Автор: Robert Outram
Стаття від: 14 березня 2024 року
Мул з рибних ферм та риборозплідників розглядається як відходи, але він також містить потенційно цінні ресурси
Однією з переваг рибництва з рециркуляційною системою аквакультури (RAS) є те, що відходи – у різних формах – можуть бути зібрані, а не потрапляти в океан.
Погана новина полягає в тому, що з цими відходами все одно потрібно щось робити. Однак все частіше промисловість вчиться розглядати відходи як бічний потік виробничого процесу, а не просто як проблему утилізації.
У Данії консорціум на чолі з фахівцями з водопідготовки Alumichem отримав грант в рамках Програми зеленого розвитку та демонстрації (GUDP) на розробку системи, відомої як NAPRAS – “Ефективне видалення азоту (N) і фосфору (P) у рибництві у RAS”.
Метою проекту є розробка та демонстрація консолідованої системи очищення, яка зменшує викиди азоту у формі нітратів, нітритів та закису азоту (парниковий газ) та фосфору, а також забруднюючих речовин важких металів у RAS. У процесі очищення використовується технологія гранульованого осаду разом з осадженням P, мокрим електрохімічним видаленням важких металів, таких як Zn, Cd, і збагаченням біодоступності P, і, нарешті, сушінням для ефективного видалення >95% N і захоплення >95% P у гранульований безпечний продукт – добрива.
Alumichem працює у партнерстві з трьома іншими підприємствами: DTU Aqua, Clean Matter та Drying Matter.
Dr Georgina Robinson з поліхетою
Департамент водних ресурсів (DTU Aqua) досліджує, консультує, навчає та сприяє інноваціям у сфері сталого використання та управління водними ресурсами. DTU Aqua – це інститут при Технічному університеті Данії. Його науковці проводять дослідження біології та популяційної екології водних організмів, фізико-хімічних процесів у водному середовищі, а також структури та динаміки екосистем з урахуванням природного та антропогенного впливу.
Clean Matter зосереджена на замиканні фосфорного циклу в циркулярній економіці. Вони зосереджені на відновленні фосфору з потоків відходів біомаси, чи то з муніципальних стічних вод, чи то з аквакультури. Їхня мета – повернути фосфор у навколишнє середовище. Drying Matter пропонує своїм клієнтам інноваційні та стійкі рішення для сушіння осаду. Компанія перетворює осад стічних вод на легко керовані гранули, які можуть приносити користь навколишньому середовищу та економіці.
Фосфорна кислота
Програма GUDP підтримує інноваційні проекти, які сприяють екологічній та економічній сталості в сільському господарстві, рибальстві, аквакультурі та харчовій промисловості. GUDP – це програма, що реалізується Міністерством продовольства, сільського господарства та рибальства Данії за участі представників приватного сектору.
“DTU Aqua, Clean Matter і Drying Matter є для нас надійними партнерами, і ми завжди раді працювати з ними над інноваційними та потенційно проривними проектами”, – говорить Christian Bang-Møller, директор з технологій Alumichem. “Це захоплюючий інноваційний проект, оскільки ми спостерігаємо, як ліміти на викиди в навколишнє середовище в рамках RAS стають все більш жорсткими та складними.”
Як пояснює Trevor Gent, директор з інженерних рішень компанії Alumichem, NAPRAS є “проривним” у двох аспектах: “По-перше, площа, необхідна для розгортання традиційної обробки активного мулу для денітрифікації, значно зменшується (мінімум на 50%), що робить її більш доступною та легкою для впровадження на ринку, де площа має велике значення… Швидкість видалення закису азоту значно збільшується, що в кінцевому підсумку зменшує викиди одного з основних парникових газів”.
“Друге стосується не лише видалення фосфору, але й його доступності в кінцевому підсумку. Зосередившись на видаленні понад 99,5% фосфору з потоку відходів, ми повинні зв’язати його у вигляді осаду, що може знизити його біодоступність, але за допомогою наступного кроку “Power to P” ми можемо підвищити біодоступність і, в кінцевому підсумку, цінність продукту для ринку.”
