Kalojen osittaiskiertokasvatuksen ravinnepäästöt ja poistoveden käsittelymenetelmät

Sisävesillä tapahtuvan vesiviljelyn tavoitteena tulevaisuudessa on tuotannon kasvattaminen sekä päästöjen ja kulujen pienentäminen. Tämä vaatii uusien ja kilpailukykyisten menetelmien kehittämistä. Kiertovesiviljelyssä vettä kierrätetään järjestelmän läpi samalla puhdistaen sitä, jolloin uuden korva...

Täydet tiedot

Bibliografiset tiedot
Päätekijä: Nummela, Henri
Muut tekijät: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Department of Biological and Environmental Science, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Aineistotyyppi: Pro gradu
Kieli:fin
Julkaistu: 2023
Aiheet:
Linkit: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/89247
_version_ 1828193043476381696
author Nummela, Henri
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Bio- ja ympäristötieteiden laitos Department of Biological and Environmental Science Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Nummela, Henri Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Bio- ja ympäristötieteiden laitos Department of Biological and Environmental Science Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Nummela, Henri Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Bio- ja ympäristötieteiden laitos Department of Biological and Environmental Science Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Nummela, Henri
datasource_str_mv jyx
description Sisävesillä tapahtuvan vesiviljelyn tavoitteena tulevaisuudessa on tuotannon kasvattaminen sekä päästöjen ja kulujen pienentäminen. Tämä vaatii uusien ja kilpailukykyisten menetelmien kehittämistä. Kiertovesiviljelyssä vettä kierrätetään järjestelmän läpi samalla puhdistaen sitä, jolloin uuden korvausveden määrä on huomattavasti pienempi kuin perinteisessä läpivirtauskasvatuksessa. Kierto-vesiviljelyn etuina ovat pienemmät ravinnepäästöt sekä tarkempi kasvatusolosuhteiden, kuten lämpötilan ja vedenlaadun, säätely. Haasteina puolestaan ovat taloudelliset kustannukset, kiintoaineen ja ravinteiden kertyminen järjestelmään, mikä voi aiheuttaa ongelmia kalojen hyvinvoinnille ja järjestelmän toiminnalle. Haasteita voidaan vähentää erilaisilla vesiviljely tekniikoilla, kuten osittaiskiertokasvatuksella. Osittaiskiertokasvatusjärjestelmässä ei käytetä biologista suodatinta ja uuden korvausveden määrä on suurempi kuin kiertovesiviljelyssä. Tämän tutkielman ravinnetasekoe toteutettiin Laukaan Luonnonvarakeskuksen kalanviljelylaitoksella vuonna 2020 käyttöönotetussa osittaiskiertokasvatusjärjestelmässä. Osittaiskiertokasvatusjärjestelmä koostui kolmesta ISO-merikontista. Konttien poistovesi johdettiin pyörreselkeyttimeen, jossa kiintoaine eroteltiin poistovedestä. Vuoden 2021 ravinnetasekokeen tarkoituksena oli selvittää, voidaanko osittaiskiertojärjestelmän poistoveden ravinnepäästöjä vähentää liittämällä järjestelmään rumpusuodatin ja kaksi pientä rakennettua kosteikkoa. Pyörreselkeyttimen lietteen, rumpusuodattimen pesuveden sekä poistoveden näytteistä analysoitiin kiintoaineen, kokonaistypen, kokonaisfosforin sekä fosfaattifosforin pitoisuudet. Kosteikoiden ja poistoveden näytteistä analysoitiin kokonaistypen, ammonium-, nitriitti- ja nitraattitypen sekä fosfaattifosforin pitoisuudet. Ravinnetasekokeen aikana poistoveden mukana vapautui 0,4 kg fosforia, 28 kg typpeä ja 38 kg kiintoainetta. Kaloihin sitoutumattomasta typestä 93,8 % vapautui poistoveden mu-kana. Typen päästöjä on mahdollista vähentää kosteikoiden avulla. Käytetyt kosteikot alensivat poistoveden typpipitoisuutta heikosti, sillä ravinnetasekoe ajoittui järviruo’on kasvukauden loppuun. Ravinnepäästöt suhteutettuna ruokintaan olivat fosforin osalta pienemmät vuonna 2021, (0,6 ± 0,1 g/kg rehua) kuin vuonna 2020 (2,7 ± 0,6 g/kg rehua) (p < 0,001). Erot vuosien välillä johtuivat käytettyjen rehujen fosforipitoisuudesta sekä rehun sisältämän fosforin tehokkaammasta sitoutumisesta kaloihin vuonna 2021. The aim for inland aquaculture in the future is to increase production and to decrease costs and effluent discharges. Development for new and commercially competitive methods are required. In recirculating aquaculture systems (RAS), the water is reused in the system. The water is treated as it recirculates in the system and the usage