Vandbehandling med UV-lys og ozon bruges både til professionelt fiskeopdræt og til havebassiner, men ofte kan man konstatere, at brugerne ikke ved meget om den teknik der benyttes. Denne skrivelse redegør kort for de vigtigste aspekter ved vandbehandling med UV-lys og ozon, og kan bruges som en introduktion til teknikken.

 

Man kan spørge sig selv hvorfor man skal have besvær med at behandle vandet i et havebassin med UV-lys og ozon, og svaret bliver ikke entydigt. I havebassiner med fisk genbruges vandet mange gange, og det medfører bl.a. at der vokser bakterier i vandet og i bundslammet. Til tider kan koncentrationen af bakterier i opdrætsvandet være meget høj, men en høj bakteriekoncentration er ikke altid ensbetydende med sygdom hos fiskene, det afhænger helt af hvad det er for nogle bakterier, og af fiskenes tilstand. Sunde, ustressede fisk kan ofte modstå selv relativt høje koncentrationer af sygdomsfremkaldende bakterier gennem lang tid, men hvis fiskene stresses kan sygdommen bryde ud på få dage. En stress situation kan være ændring i temperatur, håndtering, dårlig vandkvalitet m.m. Da man sjældent kan forudsige en stress situation blandt fiskene, og ligeledes sjældent kan forudsige om der er farlige (patogene) mikroorganismer i vandet på dette tidspunkt, kan man benytte UV-lys og ozon som et sikkerhedsudstyr, og holde vandet steriliseret konstant. Helt sterilt bliver vandet næppe, men man kan reducere bakteriekoncentrationen så meget, at sygdom blandt fiskene undgås.

 

Fisk afgiver ammoniak (NH3) som affaldsstof, og dette ammoniak er direkte, eller indirekte hvis det i vandet omdannes til nitrat (NO3), kilde til vækst af alger i vandet. Fastsiddende alger, f.x. trådalger, kan man ikke fjerne med UV-behandling af vandet, men fritsvævende alger, som gør vandet uklart, kan UV-behandling fjerne. Forudsætningen er dog en korrekt dimensionering af UV-anlægget i forhold til bassinets størrelse, antallet af fisk samt den daglige fodermængde. Fritsvævende alger kan også fjernes med ozonbehandling af vandet, men det kræver relativt høje koncentrationer af ozon ( se efterfølgende), men selv meget lave koncentrationer af ozon i vandet, vil føre til nedbrydning af opløst organisk stof (f.x. humusstoffer) , hvilket betyder at vandet bliver mere klart. Afhængig af om bassinvandet er uklart p.g.a. fritsvævende alger (grønligt vand) eller opløst organisk stof (gulbrunt vand), vil en UV-behandling og/eller en ozonbehandling gøre vandet klart, så man kan se sine fisk. UV/ozon behandlingen kan suppleres af en partikelfiltrering, eventuelt et biologisk filter, hvilket vil give det bedste og mest stabile resultat.

 

UV-lys. UV-lys er en fælles betegnelse for lys i den kortbølgede del af lysspektret, d.v.s. lys med en bølgelængde mellem ca. 4000 og 1000 Ångstrøm. Allerede tidligt i dette århundrede blev man klar over de mange egenskaber der knytter sig til UV-lys, idet noget UV-lys kan fremme plantevækst, andet kan give solbrændthed hos mennesker, og andet igen kan dræbe mikroorganismer, f.eks. bakterier og virus. Gennem en lang række eksperimenter har man efterhånden fået fastlagt med stor sikkerhed, at bølgelængden 2537 Å er den mest effektive til at dræbe mikroorganismer. Dræbe er i den sammenhæng lidt forkert anvendt, idet mikroorganismerne ikke dræbes spontant, men inaktiveres og mister evnen til at dele sig, når de belyses med UV-lys. Den dræbende effekt af lyset betyder, at kapaciteten af en UV-steriliser afhænger af forhold som er ganske velbeskrevne indenfor strålingsteknik, hvilket primært vil sige at kapaciteten er et spørgsmål om effekt af lampen og afstand mellem lampe og mikroorganisme, hvilket betyder at kapaciteten er et spørgsmål om hvilken UV-dosis man kan udsætte mikroorganismen for.

