Johdanto

2022-07-21T09:52:42+03:00

Kiintoaineen poisto on yksi tärkeimmistä asioista RAS-laitoksella, ja mekaanisen suodatuksen tehtävänä on poistaa kiintoainesta kiertovedestä. Kiintoaineita syntyy RAS-laitoksella kalojen ulosteesta, syömättömästä rehusta sekä kiertovesilaitoksen vedessä ja järjestelmissä elävästä eliöstöstä. Osa kiintoaineesta leijuu vapaana veden mukana ja osa kertyy seinämiin sekä paikkoihin, jossa veden virtaukset ovat heikkoja. Kun pintoihin kiinnittyneen kiintoaineen määrät kasvavat riittävästi, niistä irtoaa kiintoainetta veteen. Kiintoaines samentaa vettä ja rasittaa kaloja ärsyttämällä kiduksia. Lisäksi kiintoaineen määrä lisää bakteerien määrää järjestelmässä.

Mekaanisia suodattimia on erilaisia. Yleisimmät käytettävät suodatintyypit ovat pyörreselkeyttimet, rumpusiivilä, hiekkasuodatin, partikkelisuodatin ja valkuaisainevaahdotin. Pyörreselkeyttimillä ja rumpusiivilällä saadaan talteen > 40 µm olevat partikkelit. Partikkeli- ja hiekkasuodattimilla sekä valkuaisainevaahdottajilla saadaan talteen hienojakoinen 40 - 5 µm kiintoaine.

Jotta kiintoaineen poisto saadaan toimimaan tehokkaasti on järjestelmään asennatteva erilaisia mekaanisia suodattimia sarjaan. Altailta tulevasta vedestä on ensin poistettava isommat partikkelit esimerkiksi pyörreselkeyttimellä. Tämän jälkeen kirkas vesi ajetaan rumpusiivilän kautta hienojakoisen kiintoaineksien poistoon, joka toteutetaan esimerkiksi partikkelisuodattimella. Kiintoaineen poistamisen voidaan olettaa toimivan kun altaille tuleva kiertovesi on silminnähden kirkasta. Tällöin kiintoaineen määrän tulisi olla alle 10 mg/l, mielellään n. 5 mg/l.

Pyörreselkeytin
Pyörreselkeyttimen toimintaperiaate perustuu kiintoaineksen kulkeutumiseen pyörteen keskelle ja pohjaan, josta se voidaan johtaa pois kierrosta. Kirkkaampi vesi poistuu pyörreselkeyttimestä päävirran mukana. Pyörreselkeyttimissä ei siis ole fyysistä suodatinmateriaalia partikkelien poistoon, vaan suodatus perustuu kiintoaineksen leijumiseen vesivirrassa. Jotta pyörreselkeytyin toimii hyvin, on siihen johdettava oikea määrä vettä sopivan pyörteen synnyttämiseksi ja kiintoaineen ohjaamiseksi keskelle pohjaa. Tehokkaimmin pyörreselkeytin poistaa suurempaa kiintoainesta kuten syömätöntä rehua ja kiinteää ulostetta. Pyörreselkeyttimien käyttö ja huollot ovat päivittäisiä tehtäviä. Pyörreselkeyttimien keräämä kiintoaines tulee päivittäin tyhjentää viemäriin ja samalla saadaan selville mahdollinen yliruokinta, koska selkeyttimet keräävät tehokkaasti rehupelletit. Jos keräimet ovat keränneet pinttyneempää likaa, tulee keräimet pestä manuaalisesti käsin.