of makeup water is significantly lower than in traditional flow-through systems. The advantages of the recirculating aquaculture system are lower nutrient discharge and control over the rearing conditions, for example better control over water temperature and water quality parameters. The challenges in recirculating aquaculture are expenses of the system, accumulation of solids and nutrients in the system, which can cause problems to fish health and to the function of the system. The challenges in recirculating aquaculture system can be reduced with different aquaculture methods, for example a partial recirculating aquaculture system. In partial recirculating aquaculture system, the usage of makeup water is higher than in recirculating aquaculture systems, but less than in flow-through systems. For this thesis the nutrient discharge experiment was carried out in the fish farm of Natural Resources Institute Finland, in Laukaa, in a partial recirculating aquaculture system, which was put into service in 2020. The partial recirculating aquaculture system consisted of three ISO shipping containers. Wastewater flowed into a swirl separator, where the solids were sedimented to sludge and clear water was discharged. A drum filter and two constructed wetlands were connected to the system to improve discharged water quality. Concentrations of phosphorus, nitrogen and solid matter were analysed of the sludge from swirl separator, backwash water of the drum filter and discharged water. Concentrations of total nitrogen, ammonia, nitrite, nitrate, and phosphate were analysed of the wetland water and wastewater. During the experiment 0.4 kg of phosphorus, 28 kg of nitrogen and 38 kg of solid matter were released in the wastewater. 93.8 % of the nitrogen not bound to fish was released in the wastewater. Nitrogen emissions could be reduced with wetlands. Phosphorus discharges in proportion to the fed feed were lower in 2021 (0.6 ± 0.1 g/kg feed) than in 2020 (2.7 ± 0.6 g/kg feed) (p < 0.001). Differences in phosphorus discharge is caused by different feed compositions and more efficient binding of phosphorus in fish in 2021.
first_indexed 2023-09-27T20:23:45Z
format Pro gradu
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Pirhonen, Juhani", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Pulkkinen, Jani", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Nummela, Henri", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2023-09-27T06:21:27Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2023-09-27T06:21:27Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2023", "language": "", "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/89247", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "Sis\u00e4vesill\u00e4 tapahtuvan vesiviljelyn tavoitteena tulevaisuudessa on tuotannon kasvattaminen sek\u00e4 p\u00e4\u00e4st\u00f6jen ja kulujen pienent\u00e4minen. T\u00e4m\u00e4 vaatii uusien ja kilpailukykyisten menetelmien kehitt\u00e4mist\u00e4. Kiertovesiviljelyss\u00e4 vett\u00e4 kierr\u00e4tet\u00e4\u00e4n j\u00e4rjestelm\u00e4n l\u00e4pi samalla puhdistaen sit\u00e4, jolloin uuden korvausveden m\u00e4\u00e4r\u00e4 on huomattavasti pienempi kuin perinteisess\u00e4 l\u00e4pivirtauskasvatuksessa. Kierto-vesiviljelyn etuina ovat pienemm\u00e4t ravinnep\u00e4\u00e4st\u00f6t sek\u00e4 tarkempi kasvatusolosuhteiden, kuten l\u00e4mp\u00f6tilan ja vedenlaadun, s\u00e4\u00e4tely. Haasteina puolestaan ovat taloudelliset kustannukset, kiintoaineen ja ravinteiden kertyminen j\u00e4rjestelm\u00e4\u00e4n, mik\u00e4 voi aiheuttaa ongelmia kalojen hyvinvoinnille ja j\u00e4rjestelm\u00e4n toiminnalle. Haasteita voidaan v\u00e4hent\u00e4\u00e4 erilaisilla vesiviljely tekniikoilla, kuten osittaiskiertokasvatuksella. Osittaiskiertokasvatusj\u00e4rjestelm\u00e4ss\u00e4 ei k\u00e4ytet\u00e4 biologista suodatinta ja uuden korvausveden m\u00e4\u00e4r\u00e4 on suurempi kuin kiertovesiviljelyss\u00e4. T\u00e4m\u00e4n tutkielman ravinnetasekoe toteutettiin Laukaan Luonnonvarakeskuksen kalanviljelylaitoksella vuonna 2020 k\u00e4ytt\u00f6\u00f6notetussa osittaiskiertokasvatusj\u00e4rjestelm\u00e4ss\u00e4. Osittaiskiertokasvatusj\u00e4rjestelm\u00e4 koostui kolmesta ISO-merikontista. Konttien poistovesi johdettiin