EGE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ (YÜKSEK LİSANS TEZİ) DENİZ BALIKLARI KULUÇKAHANELERİNDE KAPALI DEVRE MODELLERİ VE TEKNOLOJİLERİ.

Transkript

1 EGE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ (YÜKSEK LİSANS TEZİ) DENİZ BALIKLARI KULUÇKAHANELERİNDE KAPALI DEVRE MODELLERİ VE TEKNOLOJİLERİ Tuncer UĞRAŞ Su Ürünleri Yetiştiriciliği Anabilim Dalı Bilim Dalı Kodu: Sunuş Tarihi: Tez Danışmanı: Prof. Dr. Osman ÖZDEN Bornova-İZMİR

2 III Sayın Tuncer UĞRAŞ tarafından YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak sunulan "Deniz Balıkları Kuluçkahanelerinde Kapalı Devre Modelleri Ve Teknolojileri" adlı bu çalışma, "Lisans Üstü Eğitim ve Öğretim Yönetmeliği"nin ve Enstitü yönergesinin ilgili hükümleri dikkate alınarak; Jüri Başkanı : Prof. Dr. Osman ÖZDEN Raportör Üye : Prof. Dr. Kürşat FIRAT Üye : Prof. Dr. Adnan TOKAÇ tarafindan değerlendirilmiş olup yapılan Tez Savunma Sınavı'nda aday oy birliği/oy çokluğu ile başarılı bulunmuştur.

3 V ÖZET DENİZ BALIKLARI KULUÇKAHANELERİNDE KAPALI DEVRE MODELLERİ VE TEKNOLOJİLERİ UĞRAŞ, Tuncer Yüksek Lisans Tezi, Su Ürünleri Mühendisliği Tez Yöneticisi: Prof. Dr. ÖZDEN, Osman Bu tezde îzmir ilinde bulunan balık çiftliklerinde kullanılan kapalı devre sistemlerinin verimliliğini artırmak için yapılması gerekenler incelenmiştir. îzmir ilindeki işletmeler bulundukları bölgelere göre uygun kapalı devre modelleri belirlemişler küçük fakat önemli eksikliklerle verimlerinin birbirlerinden farklı oldukları belirtilmiştir. Kapalı devre sistemlerinde kullanılan tank sistemleri, mekanik filtrasyon, biyolojik filtrasyon sistemlerine yapılacak değişikliklerle kuruluş maliyetinin düşürülebileceği maksimum kazanç sağlanabileceği yapılan çalışma ile ortaya konulmuştur. Anahtar Sözcükler:Tank Sistemleri, Mekanik Filtrasyon, Biyolojik Filtrasyon

4 VII ABSTRACT RECIRCULATION MODELS AND TECHNOLOGIES OF MARINE FISH HATHCERIES UĞRAŞ, Tuncer MSc. in Aquaculture Supervisior: Prof. Dr. ÖZDEN, Osman in this thesis, Marine fish hathceries in izmir Region are used recirculation systems and for rising their productive has been inspected. in izmir region, companies described suitable recirculation system but their productivities with the important deficients their differences from each other has been proved. in recirculation systems, are used tank system, mechanic filtration, biological filtration systems to do some differences will be able to increase estimation price and to provide maximum profit has been notified Keywords : Tank System, Mechanic Filtration, Biological Filtration

5 IX TEŞEKKÜR Bu çalışmayı gerçekleştirirken değerli yardımlarını gördüğüm danışmanım Prof. Dr. Osman ÖZDEN'e teşekkür etmek isterim. Ayrıca tezimin yazılmasında yardımlarını esirgemeyen kardeşim Atakan UGRAŞ'a nişanlım Perihan ÖZCAN'a ve de dostum Mehmet Sinan SAKARYA'ya minnettarlığımı bildirim. Tuncer UĞRAŞ îzmir, 2006

6 XI İÇİNDEKİLER DİZİNİ Sayfa No ÖZET V ABSTRACT VII TEŞEKKÜR IX ŞEKİLLER DİZİNİ XII ÇİZELGELER DİZİNİ XV TABLOLAR DİZİNİ XII l.giriş l 1.1 Genel Bilgiler Kapalı Devre Sistem Çeşitleri Literatür Bildirişleri 5 2. MATERYAL VE YÖNTEM Kapalı Devre Sistemlerinin Temel Elemanları Mekanik Filtrasyon Birimi Biyolojik Filtrasyon Birimi Sterilizasyon Birimi Diğer Teknolojik Birimler Yöntem 24 3.BULGULAR Su Kalitesi Yönetimi Suyun fiziksel özellikleri Suyun kimyasal özellikleri Su Değişimi Örnek İşletmelerde Kapalı Sistem Modellerinin İncelenmesi Kapalı Devre Sistemlerde Malzeme Seçimi Balık Üretim Yönetimi Besleme, Stres ve Hastalık Kontrolü 61

7 XII İÇİNDEKİLER (devam) Sayfa No 4.TARTIŞMA VE SONUÇ KAYNAKÇA ÖZGEÇMİŞ 80

8 XIII ŞEKİLLER DİZİNİ Sayfa No Şekil Kapalı devre sistem elemanları 3 Şekil Kapalı devre sistemlerde kullanılan tank modeli 9 Şekil Kapalı devre sistemlerde kullanılan kum filtreleri 12 Şekil Partikül filtre 12 Şekil Protein skimmer 13 Şekil Biyolojik filtre 14 Şekil Ozon sistemi 20 Şekil a ) Kapalı devre sistemlerde kullanılan u.v sistemi 21 Şekil b ) Kapalı devre sistemlerde kullanılan u.v sistemi 22 Şekil Sistemde ki internet bağlantısı ile açılan pencerede görülen faaliyet haritası 23 Şekil Havalandırma elemanı (Blower) 24 Şekil Kapalı devre sistemlerde kullanılan rezistans 25 Şekil Aktif halde çalışan oksijen taşı 31 Şekil Su kalitesi yönetimi 34 Şekil Örnek işletmedeki kapalı devre sistemin çalışma prensibi 35 Şekil Örnek işletmedeki karışım tankı 36 Şekil Örnek isletmedeki kum filtresi 36 Şekil Örnek işletmedeki u.v sistemi 37 Şekil Sirkülasyon pompasi 37 Şekil Örnek işletmedeki u.v lambalar 38 Şekil Örnek işletmedeki biyofiltrede kullanılan biyoball 39 Şekil Protein skimmer 39 Şekil işletmede oluşturulan saturasyon kolonu ve kum filtresi sistemi 40 Şekil Selpantin sistemi 41

9 XIV ŞEKİLLER DİZİNİ (devam) Sayfa No Şekil Örnek işletmedeki kapalı devre sistemin çalışma prensibi Şekil Örnek işletmedeki karışım tankı 43 Şekil Tambur filtre 43 Şekil Sistemde kullanılan u.v sistemi 44 Şekil Biyolojik filtre ve uv 44 Şekil Sirkülasyon pompası 45 Şekil Debimetre 46 Şekil Sistemde kullanılan ısıtma sistemi 47 Şekil işletmenin kullandığı esanjör sistemi 47 Şekil Örnek işletmedeki kapalı devre sistemin çalışma prensibi...48 Şekil Bersontipu.v 49 Şekil Sistemde kullanılan karışım tankı ve sirkülasyon pompası Şekil Kartuş filtre 50 Şekil U.v filtrasyon sistemi 51 Şekil Aktif çalışan kapalı devre sistemde tank görüntüsü 52 Şekil Örnek işletmedeki kapalı devre sistemin çalışma prensibi Şekil işletme girişindeki filtrasyon sistemi 53 Şekil Berson filtre 54 Şekil Kum filtresi 55 Şekil işletmede kullanılan tanklar 55 Şekil işletmede kullanılan sirkülasyon pompası 56 Şekil Sirkülasyon pompa filtreleri 56 Şekil l mikronluk filtre 57 Şekil mikronluk filtre 57 Şekil Örnek bir kapalı devre sistem için maliyet hesaplaması 59 Şekil Hastalık işaretleri 64