 

Effekten af lampen kan være vanskelig at måle direkte, idet man med en traditionel målesonde til UV-lys ikke kan afgøre ved hvilken bølgelængde lampen afgiver sin energi. Det er vigtigt at så meget energi som muligt afgives ved de omtalte 2537 Å for at lampen skal have maksimal dræbende effekt. I det tilfælde at en UV-lampe afgiver meget energi ved bølgelængder over 2900 Å, kan man risikere at en belysning faktisk fremmer væksten af mikroorganismer i stedet for at slå dem ihjel. Med hensyn til lampens kapacitet må man stole på leverandørens data, eventuelt kan man bede om at se dokumentation for disse data i form af måleresultater m.m.

 

Afstanden mellem lampe og mikroorganisme er meget vigtig, idet den lysdosis som påvirker overfladen af mikroorganismen er meget afhængig af afstanden. Det forholder sig sådan, at effekten af lyset aftager med kvadratet på afstanden, eller sagt med andre ord er effekten i en afstand af 4 mm fra en lampe, kun 1/4 af hvad den er i 2 mm. Dette har intet med bølgelængden af lampen at gøre, men er en regel som gælder for al lys og stråling. Indenfor UV-teknik har man indført en måleenhed som beskriver dosis, og den angives som mikroWatt sekund pr. kvadratcentimeter (mWs/cm2). D.v.s. at man udover effekt (mW) også tager tid i betragtning for at beregne hvor stor dosis der afgives pr. cm2 i UV-steriliseren. Tiden bringer desuden en relation til flow af væske gennem steriliseren idet flow er mængde pr. tidsenhed, d.v.s. dosis er et spørgsmål om hvor stor effekt pr. tidsenhed der rammer mikroorganismen. Ud fra denne måleenhed kan man se, at dosis kan forøges på tre måder, man kan forøge lampens effekt, formindske afstanden mellem lampe og mikroorganisme, samt forøge opholdstiden for mikroorganismen i UV-lyset. Uheldigvis forholder det sig sådan, at forskellige mikroorganismer skal udsættes for forskellig UV-dosis for at blive slået ihjel. Det betyder at man skal være meget opmærksom på dosis i forhold til den mikroorganisme man ønsker at dræbe.

 

ndenfor fiskeopdræt er der flere mikroorganismer som kan give ophav til sygdom hos fisk og skaldyr, og desværre er der blandt disse også virus. Virus er ganske små partikler med en opbygning der afviger fra den normale celleopbygning man kender fra bakterier. Desuden kan nogle vira være indkapslede hvilket sætter dem i stand til at overleve f.eks. udtørring, men desværre også relativt store doser UV-lys. Blandt fiskepatogene vira er det nok IPN-virus der kan tåle størst dosis, idet den skal udsættes for 180.000 - 200.000 mWs/cm2 (norske data) for at dræbes effektivt. Omsat til flow gennem en traditionel UV-steriliser som typisk leverer 25.000 mWs/cm2 betyder det, at flowkapaciteten af steriliseren reduceres til 1/8 af den kapacitet der kan benyttes såfremt man udelukkende skal dræbe bakterier. Det skal bemærkes, at de norske data for IPN-virus ikke specifikt angiver hvor stor en del af de 200.000 mWs/cm2 der er afgivet ved 2537 Å.

 

UV-lampen. Som nævnt er UV-lampen en meget vigtig del af en UV-steriliser, idet lampens effekt afgivet ved en bølgelængde omkring 2537 Å ,har afgørende betydning for kapaciteten af steriliseren. En vigtig ting at bemærke er, at lampens effekt afhænger af dens arbejdstemperatur. De fleste lavtryks UV-lamper er mest effektive ved en glastemperatur på 40-50 grader, mens højtrykslamper har en glastemperatur i drift på 500-900 grader C. Lampen bør derfor aldrig være i direkte kontakt med vandet når man bruger UV-lys i forbindelse med fiskeopdræt, idet vandet vil sænke lampens temperatur. Omvendt skal man heller ikke montere lampen ude af vandet, idet man da opnår en unødvendig stor afstand mellem lampe og mikroorganisme i vandet, samt at noget af UV-lyset kan reflektere på vandoverfladen. Den bedste montage af UV-lampen er derfor nede i vandet, men inde i et kvartsrør, som isolerer lampens glas fra vandet. En anden vigtig ting ved lampen er dens levetid, specielt den tid i hvilken lampen fungerer optimalt. Alle UV-lamper taber effekt i løbet af tiden, og en lampe som stadig lyser kan helt have mistet sin dræbende effekt. Ved køb af en UV-steriliser er det således vigtig at man kender til lampens levetid, d.v.s. man ved hvornår der skal skiftes lamper. En normal levetid for en lampe er ca. 8000 timer, hvor levetiden her er ensbetydende med at lampen i denne tid afgiver mindst 100% af en specificeret effekt.