Управління відходами є нагальним питанням для фермерів RAS, які стикаються з суворими правилами щодо лімітів на скиди в низці юрисдикцій. Не дивно, що екологічні регулятори прагнуть мінімізувати скидання таких речовин, як азот і фосфор, у водопостачання.
Gent sкаже: “ За допомогою NAPRAS ми працюємо над тим, щоб контролювати обидва ці параметри, забезпечуючи при цьому малий вплив на навколишнє середовище та товарний продукт, який раніше був просто потоком відходів.”
Команда NAPRAS має три роки, щоб реалізувати пілотний проект. Вони планують розгортання як у прісній, так і в солоній воді, щоб працювати над життєздатністю в обох водних середовищах.
Окрім простого видалення азоту та фосфору, мета полягає у створенні побічних продуктів, які мають власну цінність. Два приклади – виробництво придатної для використання фосфорної кислоти, яка має низку застосувань, і виробництво сухого мулу з високим вмістом органічних речовин для використання як добрива або для збагачення ґрунту в сільському господарстві.
Gent додає: “ Наразі проект буде розгорнуто в Данії, але мета полягає в тому, щоб зробити технологію доступною для всіх країн і видів риб.”
Риборозплідник Scottish Sea Farms, Barcaldine
Запускайте хробаків
Хімія – не єдина наука, яка застосовується до проблеми переробки відходів. Біологія також відіграє свою роль – два окремі проекти досліджують потенційну функцію багатощетинкових черв’яків.
Очолювана дослідниками Шотландської асоціації морських наук (SAMS) за фінансової підтримки Інноваційного центру сталої аквакультури (SAIC), ця ініціатива може відкрити для виробників морепродуктів новий шлях до більш ефективного поводження з відходами у циклічний спосіб. Scottish Sea Farms, постачальник технологій Power and Water та компанія Tradebe, що займається переробкою відходів, також підтримують дослідження.
Хоча більшість відходів аквакультури вже переробляється, результати цього дослідження можуть показати, що побічні продукти можуть бути повторно використані в секторі вирощування лосося, в тому числі як багатий на білок кормовий інгредієнт. Водоочисне обладнання, розроблене та поставлене компанією Power and Water, буде використовуватися на риборозпліднику “Barcaldine” компанії Scottish Sea Farms поблизу міста Обан протягом усього періоду реалізації проекту. Використовуючи електрохімічний процес та ультразвукову технологію, воно спочатку вилучатиме надлишок води з відходів, перш ніж залишки багатого на поживні речовини матеріалу будуть згодовуватися морським черв’якам – або поліхетам – для прискорення їхнього росту.
Багатощетинкові черви є морськими кільчастими червами і є частиною раціону багатьох видів риб, таких як морський пструг (кумжа), камбала та тріска. Другий етап дослідження включає оцінку поживного профілю цих черв’яків, включаючи вміст білків і жирних кислот, щоб оцінити їхню придатність як кормового інгредієнта для аквакультури.
Поліхети вже використовуються у виробництві морепродуктів як ключове джерело корму для креветок на стадії відтворення. В інших дослідженнях вивчалася їхня роль у раціоні наземних тварин. Стічні води, що залишилися, будуть далі фільтруватися з використанням природних водоростей для поглинання азоту та фосфору.
Dr Georgina Robinson, провідний дослідник та стипендіат UKRI Future Leaders в SAMS, каже: “Відходи аквакультури зазвичай не вважаються такими ж цінними, як побічні продукти інших секторів, але існують можливості, які можуть змінити це ставлення. Застосовуючи циклічний підхід, ми можемо використовувати побічні продукти для сприяння росту інших організмів, які принесуть користь сектору як сталий кормовий інгредієнт. Це перший випадок, коли система очищення води була використана для прісноводних відходів, і результати проекту можуть продемонструвати величезний потенціал для її більш широкого застосування.”
Заключний етап дослідження включає оцінку впливу на навколишнє середовище та зменшення викидів парникових газів за допомогою нового підходу порівняно з існуючими методами утилізації відходів. Наразі рідкі відходи аквакультури після обробки транспортуються та розливаються на землі в сільській місцевості.