10 XV ÇİZELGELER DİZİNİ Sayfa No Çizelge ph/amonyak/sıcaklık ilişkisi 27 Çizelge ph/amonyak/sıcaklık ilişkisi 28 Çizelge ph/amonyak/sıcaklık ilişkisi 28 Çizelge ph/amonyak/sıcaklık ilişkisi 29

11 XVII TABLOLAR DİZİNİ Sayfa No Tablo 4.1. Taze su giriş oranları 66 Tablo 4.2. Sirkülasyon pompası kapasiteleri 66 Tablo 4.3. Sterilizasyon miktarları 67 Tablo 4.4. Su değişim oranlan 67

12 l l.giriş Denizler, dünyanın dörtte üçünü kaplar. Çok büyük alanı kaplayan denizler uzun yıllardan beri insanların avlandıkları ve gıdalarını sağladıkları bir kaynak olarak süre gelmiştir. Denizlerden avcılık yoluyla yararlanma yanında bunlardan insan denetiminde çeşitli ürünler elde etmede veya elde edilen ürün miktarının artırma uğraşıları uzun yıllar evvel başlamıştır. Bu bağlam da ekonomik ürün elde etme de kapalı sistemleri kullanım gereği açıktır. Kapalı devre sistemleri işletmeye kurulması aşamasında yüksek maliyet yaratmasına rağmen ürün elde aşamasında riskleri minimize etmesinden dolayı kayıpları azalttığından elde edilen ürün ile kuruluş maliyetinin yükü azalmaktadır. Önceleri larval yetiştiricilikte kullanılan kapalı devre sistemleri kaliteyi artırmak için anaç ünitelerinde de kullanılmaya başlanmıştır. Böylelikle üreticiler erken foto periyot, normal foto periyot, geç foto periyot olarak 3 dönem yumurta elde etme şansı yaratmıştır. Hastalıklar larval yetiştiricilik aşamasında olduğu gibi anaç ünitesinde de göz ardı edilemeyecek bir gerçektir. Anaç ünitesinde meydana gelebilecek bir hastalık tüm anaç stokunu yok edebilir dolayısıyla ürün elde etme şansı azalmaktadır. Foto periyot ünitelerinde eylül ayında yumurta elde etmek isteyen üretici ısıtma ve soğutma sistemleri sayesinde üretimini gerçekleştirmektedir. Su ürünleri yetiştiriciliğinde amaç riskleri minimize etmek, karlılığı maksimize etmek olduğu için kapalı devre sistemlerini yetiştiricilikte kullanım alanı çoğaldıkça elde edilen ürünün piyasadaki değeri artacaktır.

13 1.1. Genel Bilgiler Kapalı sistemler mekanik ve biyolojik araçlarla suyun tekrar kullanıldığı sistemlerdir. Kapalı devre sistemler genellikle çok az yer kaplamakta, diğer yetiştiricilikte kullanılan sistemlerden daha az suya ihtiyaç duymakta ve kültüre alınan türler için olması gereken değişmeyen bir çevre sağlamaktadır. Kapalı devre sistemleri su kalitesinin kötü olduğu yerlerde alanın sınırlı olduğu yerlerde, sıcaklığın kültüre alınacak türün optimum yaşama aralığının dışında olduğu yerlerde kullanılmaktadır. Kapalı devre sistemlerin sağladığı kontrol seviyesi, sektörde var olan risk yönetimini değerlendirmek için kaynak teşkil etmektedir. Buna rağmen kapalı devre sistemleri yönetmek için tecrübeyi ve uzmanlığı birleştirmek, teknolojiye bağlı olarak yapılan işi büyütmek gerekmektedir. Kapalı devre sistemleri kurmak ve çalışır hale getirmek yüksek maliyetlidir, bu sebeplerden dolayı kapalı devre sistemlerde yüksek ekonomik değere sahip türleri yetiştirmek gerekmektedir. Kapalı devre sistemler mevcut kalite ve sistemin geniş varyasyonlarla dizayn edilmesi yeni teknolojilerin akuple edilmesi gerekmektedir. Ancak böylelikle kapalı devre sistemler yüksek tonajlı üretim sağlanmaktadır. Kapalı devre sistemleri su hareketi ve filtrasyonu için gerekli malzemeler ve kültür tanklarından oluşan kapalı bir sistemdir. Kültüre alınan türler tanklarda büyümekte ve optimum koşulları sağlamak için su sürekli değişmektedir. Su tanklardan biyolojik ve mekanik filtre sistemleri boyunca pompalanıp, tanklara geri dönmektedir.

14 Karışım tankı î Taze su girişi % Sirkülasyon pompası X Biyolojik filtre 1 r Tank sistemleri Şekil Kapalı devre sistem elemanları

15 Kapalı Devre Sistem Çeşitleri Dinlendirme Havuzlu Kapalı Devre Sistemler Bu sistemde larva havuzlarından çıkan su ön dinlendirme tanklarına gelir. Su burada ağır askı yükünden çökme işlemi sonucu arınır. Kaba askı yükünden arınan suya %10 oranında dışardan taze su eklenir. Daha sonra bu ısıtma işlemine tabi tutularak istenilen dereceye sıcaklığı ayarlanır. Isınan su pompa aracılığı ile biyolojik filtrelere geçer. Buradaki süzme ve temizleme işlemi aşağıdan yukarıya doğrudur. Biyolojik olarak temizlenen su ultraviyole işlemine tabi tutulduktan sonra oksijence zenginleştirilerek larva tanklarına kendi cazibesi ile geri döner. Bu kapalı devre sistemi ekonomik açıdan oldukça avantajlıdır. Lamelli Kapalı Devre Sistemler Larva tanklarından kirlenmiş olarak gelen su ön dinlendirme havuzuna gelir, îlk sistemden farklı olarak bu havuzda süzme işlemi gören petek şeklinde lameller vardır. Bu lameller sayesinde su partikül yükünden büyük ölçüde arındırılarak bakteriyolojik filtrelere gelir. Filtre sistemi son derece kaliteli kum materyalinden hazırlanmıştır. Suyun kalitesi önceki sisteme göre 2-5 kez daha iyidir. Filtreden geçen suya %10 oranında yenilenme uygulanır. Daha sonra bu pompa aracılığı ile eşanjör sisteminin olduğu bölüme gelir, istenilen sıcaklığa ayarlanan su ultraviyole ile sterilize edildikten sonra U tüpünden geçerken oksijence zenginleştirilir ve larva tanklarına döner. Hidropaklı Kapalı Devre Sistemler Bu tip kapalı devre sistemlerde, larva tanklarından çıkan su ön dinlendirme havuzunda bulunan süzücü lameller aracılığıyla ağır askı yükünden arındırılır. Bu suya %10 oranında yeni su ilave edilerek debisi ayarlanabilir pompa aracılığı ile biyolojik filtrenin olduğu bölüme iletilir. Bu sistemde

16 kurulan biyolojik filtrelerde hidropak adı verilen malzeme kullanılır. Buradaki en önemli konu biyolojik filtrelerden geçen suyun debisidir. Debi saatte 50 it 'den fazla olmamalıdır. Bu debinin uygulanması durumunda amonyum azotunun % 80 'i ortamdan uzaklaştırılabilir. Biyolojik filtrelerden çıkan su eşanjörlü ısıtma sistemine gelir. Buradan ultraviyole ile sterilize edilen su U tüpünde oksijenlendirilerek larva tanklarına geri döner. Basınçlı Biyolojik Filtreye Sahip Kapalı Devre Sistemler Tanklarda kullanılıp, organik kirlilik yüklenmiş olan su karışım tankına gelir. Karışım tankında suya %10 yeni su ilavesi uygulanır. Buradan su pompalar yardımıyla mekanik filtreye gelir. Mekanik temizleme işlemi kum filtrelerde yapılır. Buraya organik askı yüküyle gelen su askı partiküllerden arındırılır. Askı yükünü kum filtrelerde bırakan su buradan pompayla basınçlı biyolojik filtreye gelir. Basınçlı biyolojik filtre kirlenmeye çok hassas olup, maksimum su temizleme yeteneğine sahiptir. Sistem birbirine paralel iki filtreden oluşur. Birinin kirlenmesiyle temizleme işlemini diğeri yapar. Kirlenen filtre temizlendikten sonra devreye girer. Amonyak yükünden arınan su son olarak mikrobiyolojik canlılardan arınmak için ultraviyole filtreye gelir. U- v filtrede bakteri, virüs ve parazit gibi mikrobiyolojik canlılardan arınan su oksijenlendirme işlemi yapılıp tekrar kullanım için tanklara pompalanır Literatür Bildirişleri îzmir, 3,6 milyon nüfusu ile Türkiye' nin 3. büyük ilidir (D.Î.E., 2001 ). Ayrıca çevredeki diğer illerden ve bölgelerden gelen su ürünlerinin gerek yurt içinde gerekse yurtdışına pazarlandığı bir merkez konumunda bulunması açısından önem taşımaktadır. Her yıl sabit bir nüfus kadar yerli yabancı turist îzmir ve çevre illere gelmektedir. Dolayısıyla su ürünlerine büyük ihtiyaç duyulmaktadır, îzmir bölgesinin doğal stoklarından avcılık yoluyla ihtiyaç