py\u00f6rreselkeyttimeen, jossa kiintoaine eroteltiin poistovedest\u00e4. Vuoden 2021 ravinnetasekokeen tarkoituksena oli selvitt\u00e4\u00e4, voidaanko osittaiskiertoj\u00e4rjestelm\u00e4n poistoveden ravinnep\u00e4\u00e4st\u00f6j\u00e4 v\u00e4hent\u00e4\u00e4 liitt\u00e4m\u00e4ll\u00e4 j\u00e4rjestelm\u00e4\u00e4n rumpusuodatin ja kaksi pient\u00e4 rakennettua kosteikkoa. Py\u00f6rreselkeyttimen lietteen, rumpusuodattimen pesuveden sek\u00e4 poistoveden n\u00e4ytteist\u00e4 analysoitiin kiintoaineen, kokonaistypen, kokonaisfosforin sek\u00e4 fosfaattifosforin pitoisuudet. Kosteikoiden ja poistoveden n\u00e4ytteist\u00e4 analysoitiin kokonaistypen, ammonium-, nitriitti- ja nitraattitypen sek\u00e4 fosfaattifosforin pitoisuudet. Ravinnetasekokeen aikana poistoveden mukana vapautui 0,4 kg fosforia, 28 kg typpe\u00e4 ja 38 kg kiintoainetta. Kaloihin sitoutumattomasta typest\u00e4 93,8 % vapautui poistoveden mu-kana. Typen p\u00e4\u00e4st\u00f6j\u00e4 on mahdollista v\u00e4hent\u00e4\u00e4 kosteikoiden avulla. K\u00e4ytetyt kosteikot alensivat poistoveden typpipitoisuutta heikosti, sill\u00e4 ravinnetasekoe ajoittui j\u00e4rviruo\u2019on kasvukauden loppuun. Ravinnep\u00e4\u00e4st\u00f6t suhteutettuna ruokintaan olivat fosforin osalta pienemm\u00e4t vuonna 2021, (0,6 \u00b1 0,1 g/kg rehua) kuin vuonna 2020 (2,7 \u00b1 0,6 g/kg rehua) (p < 0,001). Erot vuosien v\u00e4lill\u00e4 johtuivat k\u00e4ytettyjen rehujen fosforipitoisuudesta sek\u00e4 rehun sis\u00e4lt\u00e4m\u00e4n fosforin tehokkaammasta sitoutumisesta kaloihin vuonna 2021.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "The aim for inland aquaculture in the future is to increase production and to decrease costs and effluent discharges. Development for new and commercially competitive methods are required. In recirculating aquaculture systems (RAS), the water is reused in the system. The water is treated as it recirculates in the system and the usage of makeup water is significantly lower than in traditional flow-through systems. The advantages of the recirculating aquaculture system are lower nutrient discharge and control over the rearing conditions, for example better control over water temperature and water quality parameters. The challenges in recirculating aquaculture are expenses of the system, accumulation of solids and nutrients in the system, which can cause problems to fish health and to the function of the system. The challenges in recirculating aquaculture system can be reduced with different aquaculture methods, for example a partial recirculating aquaculture system. In partial recirculating aquaculture system, the usage of makeup water is higher than in recirculating aquaculture systems, but less than in flow-through systems. For this thesis the nutrient discharge experiment was carried out in the fish farm of Natural Resources Institute Finland, in Laukaa, in a partial recirculating aquaculture system, which was put into service in 2020. The partial recirculating aquaculture system consisted of three ISO shipping containers. Wastewater flowed into a swirl separator, where the solids were sedimented to sludge and clear water was discharged. A drum filter and two constructed wetlands were connected to the system to improve discharged water quality. Concentrations of phosphorus, nitrogen and solid matter were analysed of the sludge from swirl separator, backwash water of the drum filter and discharged water. Concentrations of total nitrogen, ammonia, nitrite, nitrate, and phosphate were analysed of the wetland water and wastewater. During the experiment 0.4 kg of phosphorus, 28 kg of nitrogen and 38 kg of solid matter were released in the wastewater. 