 

Som nævnt ovenfor bruges der generelt to typer UV-lamper til desinfektion af vand. Lavtrykslamper forbruger typisk op til 100 W pr. lampe i drift, og bør have en glastemperatur på 40-50 grader C. En lavtrykslampe vil typisk afgive 30-35% af sin lysenergi indenfor desinficerende bølgelængder, og en 100 W lampe vil have en desinficerende kapacitet på ca. 7 m3/h vandflow. Højtrykslamper fås helt op til 17 kW pr. lampe, men til desinfektion bruges typisk lamper med et forbrug på 3- 5 kW. Det høje gastryk i lampen medfører et lysspektrum som er meget bredt, og typisk vil kun 10-12% af den afgivne lysenergi være desinficerende. Højtrykslamper spilder således en del energi, men da en enkelt lampe kan erstatte op til 50 lavtrykslamper, er højtrykslamperne lettere at indbygge i et UV-anlæg.

 

Vandets sigtedybde. Vand i et havebassin kan til tider være temmelig uklart, d.v.s. have en høj turbiditet. Ganske logisk betyder det, at den dræbende effekt af UV-lys på mikroorganismer i vandet nedsættes betydeligt når vandet er uklart. Hvis uklarheden skyldes partikler (dødt organisk stof) i vandet, kan der opstå et problem med skygge, idet mikroorganismer kan undgå at rammes af UV-lyset hvis de befinder sig i en skygget vandmasse. I dette tilfælde sker der det uheldige, at der kommer levedygtige bakterier ud af UV-steriliseren til mulig gene for fiskene, og en løsning på problemet kan være at opsætte et partikelfilter foran UV-steriliseren, for at fjerne partiklerne fra vandet inden det belyses.

 

Ozon. Ozon er en gas, og betegnes kemisk som O3 , d.v.s. tre iltatomer bundet til hinanden. Af årsager som ikke skal forklares nærmere, er ozon dog et ustabilt molekyle, og vil så snart muligheden indtræder afgive et iltatom O, og ændres til O2, d.v.s. til et almindeligt iltmolekyle. Det afgivne iltatom kan binde sig til et organisk eller et uorganisk molekyle som herved oxideres eller iltes som det hedder på almindeligt dansk. Hvilke stoffer der på denne måde kan oxideres, og hvor langt oxidationen kan forløbe afhænger af de fysisk/kemiske omstændigheder under hvilke oxideringen finder sted.

 

To fremstillingsmetoder. Der er to principielt forskellige metoder ved hvilke der kan dannes ozon. I begge tilfælde bruger man energi til at spalte iltmolekyler til frie iltatomer som binder sig til andre iltmolekyler hvorved der er dannet ozon. Ved den ene metode frembringes energien ved udladning af højspænding, f.eks. mellem to elektroder eller f.eks. med naturens egen højspænding ved et lynnedslag. Energien i højspændinger bruges til at spalte iltmolekylerne, og der dannes ozon, men højspænding kan, hvis der bruges luft som iltkilde, også medføre dannelse af andre iltede stoffer som f.eks. kvælstofilterne NO og NO2.

 

Ved den anden metode frembringes energien til spaltning af iltmolekylerne ved hjælp af lys, idet kortbølget UV-lys, d.v.s. lys med en bølgelængde under 2200 Å, rummer energi nok til at spalte iltmolekyler. Denne lysproduktion af ozon er velkendt fra naturen, idet det er ved denne metode solens UV-lys danner de store mængder ozon der findes nær jordoverfladen i dagtimerne. Det er også ved denne metode solen danner ozon i stratosfæren, hvor forskerne mener at ozonet beskytter organismer på jorden mod for høj dosis UV-lys , ved at optage en del af dette lys. Ganske specielt kan man sige, at ozonet dannes af UV-lys, men også kan optage UV-lys dog af en anden bølgelængde. Lysproduktion af ozon har visse fordele i forbindelse med akvakultur, specielt hvis man bruger luft som iltkilde. For det første kan ozonkoncentrationen aldrig blive så høj at fisk/skaldyr i anlægget skades, d.v.s. man behøver ikke have en avanceret styring af ozontilsætningen, samt efterfølgende fjernelse af restozon. For det andet dannes der ikke toxiske nitrøse gasser ( NOx) i et lysozon anlæg, da energiindholdet i lyset er for svagt til at der kan dannes NOx. Omvendt har højspændingsozon anlæg den indlysende fordel, at det er meget billigere at producere 1 gram ozon i et højspændingsanlæg, end i et lysozon anlæg. Desuden kan man opnå meget højere koncentrationer af ozon ved produktion i et højspændingsanlæg, hvilket er forudsætningen for at bruge ozon til desinfektion ( se herunder).