17 6 duyduğu su ürünleri miktarını karşılaması olası gözükmektedir. Türkiye üretime bakıldığı zaman ise deniz balıkları türlerinin sayıca fazla olmasına rağmen iç su balıklarından alabalık üretimin toplam üretimin % 55'lik kısmını oluşturmaktadır. Deniz balıkları türlerinden çipura ve (Sparus aurata L ) levrek (Dicentrarchus labrax L 1758 ) türleri sırasıyla ton ve ton olduğu bilinmektedir (D.Î.E., 2001 ). Elde edilen bu ürünün %40 Ege bölgesinde üretilmektedir (D.Î.E., 2001 ). îzmir bölgesi ve civarı Türkiye'nin toplam üretimini etkileyen işletmeler olduğundan dolayı tez için bu bölge araştırma alanı olarak seçilmiştir. Yapılan bu çalışmada izmir'deki deniz balıkları kuluçkahanelerinin sahip oldukları kapalı devre sistemleri değerlendirmeye alınmıştır. Çalışmada işletmelerin kullandıkları kapalı devre sistemleri, sistemlerde karşılaştıkları sporunlar, getirilebilecek çözüm önerilerinin tartışılması, sistemlerim üretime ve verimliliğe olan etkileri incelenmeye çalışılmıştır. Araştırma konu kapsamında incelen ve daha önceki kimi çalışmalarda şu konulara değinilmiştir. Pritchard (1988), Kanada da akuakültürün durumu üzerine yaptığı araştırmalarda, ülkede akuakültürün verimliliğini, seçilen teknolojilerin pazarlama alanlarını, sahip oldukları teknolojileri geliştirmek amacıyla akuakültürdeki teknolojik değişimleri sunmuştur. Licas (1988), Akuakültür ünitelerinde büyük, orta ve küçük hacimli anaç havuz sistemlerin kullanıldığını bildirmiş, büyük sistemlerin yoğun olarak Japonya ve Kuzey doğu Asya ülkelerinde m 3 hacimlerde tesis dışında kullanıldığını, orta büyüklükte hacme sahip tankların ise Avrupa ülkelerinde kullanılmakta olup tesis içinde yer aldığını ve tank hacimleri m 3 arasında olduğunu bildirmişlerdir. Küçük hacimli sistemlerin ise 10 -

18 20 m 3 arasında olup Akdeniz sahasındaki ülkelerde kullanıldığına değinmiştir. Blancheton ( 2000 ), son günlerde Avrupa'daki bir çok kuluçkahane, deniz balıkları yetiştiriciliğinin larval evresinden fmgerling evreye kadar olan bütün evrelerinde kapalı devre sistem kullandığına değinmiştir. Kuruluş maliyetlerinin yüksek olmasına karşın az enerji gereksinimi ve yaşama oranlarının yüksek olması bu sistemlerin tercih edilme sebebi olduğunu bildirmiştir. Bir çok işletme büyük yetiştiricilik birimleri, yüksek stok yoğunluğu hedeflemektedir. Dolayısıyla model olarak işletmelerde kapalı devre sistemleri kullanmayı kabul eden işletmelerin soğuk sezonda sahi istenilen sıcaklıkta, yüksek yoğunlukta üretim yaptığını belirtmiştir. Summerfelt, Vinci, Piedrahita (2000), Özellikle oksijen ve karbondioksit gibi çözünmüş gazlar kapalı devre sistemlerde sınırlayıcı etkiye sahip olduğunu bildirmişlerdir. Kapalı devre sistemlerde çözünmüş gaz konsantrasyonlarının kontrolü ve sistemden uzaklaştırılmasının biyolojik filtre aktivitesini etkilediğini belirmişlerdir. Thomas, Masser, Rakocy (1999 ) deniz balıkları yetiştiriciliğinde Kapalı Devre Sistemlerinin 30 yıldan fazla bir süredir kullanıldığını ve özelliklede son 10 yılda üretimde ciddi artışların olduğunu belirmişlerdir. Bununla beraber üretimdeki ciddi artışın, yetiştirme alanlarının kontrolü, optimal koşulların sağlanması, yemleme tekniklerindeki eksikler yemi gelişmelerin kapalı devre sistemlere yansıtılmasından sorunların oluştuğunu bildirmişlerdir

19 8 Thomas, Masser, Rakocy ( 1999 ), Kültüre alınmış farklı türlere değişik sıcaklık gerektiğini belirtmişlerdir. Özellikle, kültüre alınmış türlerin büyümeleri için optimal oran içinde sıcaklığın düzenlenmesi çok önemini bildirmişlerdir. Optimal besin karışımı sağlandığında, stres azaltıldığında balık için uygun sıcaklık değerleri sağlandığında balığın çabuk gelişme gösterdiği belirtmişlerdir. Kapalı devre sistemlerinin taşıma kapasitesi su miktarına, oksijen miktarına, sıcaklığa ve kültüre alınan türün özel gereksinimine bağlı olduğunu vurgulamışlardır. Yüksek yoğunlukta türler sağlıklı olarak büyüme oranlarına negatif etki olmaksızın kapalı devre sistemlerde yüksek yaşama şansı bularak kültüre alınabildiğine değinmişlerdir. Lee ( 2000 ), Modern akuakültür operasyonlarında bilgisayar ile kontrol sistemlerini içeren yeni teknololojiler kapalı devre sistemlere adap edilmeye başlandığını belirtmiştir. Bu teknolojiler sistemin oksijen ihtiyacını, yemleme miktarını, sıcaklığını, stok yoğunluğunun tespitine bunlara ilaveten ph amonyum tayine destek olacak yapıya sahip olduğunu bildirmiştir. Böylelikle ticari kimliğe sahip olan işletmelerin teknolojiye uyum sayesinde minimum zarar ve maksimum kar sağlayacağını değinmiştir. Boley, Muller, Haider ( 2000 ), Kapalı devre sistemlerde amonyum türevlerin uzaklaştırılması basit işlem gibi görünmesine karşın, hastalıklar üzerindeki etkisi, biyolojik filtre aktivasyonuna, sistem ph'na etkisine değinmiştir.