93.8 % of the nitrogen not bound to fish was released in the wastewater. Nitrogen emissions could be reduced with wetlands. Phosphorus discharges in proportion to the fed feed were lower in 2021 (0.6 \u00b1 0.1 g/kg feed) than in 2020 (2.7 \u00b1 0.6 g/kg feed) (p < 0.001). Differences in phosphorus discharge is caused by different feed compositions and more efficient binding of phosphorus in fish in 2021.", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Paivi Vuorio (paelvuor@jyu.fi) on 2023-09-27T06:21:27Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2023-09-27T06:21:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2023", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "36", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": null, "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "kiertovesiviljely", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "merikontit", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Kalojen osittaiskiertokasvatuksen ravinnep\u00e4\u00e4st\u00f6t ja poistoveden k\u00e4sittelymenetelm\u00e4t", "language": "", "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-202309275258", "language": "", "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Bio- ja ymp\u00e4rist\u00f6tieteiden laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Biological and Environmental Science", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Akvaattiset tieteet", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Aquatic sciences", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.copyright", "value": "\u00a9 The Author(s)", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "copyright", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "restrictedAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4012", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "vesiviljely (kalatalous)", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "ravinteet", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "fosfori", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "j\u00e4tevesi", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "vedenlaatu", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "p\u00e4\u00e4st\u00f6t", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accessrights", "value": "The author has not given permission to make the work publicly available electronically. Therefore the material can be read only at the archival workstation at Jyv\u00e4skyl\u00e4 University Library (https://kirjasto.jyu.fi/collections/archival-workstation).", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": "accessrights", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accessrights", "value": "Tekij\u00e4 ei ole antanut lupaa avoimeen julkaisuun, joten aineisto on luettavissa vain Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopiston kirjaston arkistoty\u00f6semalta. Ks. https://kirjasto.jyu.fi/kokoelmat/arkistotyoasema..", "language": "fi", "element": "rights", "qualifier": "accessrights", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_89247
language fin
last_indexed 2025-03-31T20:00:51Z
main_date 2023-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2023
publishDate 2023
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Nummela, Henri Kalojen osittaiskiertokasvatuksen ravinnepäästöt ja poistoveden käsittelymenetelmät kiertovesiviljely merikontit Akvaattiset tieteet Aquatic sciences 4012 vesiviljely (kalatalous) ravinteet fosfori jätevesi vedenlaatu päästöt
title Kalojen osittaiskiertokasvatuksen ravinnepäästöt ja poistoveden käsittelymenetelmät
title_full Kalojen osittaiskiertokasvatuksen ravinnepäästöt ja poistoveden käsittelymenetelmät
title_fullStr Kalojen osittaiskiertokasvatuksen ravinnepäästöt ja poistoveden käsittelymenetelmät Kalojen osittaiskiertokasvatuksen ravinnepäästöt ja poistoveden käsittelymenetelmät
title_full_unstemmed Kalojen osittaiskiertokasvatuksen ravinnepäästöt ja poistoveden käsittelymenetelmät Kalojen osittaiskiertokasvatuksen ravinnepäästöt ja poistoveden käsittelymenetelmät
title_short Kalojen osittaiskiertokasvatuksen ravinnepäästöt ja poistoveden käsittelymenetelmät
title_sort kalojen osittaiskiertokasvatuksen ravinnepäästöt ja poistoveden käsittelymenetelmät
title_txtP Kalojen osittaiskiertokasvatuksen ravinnepäästöt ja poistoveden käsittelymenetelmät
topic kiertovesiviljely merikontit Akvaattiset tieteet Aquatic sciences 4012 vesiviljely (kalatalous) ravinteet fosfori jätevesi vedenlaatu päästöt
topic_facet 4012 Akvaattiset tieteet Aquatic sciences fosfori jätevesi kiertovesiviljely merikontit päästöt ravinteet vedenlaatu vesiviljely (kalatalous)
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/89247 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-202309275258
work_keys_str_mv AT nummelahenri kalojenosittaiskiertokasvatuksenravinnepäästötjapoistovedenkäsittelymenetelmät