 

Ozons virkning. Ozon er som nævnt ustabilt, og vil ved given lejlighed afgive et iltatom, d.v.s. ozon er oxiderende. Der er mange andre stoffer som er oxiderende men i forskellige grad, og faktisk er der kun et stof som er kraftigere oxiderende end ozon og det er fluor. På en liste over oxidationspotentiale, d.v.s. oxiderende egenskab, står fluor altså øverst fulgt af ozon, og listen kan læses på den måde, at et stof A som står højere på listen end et andet stof B kan oxidere B. Ozon kan således teoretisk oxidere alt andet end fluor, men der er mange stoffer som på grund af deres molekyleopbygning slet ikke kan oxideres, hverken af fluor eller ozon. Mange organiske stoffer kan dog oxideres, og det er på grund af dette at ozon kan virke steriliserende, idet ozon kan oxidere organiske stoffer i cellemembranen hos en mikroorganisme, så cellens stofskifte ødelægges og cellen dør. Ozon angriber altså cellens overflade, og i modsætning til UV-lys kan ozon ikke skygges bort, d.v.s. ozon kan også sterilisere vand med høj turbiditet, hvis blot man bruger nok ozon. Ozon skelner nemlig ikke mellem stofferne der giver ophav til turbiditeten i vandet, men vil oxidere alt der kan oxideres. Hvis vandet turbiditet skyldes f.eks. dødt oxiderbart stof vil der forbruges meget ozon på dette stof, d.v.s. der skal tilsættes meget ozon for at være sikker på at også levende mikroorganismer i vandet oxideres. Den steriliserende effekt af ozon kan medføre samme positive effekter i et havebassin som UV-lys, både store og små positive virkninger afhængig af driftsituationen, men ozon kan også virke negativt. Ved høje koncentrationer af ozon i bassinerne, vil fisk/skaldyr/planter blive oxideret, og det vil primært gå ud over væv på gæller, finner og andet tyndt væv. Dette medfører dårlig trivsel hos dyrene , og kan føre til nedsat ædelyst eventuelt død. Bruges der ozon til desinfektion, og restozon i en høj koncentration ledes til bassinerne, vil dyrene mistrives , og derfor må man bruge en eller anden form for fjernelse af restozon fra vandet (f.eks. gennem UV-anlæg eller aktivt kulfilter), før man leder det til bassinerne. Ud over at kunne sterilisere vandet, giver ozon yderligere den fordel, at mange organiske stoffer i vandet oxideres til andre kemiske forbindelser. Dette kan bl.a. medføre en forøget bionedbrydelighed af det organiske stof, som lettere nedbrydes i en biologisk filter. En anden effekt er, at ozonbehandlingen kan føre til dannelsen af mikroflokkulat i vandfasen, d.v.s. opløst organisk stof kan udfældes og fra filtreres. Endelig opnår man ved brug af ozon til sterilisering af vand den fordel fremfor UV-lys, at der også opnås en steriliserende effekt i rørsystemer, idet ozonens steriliserende effekt ikke er stedbundet som det er tilfældet med UV-lyset. Sammenhængen mellem ozonbehandling af vand og dræbende effekt på diverse fiskepatogener er endnu ikke tilstrækkeligt kendt. Der findes lidt litteratur om ozonkoncentration i relation til dræbende effekt på visse fiskepatogener. Generelt er effekten af ozonbehandlingen afhængig af ozonkoncentration i vandet, og behandlingstiden, således at en meget høj ozonkoncentration i gasfasen ( > 100.000 ppm), vil give en tilsvarende høj ozonkoncentration i vandet, hvorved behandlingstiden bliver kort. Omvendt kan en lang behandlingtid nedsætte kravet til ozonkoncentration, men man skal ikke forvente at kunne sterilisere vand med en ozonkoncentration i gasfasen mindre end ca. 10.000 ppm. Ozon har yderligere en egenskab som med fordel kan udnyttes til havebassiner. P.g.a. ozonmolekylets evne til afgive et iltatom (O-), vil en ozonbehandling af vand med ammoniak, medføre at ammoniakken iltes først til nitrit (NO2) og videre til nitrat (NO3). Fordelen ved dette er, at fiskene kun kan tåle meget lave koncentrationer ammoniak i vandet , men væsentligt højere koncentrationer af nitrat. I en vintersituation vil den naturlige bakterielle omsætning af ammoniak i havebassinet være meget lav, p.g.a. bakteriernes nedkøling, og dækkes bassinet yderligere med is, kan man risikere høje koncentrationer af ammoniak i vandet, hvilket kan føre til fiskedød. En ganske svag ozonbehandling af vandet gennem vinteren vil hindre dette, og tilsættes ozonet via en luftpumpe, vil man samtidigt holde vandets iltindhold passende højt, og holde en åbning fri i isen, så man kan følge lidt med i hvad der sker i bassinet.