20 2. MATERYAL VE METOT Bu çalışmada araştırma materyali olarak, îzmir ili çevresindeki 4 Deniz balıkları kuluçkahanesi örnek alınmış araştırmalarda tam sayı metodu kullanılmıştır, işletmelerin isimleri haksız rekabeti yol açmamak amacıyla gizli tutulmuştur 2.1. Kapalı Devre Yetiştiricilik Sistemlerinde Kullanılan Temel Elemanları Üretim tankları büyüklükleri ve şekilleri değişmesine rağmen genellikle 8m 3-18m 3 hacimlerine sahip plastik ve fiberglas tanklar yaygın olarak kullanılmaktadır. Konik tabanlı düz yuvarlak tanklar su sirkülasyonu yarattığı ve merkez kanaldan katıları uzaklaştırma imkânı sağladığı için tercih edilmektedir. Şekil Kapalı devre sistemlerde kullanılan tank modeli Fingerling boydaki balıklar için nurseri tankları ana sistemin içinde ya da kullanılan tankların içine ağlar yerleştirilerek stoklanabilmektedir. Bu faaliyet yardımıyla juvenil boydaki balıkların yönetimi de gerçekleşmektedir. Karantina tanklarının özellikle yeni stok ulaştığı zaman, transfer risklerinde

21 10 doğacak hastalıkların minimize edilmesinde ve ana üretim sisteminin izole edilmesinde kullanılmaktadır( Wilton, S., 2002 ). Karantina tanklarında stoklama tedavi imkânı sağlamakta aksi takdirde hastalıklara müdahale biyolojik filtre ile olmamaktadır. Balıklar yaşamak için Oı ihtiyaç duymaktadır. Kapalı devre sistemler yüksek yoğunlukta stoklama ile faaliyet göstermektedirler. Bazı zamanlarda basit mekanik sistemlerle Oı elde etmek yeterli değildir. Oı saf (Çözünmüş) olarak sisteme eklenebilmektedir. Balıklar metabolik atık olarak nitrit ve amonyak oluştururlar. Eğer belli seviyelere ulaşmadan zararsız nitrata çevrilmesine imkân sağlanmazsa oluşan bu ürünler balıklar için toksik etki yaratmaktadır. Bu amaç için kapalı devre sistemlerinde biyolojik filtreler kullanılmaktadır. Dolaşan su biyolojik filtre boyunca geçer ve nitrifikasyon bakterileri tarafından sudaki amonyak önce nitrite sonra toksik olmayan nitrata çevrilmektedir (Thomas, M., Masser, M., Rakocy, J., 1999 ). Biyolojik filtrelerin dışında kapalı devre sistemlerinde fekes, yenilmemiş besinler, biyofiltre atıkları gibi maddeleri uzaklaştırmak için mekanik filtreler gerekmektedir. Atık katı maddeler mekanik filtrasyon sisteminde toplanmazsa, bakteriyel aktivitede artışa amonyak ve nitrit miktarının yükselmesi gibi sonuçlar ortaya çıkmaktadır. Bunlara ek olarak kapalı devre sistemlerde organik materyal fazlalığı, hastalıkların gelişme riskini artırmaktadır. Bu yüzden kum, tambur, kartuş tipi birçok mekanik filtre çeşidi kullanılmaktadır Mekanik Filtrasyon Kapalı devre sistemlerdeki en büyük problemlerden biride parçacıkların uzaklaştırılmasıdır. Partiküller sindirilmemiş atıklar ve yenilmemiş besinlerden oluşmaktadır. Partiküllerin çabuk ve etkili uzaklaştırılması mekanik filtrelerin baştanbaşa hacmini artırmak ile

22 11 olmaktadır. Partikül filtreleri düzenli olarak temizlenmeli ve pik etki yaratması engellenmelidir. Partikül maddelerin birçoğu küçüktür ve uzaklaştırılması sırasında birçok probleme sebep olmaktadır. Bunlara ek olarak kapalı devre sistemlerinde organik materyal fazlalığı hastalıkların gelişmesi riskini artırmaktadır. Bu bağlamda kapalı devre sistemlerinde kullanılan mekanik filtre çeşitleri aşağıda tanımlanmaktadır; Kum filtreleri Prensip olarak filtre içine giren suyun yüksek debi ve basınç altında kumlardan geçirilip, süzülmesi şeklinde çalışan kum filtrelerde filtre edilen su aynı debi ve basınçla sisteme süzülmüş halde gönderilmektedir. Filtrelerde kullanılan kumun boyutlan direk süzebilirlik yeteneğini etkilemektedir. Üç ana çeşidi olan kuartz kum'un boyutları şöyledir; kalın mikron, orta mikron ve ince 5-20 mikron'luk süzme yeteneğine sahiptirler. Kum filtrelerde süzme işlemi sisteme doğrudan bağlanan santirifüjlü pompanın sağladığı yüksek debi ve basınçla suyun filtreye üst kanaldan girmesi ile başlamakta ve kumlu bölgeden süzülerek geçtikten sonra alt diffizörlerde meydana gelen basınçlı emilim sayesinde çekilerek sisteme gönderilir. Santirifüzlü pompanın yarattığı emme-basma gücü sayesinde suyun filtre içindeki süzülmesi sağlanır. Kum filtrelerin yerine dönen fici filtrelerde kullanılabilir. Kullanımı ve bakımı çok kolay olan fici fitreler askı maddeleri tuttuktan sonra periyodik olarak kendini temizlemektedir. Filtrenin bir kısmı suda iken diğeri suyun dışında, geri yıkama ile kendini temizler ve bir kanal vasıtasıyla atıkların otomatik olarak dışarı atılması sağlanmaktadır.

23 12 Şekil Kapalı devre sistemlerde kullanılan kum filtreleri Partikül Filtreler Sisteme yeterli oksijen sağlanırsa, bir sonraki adım sudaki asılı parçacıkların uzaklaştırılmasıdır. Bu işlem değişik yoğunlukta, şekilde ve büyüklükteki parçacıkları uzaklaştırdığı için zordur. Asılı parçacıklar suda ağır olan fekes, sindirilmeyen besinlerden oluşmaktadır. Mekanik filtre ekipmanları yardımıyla 10 mikrona kadar olan parçacıkların uzaklaştırılması mümkün olmaktadır (Thomas, M., Masser, M., Rakocy, J., 1999 ). Asılı parçacıkların uzaklaştırılması için kullanılan filtreleri 3 ana grupta toplamak mümkündür. Birinci grup çökertme havuzlarını içermektedir. Yetiştirme ortamından gelen suyun içindeki partiküllerin ağırlığından dolayı çökmesiyle su büyük partiküllerden temizlenmektedir, îkinci grup ise kum filtreleri, tambur filtreler, disk filtreler gibi yüksek debiyle suyu parçacıklarından temizleyen sistemlerdir. Şekil Partikül filtre

24 13 Üçüncü grup ise protein skimmer denilen ekipmanlardır. Protein skimmerlar'la büyük bir kolonun içinde su hava ile çarpıştmlarak köpük halinde partiküller yüzeyden atılmaktadır. Şekil Protein skimmer Köpük Ayırıcı Filtreler Askı kalan % 50'si ince çözülmüş haldedir. Bu katılar aktif karbon ve köpük ayırma işlemleri ile atilabilmektedir. Köpük ayırma su sütununun dibinden kapalı hava verilmesi ve yüzeyde köpük oluşturması işlemidir. Yüzeye doğru çıkan hava kabarcıklarının yüzeyinde toplanan çözünmüş maddeler oluşan köpükle birlikte uzaklaştırılır. Filtreye verilen havanın hızı, katılar ile hava kabarcıklarının temas süresi, köpük boyu, filtrasyon dizaynı, suyun kimyasal özellikleri filtre verimini etkileyen faktörler arasındadır. Aktif Karbon Filtreler Akuakültürde yaygın olarak kullanılan bu sistemde aktif karbon taneciklerinden oluşan filtre yatağı kapalı bir tanka konur ve arıtılacak su bu filtreden geçirilir. Başka yöntem ise toz haline gelmiş karbonu suya ilave edip

25 14 çökeltim ya da mekanik filtrasyon ile uzaklaştırmaktır. Aktif karbon düşük seviyelerdeki non-polar organik bileşikleri ve özellikle bakır olmak üzere bazı metalleri sudan ayırmak için kullanımı tek başına yeterli olmasa da asitle işlenmiş karbon sudan NHs uzaklaştırmak içinde kullanılır Biyolojik Filtrasyon Biyolojik filtreler, akuakültürde verilen görevleri uygulamak için mikroorganizmaları kültür eden araçlardır. Organizmaların farklı türleri farklı görevler üstlenmektedir. Kullanılan ve dizayn edilen çevreyi düzenlemek için ve organizmaların büyümesi için gereklidir. Seldi Biyolojik filtre Biyolojik filtreler kapalı sistemlerde su kalitesinin düzenlenmesinde görev almaktadır. Biyolojik filtreler su değişimi olmaksızın su kalitesinin sağlanmasında görev almaktadırlar. Uygun su kalitesini sağlamak için birçok yöntem vardır. Bu yüzden kapalı sistemler ve akvaryum sistemleri için çok önemlidir.

