NO20161422A1 - Lukket merd - Google Patents

Description

Området for oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et arrangement og fremgangsmåte for lukket oppdrettsmerd.

Oppfinnelsens bakgrunn

Oppdrettsnæringen i Norge opplever sterk etterspørsel etter fisk. Behovet for vekst er prekært for å møte etterspørselen til sentrale markeder. Verdens økte proteinbehov i fremtiden må for en vesentlig grad dekkes fra havbruk. Det har i de senere årene vært en utfordring å få økt produksjonen i takt med etterspørsel.

Luseproblematikk og tilgang på areal har i flere sammenhenger vært nevnt som de viktigste årsaker til at oppdrettsvolumet ikke kan økes tilstrekkelig.

Utvikling av nye løsninger for å løse disse utfordringene vil være påkrevd for økt vekst i tiden fremover. Det er en forutsetning at vekst skal skje innenfor definerte bærekraftkriterier, herunder også økonomisk bærekraft. Det vil si at løsningene må være kostnadseffektive.

Spesielt på grunn av de store utfordringer med smitte av oppdrettsfisken med parasitter så har man i det siste utviklet flytende lukkede merdanlegg. Slike anlegg har en tett merdpose, dvs. den er tett eller vannugjennomtrengelig i posens bunn- og veggpartier. Det er vanlig at man innenfor denne tette pose kan ha en konvensjonell merdnot.

De ulike merdene er store, gjerne med størrelser på 50x50 meter eller runde anlegg med en diameter på 50m, og dybden kan også være betydelig og ofte mer enn 30 meter. Når en slik tett merdpose (merd med vannugjennomtrengelige vegger) utplasseres i sjø eller vann så vil det virke store krefter på merdposen, og man opplever ofte at disse kreftene blir for tore i forhold til materialvalg og konstruksjonen av merden, og at merdposene revner.

Det er således et formål med foreliggende oppfinnelse å frembringe et merdarrangement med tette lukkede merdposer som kan tåle større ytre krefter enn dagens konvensjonelle løsninger.

De krefter som virker på en merdpose i et merdarrangement er strømnings- og bølgekrefter, og også noe vindkrefter. Videre vil ulike fyllingsgrad (mengde vann i merden) også kunne bevirke sterke krefter på merdposen.

Formålet med oppfinnelsen er å utvikle et merdarrangement som tåler mer ytre påkjenning en kjente løsninger, og med dette så oppnår man at merdene kan anvendes i områder og areal som tidligere har vært for værharde.

Som andre lukkede anlegg vil merdene være skjermet mot lus og andre parasitter og mikroorganismer som føres gjennom noten i ikke-lukkede anlegg.

Oppsummering av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelse vedrører således i et første aspekt et flytende tett merdarrangement) for opprett av marine organismer, hvor arrangementet omfatter;

- en lukket merd med vannugjennomtrengelige vegger for etablering av et hoved vannmagasin, hvor veggene er festet til en flytekrage,

- minst én inntaksrørledning for tilførsel av friskt vann,

- minst én utløpsrørledning for utførsel av vann og avfall fra merden,

karakterisert ved at

- merdarrangementet omfatter en andre flytekrage arrangert innvendig i forhold til nevnte første flytekrage, og

- at det mellom nevnte første og andre flytekrager er anordnet en vannugjennomtrengelig vegg slik at det etableres et andre vannmagasin (B) utvendig i forhold til merden.

I en foretrukket utførelse er de vannugjennomtrengelige vegger av et fleksibelt materiale, så som duk eller presenning.

I en utførelse er de vannugjennomtrengelige vegger av et i hovedsak stivt materiale , så som glassfiber, stål, betong.

I en utførelse er den første flytekrage dimensjonert med større oppdriftseffekt enn den første flytekrage.

I en utførelse er den andre flytekrage dimensjonert og har oppdriftsegenskaper tilstrekkelig til at den holder vekten av økt vannvolum som følge av pumping av vann inn i merden, eller ved annen forflytning av vann så som ved påvirkning av ytre krefter som bølge- eller strømningskrefter.

I en utførelse er den andre flytekrage dimensjonert med oppdriftsegenskaper som ikke er større enn at den ved betydelig vannforflytning i vannmagasinet (A) vil trekkes ned i vannet som den flyter i, mens den første flytekrage er dimensjonert med tilstrekkelige oppdriftselementer til å holdes flytende ved de samme vannforflytninger i vannmagasinet (A).