SAMS планує вивести циркулярну концепцію на ринок цього року в рамках спін-ауту під назвою N-ovatio-N. У жовтні доктор Robinson отримала головний приз конкурсу The Converge Challenge, який відзначає нові ідеї стартапів і спін-аутів з високим комерційним потенціалом і можливістю масштабування. N-ovation-N отримає 50 000 фунтів стерлінгів готівкою та 20 000 фунтів стерлінгів у вигляді негрошової бізнес-підтримки для просування компанії на наступному етапі.
Ewen Leslie, керівник відділу інжинірингу прісної води та керівник проекту в Scottish Sea Farms, каже: “Переробка рибних відходів на цінні побічні продукти є основною частиною нашої повсякденної діяльності на риборозпліднику Barcaldine. Ця нова співпраця має потенціал для подальшого розвитку за рахунок диверсифікації та розширення асортименту побічних продуктів, які можуть бути реалізовані”. Heather Jones, генеральний директор SAIC, додає: “Цей проект спрямований на вирішення проблеми відходів у секторі та створення життєздатної циркулярної моделі. На додаток до екологічних переваг, він також продемонструє деякі більш цінні комерційні можливості для побічних продуктів. Підтримуючи та заохочуючи такі спільні дослідницькі ініціативи, як ця, ми можемо мінімізувати вплив аквакультури на навколишнє середовище, одночасно збільшуючи її економічний вплив.”
Резервуари рибницького господарства
Перевірка стану здоров’я
Ми знаємо, що багатощетинкові черви можуть харчуватися мулом, тому наступне питання полягає в тому, чи можна безпечно годувати ними вирощену рибу, призначену для споживання людиною. Це питання вивчає норвезька дослідницька організація SINTEF.
У статті, опублікованій у жовтні минулого року (“Мул з лососевих розплідників стане затребуваним ресурсом”: https://norwegianscitechnews.com/2023/10/sludge-from-salmon-hatcheries-will-become-a-sought-after-resource/) для фінансової газети Dagens Næringsliv, співробітники SINTEF Ida Grong Aursand, Andreas Hagemann та Stine Wiborg Dahle пояснили, чому: “Наразі не дозволено розпочинати вирощування багатощетинкових черв’яків на основі мулу для використання як корму для лосося. Це пов’язано з тим, що наразі ми не впевнені, чи можуть багатощетинкові черв’яки переносити небажані компоненти, такі як мікроорганізми, з мулу, яким вони харчуються, в харчовий ланцюг.
“На сьогоднішній день нам ще не вдалося виявити багатощетинкового черв’яка, який би містив бактерію або вірус після того, як він з’їв мул, до якого були додані такі організми. Якщо майбутні дослідження дадуть нам докази, необхідні для того, щоб оголосити багатощетинкових черв’яків безпечними, ці аннеліди можуть стати наступним кормовим організмом у Норвегії, що масово вироблятиметься..”
Біологічні ноу-хау та технології, необхідні для початку вирощування багатощетинкових черв’яків на основі мулу, вже існують. Група норвезьких компаній тепер сподівається отримати державне фінансування через ініціативу “Зелена платформа” Науково-дослідної ради Норвегії для будівництва пілотного об’єкту в Tjeldbergodden.
Пструги на рибницькому господарстві
За оцінками SINTEF, якби мул з усіх існуючих норвезьких риборозплідників був зібраний і використаний для вирощування багатощетинкових червів, це дозволило б щорічно виробляти 1400 і 540 тонн білків і ліпідів відповідно. Хоча це лише частина потреб аквакультурної галузі, це дозволило б певною мірою зменшити тиск на морські інгредієнти, що вилучаються з природи..
Тим часом, у статті SINTEF підкреслюється, що вже дозволено використовувати поживні солі з мулу рибницьких ферм для вирощування рослин.
Зокрема, мікроводорості є можливим джерелом білків та ліпідів.
Як говорить стара приказка: “Де бруд, там і мідь” або, інакше кажучи, “Де бруд, там і цінність – якщо ви знаєте, як її знайти.”