26 15 Kapalı sistemlerde biyolojik filtreler dizayn şekline ve hacmine göre şu görevleri gerçekleştirmektedirler: Amonyağın uzaklaştırılması Nitritin uzaklaştırılması Çözünmüş organik parçacıkların uzaklaştırılması Oksijenlendirme yapması COı uzaklaştırılması Nitrojen atıkların ve diğer çözünmüş gazların uzaklaştırılması Asılı parçacıkların uzaklaştırılması Genel olarak, kapalı sistemlerdeki biyolojik filtrelerde kolonize olmuş 3 tür aerobik mikroorganizma vardır. Birincisi heterotrofik bakteri besin kaynağı olarak çözünmüş organik materyali kullanmaktadır. Nitrosomonas sp. besin kaynağı olarak amonyağı kullanmakta atık ürün olarak nitrit üretmektedir. Nitrospira sp. besin kaynağı olarak nitriti kullanmakta ve atık ürün olarak ta nitrat oluşturmaktadır. Bu iki bakterinin meydana getirdiği işleme nitrifîkasyon denilmektedir. Nitrifikasyon işlemi; NHı+Oı Nitrosomonas NO 2 + H 2 0 +H enerji N0 2 + O 2 Nitrobakter N0" 3 + enerji Nitrifikasyon işlemi sudaki Oı miktarına bağımlılık göstermektedir îkinci kademe olan denitrifikasyon sürecinde anaerob bakteriler tarafından nitrat nitrite ve oradan da azot gaz formuna dönüşerek sudan uzaklaşır. Denitrifikasyon işlemi oksijenli ortamda gerçekleşir. 10H + 2NO" 3 anaerobik bak. 2OH" + N 2 + 4H 2 O Biyolojik filtrelerde verimi artırmak için 2 yol vardır. 1. yöntem bakterilerin büyümesi sağlamak için biyolojik filtrede ekstra kapasite sağlanması gerekmektedir. 2.yöntem ise uzun bir elek boyunca suyun biyolojik filtre içinde dolaşmasını sağlamaktır.

27 16 Akuakültür sistemlerinde anaerobik filtreler biyolojik filtre olarak dizayn edilmiştir. Fakat kültür sistemlerinde ana biyolojik filtre olarak kullanılmamıştır. Kapalı devre sistemlerinde anaerobik bakterilerden oluşan filtrelerin kullanılmaması için 2 önemli sebep vardır. Bunlardan ilk olarak kapalı devre sistemlerde suyu istenilen düzeylerde etkin temizleme kapasitesine sahip değildirler. Diğer sebep ise temizleme işlemi anaerobik filtrelerde çok yavaş olmaktadır. Bütün bu sebeplere rağmen kapalı devre sistemlerinde anaerobik filtrelerin kullanılması mümkündür. Anaerobik filtreler yüksek dayanıklılığa sahip atıkların işlenmesi için çok uygundur. Örneğin; dayanıklı atık maddelerden fiziksel filtre sistemleri sayesinde çamur elde edilir ve anaerobik sindirim neticesinde metan gazı elde edilir. Özel olarak dizayn edilmiş makineler yardımıyla açığa çıkan gazlar yakılarak elektrik enerjisi elde edilir. Eğer bu sistem kaplı devrelere uygulanırsa elde edilecek ısı ile kültür ortamında kullanılacak suyun ısıtılması mümkün olmaktadır. Fakat sistemin kuruluş maliyeti göz ardı edilmemesi gereken bir gerçektir. Biyolojik Filtrelerin Aktivasyonu Ortamda 4 ppm amonyak ve 0,2 ppm nitrit olacak şekilde gerekli kimyasal maddeler ilave edilir. Su ısısı derece olacak şekilde ısı ayarlanır, motorlar çalıştırılır ve sistem tamamen kapalı bir şekilde çalışmaya bırakılır. Sözü geçen bakterilerin biyolojik filtre içersinde tutunmasını sağlamak için filtrelerde su gelişinin fazla hızlı olmaması gerekmektedir. (UV filtreler kapalı olmalıdır.) Amonyağın nitrite indirgenmesi l haftalık bir süre zarfinda başlar, ancak nitritin nitrata indirgenmesi uzun bir işlem olup 3 hafta kadar sürebilir. Birinci haftanın sonunda ortamdaki amonyak miktarı ölçülür ve eksik olan amonyak 4 ppm'e tamamlanır. Bu işlem her üç günde bir tekrarlanır. 3. haftanın sonunda ortama amonyak ilavesi yapılmadan amonyak ve nitrit

28 17 testleri yapılır. Kapalı devre sistemin üretime hazır olması ortama 4 ppm amonyak ilave edilmesinden sonra biyolojik filtre çıkışında amonyak ve nitrite rastlanmaması ile anlaşılır. Biyolojik filtreler canlı olup, her canlı gibi gıdaya ihtiyacı vardır. Bu nedenden dolayı üretimin başlamasına değin ortama amonyak girişinin yapılması gerekir. Sözü geçen bu bakteriler aerobik olup Oı tüketirler. Toplama tankını terk ederek filtrelere giren suyun oksijence satürasyonda olması gerekir. (25 en az 6 mg/lt Oı) Su ph 'mda olabilecek değişikliklere dikkat edilmesi gerekir. Asidik ortama doğru bir değişim söz konusu ise ya taze su girişi ile ya da bikarbonat ilavesi ile ortam deniz suyu ph 'sına getirilmelidir. Bazik bir ortama doğru bir değişim söz konusu ise taze su ilavesi gereklidir. Tuzlulukta bir artış söz konusu ise tatlı su ilavesi ile % 0,38-40 tuzluluğa düşürülmelidir. Aktivasyon işlemi ilk defa devreye giren bir filtrede 6 hafta, dezenfekte edilmesine rağmen daha önce kullanılmış bir filtrede 3-4 haftaya gereksinme duyar. Sudaki amonyak miktarı, suyun filtreler den geçiş hızı, su sıcaklığı, suda erimiş Oı oranı, her türlü fiziksel ve kimyasal şoklar, U.V filtrelerin kapalı olması, aktivasyon sırasında ters yıkamanın yapılmaması, pompaların devamlı çalışması, toplama tankındaki su seviyesi (gerekli ise su ilavesi) suyun ph'da olabilecek değişiklikler (gerekiyorsa su ilavesi ve ph'ın normale getirilmesi) ve suyun tuzluluğunda olabilecek değişiklikler aktivasyon sırasında dikkat edilmesi gerekli parametrelerdir ( Lekang, O. L, Kleppe, H., 2000 ) Üretime geçmeden 3 gün önce ısıtıcılar üretimin başlangıcında istenilen su sıcaklığına ayarlanır. ( ) ve ortamın yavaş soğuması sağlanır. Bu işlemdeki amaç biyolojik filtrelerde üremiş olan bakterilerin her hangi bir termik şoka maruz kalmasını engellemektir, îkinci günün sonunda ısıtıcılar kapatılır ve sistemdeki su boşaltılır. UV filtre açılır, havuzlar devreye sokulur, ısıtıcılar açılır ve ayarlanır, biyolojik filtreler devre dışı bırakılır, (6 yollu vana circulation konumuna getirilir) ve sistem doldurulur. Su ısısı istenilen