I en utførelse er det mellom den første flytekrage og den andre flytekrage anordnet en not eller netting for å hindre at de marine organismer i merden overføres mellom hovedvannmagasinet (A) og det andre vannmagasin (B).

I en utførelse er det mellom den første flytekrage og den andre flytekrage anordnet avstandselementer for å holde den andre flytekrage i en avstand fra den utvendige første flytekrage.

I en utførelse er nevnte avstandselementer fleksible og innrettet slik at de kan oppta noe bevegelse mellom den første flytekrage og den andre flytekrage når hovedvannmagasinet (A) utsettes for ytre krefter, eller når fyllingsgraden i merden endres.

I en utførelse er den andre flytekrage dimensjonert i forhold til dukens styrke og reduserer eller eliminerer faren for overbelastninger av den fleksible duk/nettets kapasiteter.

I en utførelse er det innenfor den første flytekrage anordnet et antall ytterligere flytekrager for etablering av ytterligere vannvolum C mellom nevnte første flytekrage og den ytterligere flytekrage.

I en utførelse er antall ytterligere flytekrager én, og at det etableres et vannvolum (C) mellom den første flytekrage (22) og denne ene (tredje) flytekrage.

I en utførelse er det mellom nevnte flytekrager anordnet not eller netting for å hindre at de marine organismer overføres mellom vannmagasinene, og avstandselementer for å holde flytekragene i avstand fra hverandre.

I en utførelse anvendes vannvolumet (B) og eventuelt ytterligere vannvolum (C)for vannbehandling, så som for rensing av vann, oksygenering, fjerning av karbondioksid, etc. som tilføres hovedvannmagasin (A).

I en utførelse er det i et parti i nevnte andre flytekrage arrangert et antall åpninger slik at vann kan strømme fra vannmagasin (B) til hovedvannmagasin (A).

I en utførelse er det i et parti i de ytterligere flytekrager arrangert et antall åpninger slik at vann kan strømme fra et vannvolum (C) til vannvolum (B).

I en utførelse benyttes vannvolumene (B) og (C) benyttes for vannbehandling i et resirkuleringssystem for vann.

I en utførelse anordnes installasjoner som plattform/gangbro over flytekragene og vannvolumene (B,C).

I en utførelse er nevnte marine organismer fisk.

I et andre aspekt vedrører foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for behandling av vann som tilføres en oppdrettsmerd i et merdarrangement, kjennetegnet ved at merarrangementet omfatter minst to flytekrager og at det mellom disse flytekrager er anordnet en tett vegg innrettet slik at det etableres et vannmagasin (B) mellom flytekragene, og at vann som skal tilføres merden tilføres til dette vannmagasin (B), og at vannet påtvinges en strømningsbevegelse i vannmagasinets lengderetning, og at vannet idet det strømmer rundt merden i vannmagasin (B) utsettes for minst én vannbehandling, før vannet påtvinges å strømme gjennom åpninger i flytekrage og inn i merdens hovedvolum (A).

I en utførelse omfatter merdarrangementet omfatter minst tre flytekrager slik at det etableres minst to vannmagasin (B,C) i tillegg til hovedmagasinet (A), og at vannbehandlingen foregår i disse minst to vannmagasin (B,C), idet vann som skal behandles tilføres vannmagasin (C), påtvinges å strømme i vannmagasinets (C) lengderetning, og via åpninger til vannmagasin (B), og videre i hele vannmagasin B sin lengderetning og via åpninger til merdens hovedmagasin (A).

I en utførelse kan enhver vannbehandling utføres, fortrinnsvis valgt blant gruppen som består av fjerning av karbondioksid, tilføring av oksygen, fjerning av forurensninger og skimdrenering.

I en utførelse anvendes merdarrangementet som et resirkuleringsanlegg, og at betydelige deler av vannet som utløper via utløpsledninger (18,19) behandles i mens vannet strømmer gjennom vannmagasin (B,C).

Beskrivelse av figurer

Foretrukne utførelser av oppfinnelsen skal i det etterfølgende omtales mer detaljert med henvisning til de medfølgende figurene, hvori:

Figur 1 viser skjematisk et snitt av en utførelse av oppfinnelsen med to flytekrager og et vannvolum B mellom disse flytekrager.

Figur 2 viser et utsnitt av en detalj av to flytekrager med avstandselementer og not.