 

Hvordan bør ozon bruges ? Der er delte meninger om hvordan ozon bør bruges i akvakultur generelt. Nogle mener at man bør udnytte ozons desinficerende virkning fuldt ud, mens andre mener at man kun bør bruge ozon til oxidation af dødt organisk stof, d.v.s. som supplement til et biologiske filter. Det min helt klare opfattelse, at man her bør bruge ozon som supplement til et biologisk filter, og at ozonet bør være produceret ud fra luft i et lysozonanlæg. Dette mener jeg, fordi man med denne brug af ozon, aldrig kommer til at påføre fiskene for meget ozon, d.v.s. metoden kræver et minimum af styring og tils For at summere omkring brugen af ozon i forbindelse med havebassiner, mener jeg at man primært bør bruge ozonet som supplement til et biologisk filter, og ikke til desinfektion, der bedre løses med UV lys. Dette mener jeg fordi brug af ozon til desinfektion kræver en relativ avanceret styring af ozontilsætningen, idet metoden indebærer en risiko for overdosering af ozon. Alle erfaringer viser således, at jo mere simpelt og robust et renseanlæg opbygges, jo mindre er risikoen for uheld, fiskedød og dårlig økonomi. Desuden kan ozonbehandling med fordel bruges om vinteren, da dette kan hindre fiskedød p.g.a. ammoniak og lave iltindhold.

 

Hvad gør man får det til fungere at praksis. Et UV-anlæg består typisk af et rør (stål, plast) med et indløb i den ene ende og et udløb i modsatte ende. Inde i røret er UV-lampen monteret med et kvartsrør omkring, så lampen ikke er direkte i kontakt med vandet. Elektronikken til at tænde lampen med er enten monteret direkte på UV-anlægget eller er monteret i separat styreskab. For at kunne belyse vandet i bassinet kræves der en vandpumpe, som pumper bassinvand gennem UV-anlægget og tilbage til bassinet igen. Det er meget vigtigt at man ikke pumper mere vand gennem UV-anlægget end den kapacitet som UV-anlægget har. Kapaciteten angives typisk som liter/time, og pumper man mere vand gennem UV-anlægget , vil mange mikroorganismer overleve belysningen, og leve videre i havebassinet. Hermed er hele formålet med UV-behandling forgæves. Vær opmærksom på om UV-anlægget er fremstillet til udendørs brug, hvis ikke må anlægget beskyttes mod vejr og vind. Et ozon-anlæg består af en lufttæt kasse/cylinder inde i hvilken ozonet produceres ( enten ved lys eller ved højspænding). For at få ozonet ud af kassen, og for at få ny luft ind i ozonanlægget, så der kan produceres mere ozon, må kassen tilsluttes en luftpumpe. De fleste ozonanlæg har en øvre og nedre grænse for hvor meget luft (liter/time) der kan pumpes gennem anlægget uden at ozonproduktionen påvirkes. Ozonet skal bobles ind i bassinvandet for at give den ønskede rensende effekt på vandet, og til dette formål er en almindelig luftsten som man kender fra akvarier, ganske udemærket. Generelt bør luftstene placeres på bassinets dybeste sted, da dette giver den bedste udnyttelse af ozonet. Vær også her opmærksom på, om ozonanlægget er fremstillet til udendørs brug, eller om det skal beskyttes mod vejr og vind. Efter opstart af et UV-anlæg og/eller et ozonanlæg, kan man ikke altid forvente at bassinvandet bliver klart efter kort tid. Det kan tage lidt tid før vandet bliver klart (op til en uge), til gengæld holder vandet sig klart herefter, med mindre man gør den "klassiske fejl", at forøge fodringen af sine fisk, fordi vandet nu er blevet klart. Selv med et UV-anlæg og et ozonanlæg monteret kan man risikere uklart vand i havebassinet, hvis man fodrer for meget. Husk på, at det er fra fiskefoderet at næringen til alger i bassinvandet kommer. Af: Lars Nielsen (Dansk UV- Ozon Teknik) Jan Hurup

 

Back to Top