29 18 düzeye ulaşınca biyolojik filtreler devreye sokulur. Bu işlemlerin oldukça hızlı yapılması biyolojik filtrenin uzun zaman oksijensiz kalmaması, açısından önemlidir. Biyolojik Filtrenin Oluşumu Genellikle, nitrifikasyon işlemi biyolojik filtre denilen ayrıştırma kaplarında gerçekleşir. Bakteriler mikrop geliştirme ortamlarında çoğalırlar ve biyolojik filtre su ile dolu (deniz suyu ile doldurulmuş ) ya da havalandırma için muhafazasız olabilir ve su bu ortama damla damla akıtılarak verilir. Yetiştiricilik uygulamalarında su ile dolu (muhafazalı) biyolojik filtreler tercih edilir. Bu biyolojik filtrelerde, su akışı üstten ya da alttan olabilir. Alttan su akışının sağlanması maddelerin filtrenin üst kısmında yoğun bir şekilde toplanmasını kolaylaştırdığından avantajlıdır. Biyolojik filtreler yavaş akışlı kum filtrelerine benzerler. Kum'un içeriğin de kalınlığı minimum 7,6 mm ve 2,5 mm boylu iyi tasnif edilmiş kalsiyumlu çakıl zemin (istiridye kabuğu, kalsit veya mercan) kullanılmasının yanında değişik tiplerdeki plastik materyaller havalandırma sütunlarında kullanıldığı gibi ve derinliği 0,60-1,3 m ( 2-4 it) arasında değişen atık su damlatma filtreleri kullanılır. Kalsiyumlu zeminler ucuz ve deniz suyuna tampon görevi görürler, bakteriler az miktarda ilave maddelere ihtiyaç duyarlar. Hidrolik yükleme oranlan kalsiyumlu çakıl için Ippm/lt ve plastik maddeler için 1,5-2,5 ppm / it olarak düzenlenecektir. Bu değerler filtre yapımında, kültür tanklarının total dip alanlarının hesaplarına göre kullanılır. Biyolojik filtrenin performansı filtre içindeki çözünmüş oksijen tüketiminin ölçülmesiyle anlaşılabilir. Biyolojik Filtrenin Bakımı Ve Kontrolü Biyolojik filtrenin tıkanması halinde geri yıkama veya havayla temizleme yapılabilir. Ayrıca sifon yöntemiyle ve hafifçe karıştırmak suretiyle

30 19 üst kısımdan pisliğin alınması mümkündür. Her sabah biyolojik filtrenin ters yıkama ile temizlenmesi gereklidir. Temizleme suyunun ısısına dikkat edilmelidir. Her iki günde bir havuzların su girişlerinden alınacak örneğe amonyak ve nitrit testi yapılır. Her dört günde bir havuzların su girişlerinden alınacak örneğe nitrat testi yapılır. Her akşam kum filtrenin ters yıkama ile temizlenmesi gerekir. Biyolojik Filtrelere Destek Sistemler Kapalı devre sistemlerinin hiç birinde biyolojik filtre olarak aynı araçlar kullanılmamaktadır. Bu yüzden farklı üreticiler farklı koşullar altında aynı ürünü üretmektedirler. Biyolojik filtreler akuakültür sistemlerinde su kalitesini düzenlemek için kullanılan sistemin sadece bir parçasıdır. Diğer parçaların etkinliği ve varlığı biyolojik filtrenin performansını artırmış olacaktır Sterilizasyon Birimi Biyolojik filtreler deki hastalıkların tedavisinde kullanılan kimyasalların çoğu bakteriyel popülasyonu harap edici etki yapmaktadır. Bu yüzden sistemdeki suyun en sağlıklı ve güvenilir şekilde temizlenmesi dezenfeksiyonla yapılmaktadır. Dezenfeksiyonda ozon ve UV ışınlan tercih edilmektedir. Ozon Ozon gazı içme suyu dezenfeksiyonunda yıllardan beri kullanılmaktadır. Ozonun suda güçlü bir oksidize etkisi bulunmaktadır. Ozonla dezenfeksiyon işleminin etkinliği temas süresine ve sudaki mikroorganizmalarla beraber arta kalan ozon miktarına bağlıdır. Ozon karasızdır ve dakika içinde çöker. Kültür tankına giren artik ozon kabuklular ve balıklar için toksik bir maddedir. Bu yüzden ozon uygulamaları uzmanlar tarafından yapılmalıdır. Genelde ozon uygulamaları uv ışınlarıyla

31 20 birlikte yapılır. Dikkat edilmesi gereken en önemli nokta ise sistemi biyofîltrelerden önce kullanmamaktır. Çünkü böylelikle yaralı organizmalar da zarar görebilir. (Krumins, V., Ebeling, J. M., Wheaton, F., 2001) Ozon UV tip (Ultraviyole ışın) ozon jeneratörleri veya Elektrik akımı (Korona akımı) ozon jeneratörleri ile üretilebilir. UV tip ozon jeneratörlerimde kuru hava ve saf oksijen ultraviyole ışımalara maruz bırakılır UV ışınlarıyla oksijenin moleküler yapısı uyarılır ve ozon elde edilir. Şekil Ozon sistemi CD tip (Korona Akımı) ozon jeneratörleri "UV" tip ozon jeneratörlerine göre daha yüksek miktarda ve daha yüksek konsantrasyonda ozon üretirler. Ayrıca korona akımı sistemlerinin bakımı daha kolay olduğu için ekonomik ve verimli sistemlerdir. Bu yüzden ticari ozon jeneratörlerini oluştururlar. Uygulamaların çoğunda CD tip ozon jeneratörleri kullanılır. Bu sistemlerde gazın içerisinde yeteri kadar yüksek potansiyele sahip elektrotlar geçirilir. U.V U.V lambalar genetik bilgileri değiştirerek mikroorganizmaları yıkıma uğratmaktadırlar. Bu işlemi gerçekleştirirken kalıntı niteliğinde

32 21 tehlikeli yan ürün oluşturmazlar. Ve aynı zamanda kültür ortamında kullanılacak suyun rengi, kokusu gibi karakteristik özelliklerini bozmamaktadırlar. U.V lambalar nanometre dalga boyunda ve çok yüksek enerji düzeylerinde çalışan bir ışık kaynağıdır. Dezenfeksiyon için en büyük etkiyi yaratan U.V lambalar nanometre arasında özelikle 254 nanometre dalga boyunda çalışanlardır. Şekil a ) Kapalı devre sistemlerde kullanılan u.v sistemi U.V sisteminin ilk kısmı değişen sıcaklık aralıklarında U.V den aynı kalitede su çıkışı sağlayan yüksek performanslı spektroterm lambalardır.

33 22 Şekil b ) Kapalı devre sistemlerde kullanılan u.v sistemi Bu özel lambalar yaygın olarak kullanılan lambalardan daha yüksek etki derecesine ve sağlamlık göstermektedirler. U.V lambaları uzun çalışma ömrü aynı dezenfeksiyon derecesine sahip su meydana getirme özelliği göstermektedirler. Sistemin etkin U.V lambaları yüksek maliyete sahip olmalanna rağmen, sudaki patojenlerin %99,99 dan fazlasını yıkıma uğratma gücüne sahiptirler. Bunların dışında U.V lambalarının etkisinin artırılması için güvenirlik, uzun servis ömrü çalışmaları yapılmaktadır. Küçük cipler içeren elektronik kontrol elemanları etkiyi artırmak için U.V lambalara özel olarak dizayn edilmiştir. Elektronik devre elemanları, etkili dalga boyu oranlarında ışığın suya verilmesini ultraviyole ışınların optimal seviyede kullanılmasını sağlamaktadır. Aynı zamanda düşük enerji tüketimi sağlamaktadır. Bunların dışında gerek duyulursa otomatik temizleyiciler ve internet eklenebilmektedir. (Lee, P, G., 2000)

34 23 B E* 1» A <w *,^«1 S.! T Eaamples ^ t? X GAS 3 BIO 2 FLT 5 CHM 2 HCX 2 J/A-3RU 1 J/A-3RLJ2 J/A-CJRJ î J/A-ORU J J/A-3RU 5 J/A-SRU S J/A-ffRll 7 J^A-SRU 8 Slmulatlon 1ü - Iteratlon 1 ; 3J 2/1999 Hr: 0.00 Days: ( Şekil Sistemde ki internet bağlantısı ile açılan pencerede görülen faaliyet haritası Diğer Teknolojik Birimler Havalandırma Ve Oksijen Sistemleri Havalandırma ve oksijen sistemleri kapalı devre içinde kullanılan biyolojik filtreler için çok önemlidir. Mekanik yüzey havalandırma aparatları, yüzey altı hava difiizörleri ve oksijen enjeksiyon sistemleri biyolojik filtrelere destek olan ekipmanlardır. Bütün aerobik filtreler operasyonu gerçekleştirmek için oksijene ihtiyaç duymaktadır. Biyolojik filtrelere ihtiyacı olan oksijen sağlanmazsa biyolojik filtreler suyun getirdiği oksijenle sınırlı bir şekilde çalışacaktır.