Figur 3 viser en utførelse der det er benyttet tre flytekrager.

Figur 4 viser mulig vannstrømning i et arrangement med tre flytekrager.

Figur 5 viser hvordan en plattform eller gangbro kan anordnes over et antall flytekrager.

Beskrivelse av foretrukne utførelser av oppfinnelsen.

Oppfinnelsen beskriver en lukket merd som kan plasseres på mer utsatte lokaliteter i forhold til dagens eksisterende lukkede anlegg.

Den lukkede merden består av en fleksibel duk/nett som er impermeabel for vann. Den holdes flytende av et primær oppdriftselement som er dimensjonert i forhold til styrke på den fleksible duken. Det som kjennetegner oppfinnelsen er at ved bølger med bølgeperioder som kan virke på den lukkede merder på en slik måte at større vannvolumer vil bli løftet ut av vannet når en fester duken direkte til hovedflytekrage vil en kunne overbelaste posen eller flyte kragen. Oppfinnelsen muliggjør at den ene oppdriftskragen blir trukket under vann ved en slik påkjenning. Dette vil gjøre at totalvolum, dvs. hovedvolumet A i selve merden og vannvolumet B mellom de to flytekrager vil øke når den andre flytekragen blir løftet ut av vannet. Dette skjer ved at vann beveger seg over den andre flytekragen og over i hovedvolum A.

Figur 1 viser en slik utførelse av et merdarrangement 10. Merdarrangementet 10 omfatter minst en merd 12 og etablerer et vannvolum A innenfor merdens 12 vegger 14. I dette vannvolumet oppdrettes fisken. Merden 12 eller merdarrangementet 10 er utstyrt med midler for å føre vann inn til merden 12, i figuren vist med et vanninnløp 16. Videre er merden 12 utstyret med midler for å føre vann og avfall ut av merden 12, i figuren vist med et vannutløp 18 og et utløp 19 for avfall som slam, faeces, ikke-spist fôr etc..

Figur 1 viser skjematisk også selve kjernen i oppfinnelsen, dvs. at det benyttes to eller flere flytekrager. I denne utførelse av oppfinnelsen er det vist en andre flytekrage 20, og til denne flytekrage 20 er merdens 12 vegger 14 festet. Med termen «vegg» menes her både de vertikale vegger, og eventuelle skråstilte og horisontale veggpartier i merdens 12 bunnpart. Med termene «lukket vegg» og «lukket merd» menes det at store deler av merdens veggpartier er vannugjennomtrengelige, slik at man dermed hindrer at vann med patogene organismer føres over veggene 14 og inn i merden 12.

For noen parasitter, som for eksempel lakselus som angriper laksefisk, så er det kjent at disse kun finnes i visse sjikt av vannsøylen. Man unngår eller reduserer betydelig problemet med lakselus dersom merden er tett/vannugjennomtrengelige i den øvre part, for eksempel dersom den har en vertikal utstrekning nedover i vannsøylen på minst 15 meter.

Oppfinnelsen er derfor ikke begrenset til at hele merden, dvs. alle veggene, må være tette. Det kan benyttes merder som er tette i de partier der parasittene befinner seg idet merden er arrangert flytene. Imidlertid, den mest foretrukne utførelser av merdarrangementet 10 omfatter merder 12 som er helt tette i alle vegg- og bunnpartier. Merdene 12 er normalt åpne i det parti som vender oppover, og har således form som en åpen pose. Dette åpne oppovervendende parti er ofte utstyrt med en not for å hindre rømning og inntreng av fugler.

Formålet med oppfinnelsen er at merden 12 skal tåle større påkjenninger enn konvensjonelle løsninger. Dette oppnås ved å benytte to eller flere merdkrager. Den andre merdkrage 20 har tilstrekkelig oppdrift til å holde merden 12 flytende under normale påkjenninger. Utvendig i forhold til denne andre merdkrave 20 er det så anordnet en første merdkrage 22. Fortrinnsvis har denne første merdkrage 22 større oppdriftsegenskaper enn den andre merdkrage 20. Mellom den andre merdkrage 20 og første merdkrage 22 er der anordnet en tett vegg 16. Mellom merdkragene 20,22 og veggen 16 etableres det så et andre vannvolum, i figur 1 angitt som B. Dette fungerer som et kompenseringsvolum og bevirker større fleksibilitet og styrke i merdarrangementet 10. Avstanden (horisontal posisjon) mellom flytekragene 20,22 kan således endres når merden 12 utsettes for krefter. Også den vertikale posisjon mellom flytekragene 20,22 kan endres, for eksempel ved at den andre flytekrage 20 trekkes ned i vannet som følge av påkjenningen på merdveggene 14. Den ytterste flytekragen 22, i figur 1 vist som den første flytekrage 22, er tilstrekkelig dimensjoner til at merden 12 holdes flytende i vannet og ikke trekkes under vann.