Pyörreselkeyttimen toimintaperiaate
Kuva (c) Steve Summerfelt

Pyörreselkeytin
Kuva (c) Pentair AES

Radial flow settler- tyyppinen selkeytin
Kuva (c) Pentair AES

Video pyörreselkeyttimen toiminnasta

Rumpusiivilä / Rumpusuodatin
Rumpusiivilä muodostuu vaakatasossa pyörivästä lieriöstä (rummusta), jonka seinämät toimivat suodatinmateriaalina. Altaalta (tai pyörreselkeyttimeltä) tuleva vesi johdetaan rummun sisään, josta kirkastettu vesi valuu suodatinkankaan eli viiran läpi jatkokäsittelyyn. Viiraan tarttunut kiintoaines huuhdellaan voimakkaalla vesisuihkulla keräyskouruun, jota pitkin huuhteluvesi ja kiintoaines valuu pois kierrosta. Toimiakseen rumpusiivilä tarvitsee rumpua pyörittävän sähkömoottorin sekä viiran huuhteluun paineenkorotuspumpun ja painesuuttimet.

Rumpusiivilä
Kuva (c) Pentair AES

Koska viirojen huuhteluvesi poistuu kierrosta, ei rumpusiivilää kannata huuhdella jatkuvasti, vaan huuhtelua ohjataan puhdistustarpeen mukaan työtauko tai pintakytkimen ohjaamana.

Riippuen suodatustarpeesta rumpusiivilöihin voidaan asentaa eri silmäkoon viiroja alkaen 20 µm. Yleensä poikasjärjestelmissä käytetään 20-40 µm viiroja ja jatkokasvatusjärjestelmissä 40-100 µm. Rumpusiivilän päivittäiseen seurantaan ja huoltoon kuuluu katsoa, että suuttimet ovat auki ja että huuhtelu toimii. Lisäksi kerran viikossa viiroja tulisi pestä painepesurilla käsin. Kerran kuukaudessa viiroille tulisi sumuttaa lipeä-vesiseosta, jolloin saadaan pinttyneempi lika irtoamaan. Jos viirat tai suuttimet menevät tukkoon, vesi ei valu viiran läpi vaan tulvii laitteen ohi, jolloin kiintoainetta pääsee liikaa veden jatkokäsittelyyn ja takaisin kiertoon. Rumpusiivilää pyörittävän moottorin kunto tulee tarkastaa kuukausittain ja systeemin akselisto rasvattava muutaman kuukauden välein.

Siivilän huuhtelu- ja toimintaperiaate
Kuva (c) Veolia Water Technologies

Rumpusiivilä
Kuva (c) Pekka Marttinen

Rumpusiivilä
Kuva (c) Pekka Marttinen

Siivilän huuhtelu:

Siivilöityä vettä:

Video Smart Drum Filter (Faivre)

Hiekkasuodatin
Hiekkasuodattimet ovat suljettuja säiliöitä, jotka ovat täytetty kvartsihiekalla (0,1-1,0mm). Toiminta perustuu siihen, että suodattimen hiekkapedin läpi kulkevan veden kiintoaines saadaan kiinnittymään hiekkaan. Suodattimessa on tietty kapasiteetti sitoa kiintoainesta jonka jälkeen se on puhdistettava. Tätä varten suodattimet ovat varustettu painemittarilla, jonka avulla toimintaa seurataan päivittäin. Hiekkasuodattimeen kertynyt kiintoaines saadaan vastavirtahuuhtelun avulla irtoamaan hiekasta ja huuhteluvesi kiintoaineineen johdetaan viemäriin tai poistoveden käsittelyyn. Huuhteluväli voi vaihdella muutamasta päivästä muutamaan viikkoon riippuen järjestelmän koosta ja käytetyn rehun määrästä. Hiekkasuodattimella saadaan n. 5-10 µm asti olevat partikkelit suodatettua pois vedestä.

Hiekkasuodattimen toimintaperiaate
Kuva (c) Best Pool Supplies

Hiekkasuodatin
Kuva (c) Pekka Marttinen

Video - hiekkasuodattimen huuhteluvesi:

Partikkelisuodatin / Fixed bed- ja granulaattisuodatin
Partikkelisuodattimien toiminta perustuu siihen, että vesi johdetaan suodatinaltaan tai -säiliön läpi joka on täytetty muovisella kantoaineella. Kiintoaines tarttuu kantoaineeseen. Partikkelisuodattimen teho perustuu siihen, että kantoaineen pinnalle muodostuu biofilmiä, johon syntyvän sähkövaraukseen mukaan alkaa kiinnittymään yhä pienempiä hiukkasia. Suodattimen toimintaa tulee päivittäin seurata, että nähdään miten paljon kiintoainetta suodattimeen on kertynyt. Suodattimen pesussa kiintoaine saadaan irtoamaan kantoaineesta ilmapuhalluksella tai mekaanisella sekoituksella. Kiintoainepitoinen vesi johdetaan viemäriin tai poistoveden käsittelyyn. Yleensä puhdistusväli on muutamasta päivästä muutamaan viikkoon, riippuen järjestelmän koosta ja käytetyn rehun määrästä.

Fixed bed-suodattimet voivat olla useiden satojen kuutiometrien kokoisia matalia altailta, jotka yleensä ovat suorakaiteen mallisia, joissa vesi johdetaan joko ylhäältä alaspäin / alhaalta ylöspäin kantoaine-elementtien lävitse.

Fixed Bed Bioreactor (FBBR) suodatinaltaita
Kuva (c) Water PROVED Gmbh

Fixed Bed Bioreactor (FBBR) suodatinaltaita ja kantoainetta
Kuva (c) Pekka Marttinen

Fixed Bed Bioreactor (FBBR) suodatinaltaita ja kantoainetta
Kuva (c) Pekka Marttinen

Kantoaine-elementtejä
Kuva (c) RK Bioelements

Kantoaine-elementtejä
Kuva (c) KSK-Aqua

Granulaattisuodattimet (mm. Bead filter) ovat pystymallisia muutaman kymmenen kuutiometrin kokoisia suljettuja säiliöitä. Partikkelisuodattimella saadaan n. 5-10 µm asti olevat partikkelit talteen. Kaikenmalliset partikkelisuodattimet toimivat myös biologisena suodattimena. Partikkelisuodattimissa on huomioitava, ettei suodattimeen pääse muodostumaan hapettomia kohtia, sillä hapettomissa olosuhteissa lietteestä muodostuu rikkivetyä, joka vapautuessaan veteen voi aiheuttaa merkittäviä kalakuolemia (varsinkin jos kyseessä merivesi-RAS).

Bead suodatin (Propeller Bead filter)
Kuva (c) Aquaculture Systems Technologies, LLC

Bead suodattimen kantoainetta
Kuva (c) Aquaculture Systems Technologies, LLC

Bead suodattimen toimintaperiaate
Kuva (c) Aquaculture Systems Technologies, LLC

Video Bubble Bead Filterin kantoaineen huuhtelusta.

Valkuaisainevaahdotin
Valkuaisainevaahdottajat (proteiiniskimmerit) toimivat ilman (ja otsonin) avulla niin, että vedessä oleva proteiini vaahdottuu ja vaahto kerätään talteen. Vaahdottajia käytetään yleensä sivuvirrassa pienemmillä virtaamilla tai korvaus- / tuloveden käsittelyssä. Vaahdottajilla saadaan talteen > 1-2 µm olevat partikkelit. Vaahdottajien muodostaman vaahdon määrää ja sen poistumista kierrosta tulee seurata päivittäin. Jos järjestelmässä käytetään otsonia, tulee varmistua siitä että otsonia ei vuoda tuotantotiloihin, toisin sanoen huonetilassa tulee olla otsonihälytin. Lisäksi veden redox potentiaalia (ORP) tulee seurata jos vaahdottajassa käytetään otsonia. Turvallinen raja-arvo on noin 350 mV.

Valkuaisainevaahdottajan (proteiiniskimmeri) toimintaperiaate
Kuva (c) M.B. Timmons, J.M. Ebeling

Valkuaisainevaahdotin (proteiiniskimmeri)
Kuva (c) Pekka Marttinen

Valkuaisainevaahdottajan ja otsonaattorin ohjauskeskus (sis. 2* ORP mittauksia, IN ja OUT)
Kuva (c) Pekka Marttinen

Video valkuaisainevaahdon muodostumisesta:

Mekaaninen suodatus

Johdanto