherein the administering device is adapted to inject hydrogen peroxide into the surface to be treated for water.

27. A system according to any one of claims 20-26, wherein the administering device is part of a vessel.

28. System as claimed in any of the claims 20-27, wherein the system also comprises aeration means for aeration of the surface water to be treated.

29. System as claimed in claim 28, wherein at least a part of the aeration means is formed by a cable ski run.