35 24 Şekil Havalandırma elemanı (Blower ) 2.2 Yöntem Bu çalışmada işletmelere gidilerek idari kadro ve teknik kadro ile temas sağlanarak bilgilere ulaşılmıştır. Her işletmenin kendi yerinde görsel ve laboratuar ekipmanları kullanılarak verilerin değerlendirilmesi yapılmıştır. 3. BULGULAR 3.1. Su Kalitesi Yönetimi Biyolojik filtredeki bakterilerin optimum etki göstermeleri ve balıklarda maksimum büyüme sağlamak için kapalı devre sistemlerde uygun su kalitesi koşulları sağlanması gerekmektedir. Sıcaklık, çözünmüş Oı, COı, ph, nitrit, amonyak ve katı maddeler gibi su kalitesi faktörlerinin kontrol edilmesi gerekmektedir. Tuzluluk, nitrat ve alkalinite gibi su kalitesi parametrelerini de göz önünde bulundurmak gerekmektedir Suyun Fiziksel Özellikleri Sıcaklık Kültüre alınmış farklı türlere değişik sıcaklık gerekmektedir. Özellikle kültüre alınmış türlerin büyümeleri için optimal oran içinde sıcaklığın düzenlenmesi gerekmektedir. Optimum sıcaklıklarda balıklar etkili besin dönüşümü ile çabuk büyümekte ve birçok hastalığa direnç sağlamaktadırlar.

36 25 Optimal besin karışım oranı sağlandığında, stres azaltıldığında, hastalıklara yakalanma eğilimi azaltıldığında uygun sıcaklıkla balığın çabuk geliştiği görülmektedir. Şekil Kapalı devre sistemlerde kullanılan rezistans Nitrojen Bazlı Atıklar Amonyak balıklar tarafından serbest bırakılan temel nitrojen bazlı atıktır. Amonyak protein sindiriminden oluşan yan üründür. Yenilen besinin her 100 poundundan yaklaşık 2,2 pound amonyum nitrojen üretilir. Biofiltredeki bakteriler amonyağı nitrit'e, nitrit'i ise nitrat'a çevirmektedir. Amonyum ve nitrit balıklar için toksiktir. Bu yüzden kapalı sistemlerde temel problemlerden biridir. Suda olmayan amonyak türü balıklar için oldukça toksiktir. Sistemdeki toplam amonyak konsantrasyonu artmaya başladıysa, biyolojik filtre uygun şekilde çalışmıyor olabilir ya da besleme oranı, amonyum üretimi dizayn edilen biyolojik filtrenin kapasitesinden yüksektir. Sistemdeki bakteriler ölürse, oksijen eksikliği, düşük ph, kimyasallardan oluşan zehirlilik, doğal yaşlanmadan ya da diğer faktörlerden etkisiz hale gelirse biyolojik filtre etkisiz hale gelmektedir. Biyolojik filtrelerde aktif olarak büyüyen bakterilerin gelişmesi için dizayn edilmiştir. Buna rağmen kuvvetli temizlemeden dolayı bütün bakterilerin ortamdan uzaklaştığı yani

37 26 kimyasal ilaveler ile biyofîltrenin başarısızlığına sebep olunursa su değişmemektedir. Biyolojik filtrenin performansında aksamalar esnasında besleme oranı dikkatlice azaltılmalı veya besleme durdurulmalıdır. Yeni bir biyolojik filtre aktivasyonu için 6 hafta gereklidir. Aktivasyon için ilk adım filtrelere nitrifîkasyon bakterilerinin ekimi ile 4 haftalık periyotta büyüme sağlanmaktadır. Sentetik büyüme ortamı amonyum kaynağı, iz elementler, tampon çözeltiler olarak tanımlanmaktadır. Tampon çözeltiler ise ph'm 7,5 olmasını sağlamak için eklenmesi gerekmektedir. Aktivasyon periyodundan sonra besin solüsyonu atılmalıdır. Biyolojik filtrenin aktivasyonu sırasında balıklar ölmemektedir. Üreticiler aşın besleme eğilimi göstermektedirler bu yüzden amonyum miktarının yükselmesine sebep vermektedir. Bu durumda ilk önce amonyum miktarı etkili bir biçimde artar, balıkların beslenmesi durmakta ve havalandırma birimlerinin oluşturduğu akıntıya doğru yüzme hareketi görülmektedir. Ölümler aktivasyon hemen bitirilmezse aniden meydana gelecektir. Sistemde yüksek amonyum görüldüğü zaman ilk önce besleme durdurulmalıdır. Nitrosomonas olarak bilinen nitrifikasyon bakterileri biyolojik filtrede oluşur ve çabuk bir şekilde amonyağı nitrit haline dönüştürür. Bu dönüşüm aktivasyon periyodunun 2. haftasında meydana gelmektedir. Sistemde besleme durdurulsa bile dönüşüm devam edecektir. Nitrit yoğunluğunda ilk önce balık havalandırma yakınında ferahlama arayacaktır ve ölümler önlem alınmadıkça gelecektir. Nitrobakter denilen 2. grup nitrifikasyon bakterileri oluşmaya başladığı zaman nitrit konsantrasyonu azalmaya başlamaktadır. Biyolojik filtre aktivasyonu başladığı zaman günlük olarak azalma kontrol edilmelidir. Türlere göre nitritin toksiklik derecesi değişebilir. Aşırı nitrit konsantrasyonu durumunda kahverengi kan hastalığı denilen hastalık meydana gelmektedir. Hastalık halinde kan hemoglobini nitrit ile reaksiyona

38 27 girerek methemoglobin formu oluşmaktadır ve hastalık bu şekilde tanımlanmaktadır. Oluşan methemoglobin uygun oksijeni taşımaz ve oksijen stresi meydana gelmektedir. Nitrit zehirlenmesinden acı çeken balık oksijensizlikten dolayı yüzeye gelir, beslenme azalmakta ve yavaş hareketler gözlenmektedir. Nitrit zehirlenmeleri klorit iyonları tarafından azaltılmakta veya durdurulmaktadır. Ayrıca nitrit konsantrasyonlarmdaki artış biyolojik filtrenin uygun şekilde çalışmadığını göstermektedir. Biyolojik filtrede amonyak yıkımı ile birlikte, ph, çözünmüş Oı, alkalinite değiştiğinden nitrit kontrolüne ek olarak diğer parametrelerinde kontrol edilmesi gerekmektedir. Toksik konsantrasyonlar gelişmiş ise beslemenin azaltılması, tuz eklenmesi ya da taze su girişi için sistemin her zaman hazır olması gerekmektedir. Nitrifikasyon olayının son ürünü ve balıklar için toksik olmayan nitrat ancak 300 ppm üzerindeki konsantrasyonlarda balıklar üzerinde toksik etki yaratmaktadır. PH / AMONYAK / SICAKLIK İLİŞKİSİ 12 C 7,0 7,2 7,4 7,6 7,8 8,0 8,2 8,4 8,6 8,8 9,0 9,2 9,4 9,6 9,810,010,0 PH Çizelge ph/amonyak/sıcaklık ilişkisi (Thomas, M., Mas ser, M., Rakocy, J., 1992)

39 28 18 C f 50 S 40 Ü PH / AMONYAK / SICAKLIK İLİŞKİSİ >«3,!, rl Iİ i 1 1 S â 1 1 7,0 7,2 7,4 7,6 7,8 8,0 8,2 8,4 8,6 8,89,09,2 9,4 9,6 9,810,010,0 PH g ft r " t E i $3 S ti Çizelge ph/amonyak/sıcaklık ilişkisi (Thomas, M., Masser, M., Rakocy, J., 1992) PH / AMONYAK / SICAKLIK İLİŞKİSİ 22 C ? e s ^ «t. a a 7,0 7,2 7,4 7,6 7,8 8,0 8,2 8,4 8,6 8,8 9,0 9,2 9,4 9,6 9,8 10,010,0 PH Çizelge ph/amonyak/sıcaklık ilişkisi (Thomas, M., Masser, M., Rakocy, J., 1992)