Ved påkjenning fra bølger vil en også unngå såkalt skvulpe effekt, som kan sammenlignes med det som en merker når en skal bære et vaskefat halvfullt med vann. Fenomenet er beskrevet i Sintef-rapporten fra 2011, Kartlegging av ulike miljømessige løsninger for å møte de miljømessige utfordringene i havbruksnæringen. Dette fenomenet opptrer når en bølge løfter den ene siden av en luket merd og dermed eksiterer vannsøylen på den ene siden. Vannet vil da bevege seg mot den andre siden og dermed får vi den omtalte skvulpeeffekten.

I fortrukne utførelser av oppfinnelsen der det mellom flytekragene 20, 22 anordnet et antall avstandselementer 30. Dette kan være langstrakte noe fleksible elementer 30 som holder to flytekrager 20,22 i en gitt avstand fra hverandre, og at denne avstanden kun endres når merden 12 og flytekragene 20,22 utsettes for ytre krefter.

I none foretrukne utførelser er det mellom flytekragene 20,22 også anordnet et nett slik a fisk som er i merden 12 ikke kan komme over til vannreservoaret B.

I figur 3 vises en utførelse av oppfinnelsen der det er anordnet ytterligere en flytekrage 24. Denne flytekragen 24 er anordnet mellom den andre flytekrage 20 og den første flytekrage 22. I ytterligere utførelser kan det være enda flere flytekrager. Mellom hver av disse flytekrager etableres det avgrensede vannreservoar. I figur 3 er dette angitt som reservoar B mellom flytekrage 20 og 24, og som reservoar C mellom flytekrage 24 og 22.

Disse vannreservoarene B, C kan benyttes til behandling av vannet som tilføres oppdrettsmerden 12, som nærmere forklart nedenfor.

Over vannreservoarene B,C og flytekragene 20,22,24 kan det anordnes en gangbro 50.

Den foreliggende oppfinnelse, med ett eller flere vannreservoar, etablert mellom to flytekrager og tilhørende veggparti 16, og flytende utvendig i forhold til merden 12, tilveiebringer muligheter for å behandle vannet som skal tilføres merden 12. Dette er spesielt viktig ved resirkuleringsanlegg der alt eller deler av vannet som føres ut av merden 12 via utløp 18 tilbakeføres etter behandling og rensing til merden 12. Det kan imidlertid også utføres en vannbehandling dersom man henter vann fra en gitt dybde.

En fremgangsmåte for slik vannbehandling utføres ved at vann tilføres til et av de vannreservoar B,C som er etablert mellom flytekragene 20,22,24. I den andre flytekrage er der etablert en rekke åpninger 40 slik at vannet som strømmer i vannreservoar B ledes gjennom disse åpninger 40 og inn i hovedvannvolum A i merden 12. Dersom der er benyttet tre flytekrager 20,22,24 kan vannet som vist i figur 4 tilføres til det ytterste vannreservoar C, og strømme gjennom åpningene 42 i flytekrage 24, og videre gjennom åpninger 40 gjennom flytekrage 20 til merden 12.Ved ulike punkter eller områder i vannstrømningsbanen kan det så utføres ulike typer vannbehandling, så som fjerning av karbondioksid, tilføring av oksygen, fjerning av forurensninger, skimdrenering etc.. Fortrinnsvis er åpningene 40,42 skråstilt slik at vannet settes i rotasjon (strømning i kun én retning) og presses til et innenforliggende vannreservoar.

Dersom anlegget benyttes som et resirkuleringsanlegg kan uttak av vann fra merden 12 gjøres via en sedimentfelle i merden 12 og overføres via et sedimentrør til en ekstern oppsamlings- og vannbehandlingsenhet (ikke nærmer vist), før vannet etter behandling og før ytterligere behandling i vannreservoarene b og c sirkuleres tilbake til merden 12.