40 29 PH / AMONYAK / SICAKLIK İLİŞKİSİ 32 C 40^ 30 J '* s s İ İ ftı & & 03 o o y 7,0 7,2 7,4 7,6 7,8 8,0 8,2 8,4 8,6 8,8 9,0 9,2 9,4 9,6 9,8 10,010,0 PH Çizelge ph/amonyak/sıcaklık ilişkisi (Thomas, M., Masser, M., Rakocy, J., 1992) Katı Atıklar Katı atik ya da parçacıklar sindirilmemiş besinler ve fekes'ten oluşmaktadır. Katı atıklar mümkün olduğunca sistemden çabuk uzaklaştırılmalıdır. Katı atıkların sistemde kalmalarına izin verilirse ayrışmaları sırasında oksijeni tüketmekte ve ilave amonyak oluşmasına, HıS gibi diğer toksik gazların oluşmasına sebep vermektedir. Katı atıklar filtre ve taşıma ekipmanları yardımıyla sistemden uzaklaştırılmalıdır. Yetiştirme ortamında kalan asılı haldeki parçacıkların çürümesi oksijeni tüketmesine ve ilave amonyak üretmesine rağmen nitrifikasyon bakterileri için gereklidir. Bu yüzden asılı katı maddelerin düşük seviyeleri sistem içinde yararlı rol oynamakta ve balıkların solungaçlarını irite etmektedir.

41 30 Tuzluluk Sisteme eklenen tuz klorit iyonları için yararlı değildir aynı zamanda nitrit zehirlenmelerini durdurmaktadır. Buna rağmen sodyum ve klorit iyonları osmotik stresi artırmaktadır. Osmotik stres balığın vücut içeriğinden iyonların kaybına sebep olmaktadır. Osmotik strese, kötü su kalitesi, elleme gibi diğer stres etkileri eşlik eder. % 0,2-0,02 oranında tuz konsantrasyonları osmotik stresten kurtaracaktır. Tuzun bu konsantrasyonları invertebratlar ve balığın tüm türleri için yararlıdır. Unutulmamalıdır ki, hızlıca eklenen tuz kapalı sistemdeki biyolojik filtrenin etkisini azaltmaktadır. Bu yüzden tuzun eklenmesi yavaşça olmalıdır, 3~4 hafta içinde tuz konsantrasyonu ayarlanmalıdır Suyun Kimyasal Özellikleri Çözünmüş Oı: Çözünmüş Oı konsantrasyonunun devamlılığının sağlanması, maksimum amonyak ve nitritin uzaklaştırılması için önemlidir. Nitrifîkasyon bakterisi 2 ppm'den düşük çözünmüş Oı konsantrasyonlarında etkisiz hale gelmektedir. Havalandırma sistemleri sistemdeki mikroorganizmaların ve balıkların oksijen talebini karşılamak için sürekli çalışmak zorundadırlar. 5ppm üzerindeki çözünmüş oksijen konsantrasyonlarını sağlamak için havalandırma sistemlerinin kapasiteleri sistemin oksijen talebini aşmalıdır. Balıklar çözünmüş oksijen konsantrasyonunun yüksek olduğu yerlerde havalandırma ekipmanlarının oluşturduğu akıntıya doğru yüzme ve yüzeyde toplanma gibi oksijensizliğin yarattığı stres işaretleri göstermektedirler. Bu olay meydana geldiği zaman mevcut sisteme ilave olarak destekleyici havalandırma sistemleri kullanılmalı veya besleme oranlarını azaltmak gerekmektedir. 2 veya 3 öğün olarak günlük beslemeye devam edilmeli kuvvetli besleme periyotlarına çok öğünlü olarak devam edilmesi gerekmektedir. Balığın besinleri sindirmesinden dolayı solunum olayı

42 CO 2 COı sistemde bakterilerin ve balıkların solunumu sonucunda 31 etkileyici biçimde artmaktadır. Buna bağlı olarak oranı hızla düşmektedir. Beslemeye küçük miktarlarda devam edilmeli yada tüketicinin oksijen talebi kritik seviyelere ulaşmadan azalma gözlenmeli ve müdahale edilmelidir. Süpersaturasyona sahip suda çözünmüş oksijen oranı çoğu kez saturasyondan yüksektir. Şekil Aktif halde çalışan oksijen taşı Bu yüzden saturasyana yakın çözünmüş oksijen konsantrasyonu sağlamak için su dibe yakın bir yerden yetiştirme tankına karıştırılmalı ve su pompalarının oluşturduğu akıntı boyunca karışması sağlanmalıdır. Tankın içine karıştırılan su çok önemlidir. Oksijence zengin su kuvvetlice karıştmlmazsa çözünmüş oksijen havaya karışacaktır. Eğer oksijence zengin su yavaşça karıştırılırsa oksijence zengin bölge balıklarda gaz balon hastalığın sebep olmaktadır. Bu hastalık özellikle fry boydaki balıklarda çok etkili olmaktadır. oluşmaktadır. 20 ppm üzerindeki COı konsantrasyonları balıklar üzerinde stres başlatmaktadır. Balık oksijen alamadığından dolayı oksijen stresinde olduğu gibi yüzeye gelir ve havalandırma bölümleri etrafında toplanmaktadır.

43 32 Yavaş hareket ve dikkate değer derecede iştahta azalma en çok rastlanan semptomudur (Krumins, V., Ebeling, J. M., Wheaton, F., 2001 ). PH Balıklar genellikle 6 ile 9,5 aralığın da ki ph değişimini tolere etmelerine rağmen 2 birimlik hızlı bir değişim özellikle fry boydaki balıklar için oldukça tehlikelidir. Decompoze atık üretiminde önemli olan biyofilitre bakterileri geniş ph aralıklarında etkili değillerdir. Biyofiltre bakterileri için optimum ph aralığı 7-8 aralığıdır. Mikroorganizmaların ve balıkların ürettiği COı, alkalinitenin azalması, bakteriyel nitrifîkasyon ürünlerinin asitleri kapalı devre sistemlerinde ph 'm düşmesine sebep olmaktadırlar. Su ile tepkimeye giren COı ' ten karbonik asit oluşmaktadır. Oluşan karbonik asit ph'm düşmesine sebep olmaktadır. 6 ppm altındaki ph seviyelerinde nitrifikasyon bakterileri etkisizdir ve toksik nitrojen atıkları uzaklaştıramazlar. Kapalı devre sistemlerde optimum ph aralığı genellikle alkalin tamponlar eklenmesiyle sağlanır. En yaygın kullanılan tamponlar sodyum bi karbonat ve kalsiyum karbonattır. Bunların dışında kalsiyum hidroksit ve sodyum hidroksit de kullanılmaktadır. Fakat bu 2 bileşik çabuk çözünmelerine rağmen yakıcı özelliğe sahiptirler. Bu bileşikler direkt tanka eklenmemeli karışım tankına katılmalıdır. Çünkü yüksek ph'm meydana geldiği nokta balıklar için tehlikelidir. Kapalı devre sistemlerin ph'ı günlük olarak kontrol edilmeli ve gerekli aralıkta tutulması gerekmektedir (Thomas, M., Masser, M., Rakocy, J., 1999 ) Su Değişimi Genellikle kapalı sistemler saatte % kadar taze su girişi olacak şekilde dizayn edilmiştir. Nitratların ve çözülebilir maddelerin toplanması değişim miktarını etkiler ve sonunda problemlere sebep olmaktadır. Tüm

44 33 yetiştiricilik çalışmalarında organiklerin toplanması ve nitratın toplanması için her üretim zincirinden sonra su değişiminin tamamlanması için yeterli suya sahip olmak gerekmektedir.

45 Parametre Optimum Toksik / stres Test Öneri Nitrit 0 2ppm üstü Günlük Su değişimi yapılmalı, Beslemeye ara verilmeli, Havalandırma yapılmalı İyonize olmayan amonyak 0 2ppm üstü Günlük Su değişimi yapılmalı, Beslemeye ara verilmeli, Havalandırma Yapılmalı Ph 7-7,5 6-9 Günlük Sodyum bi karbonat eklenmeli Çözünmüş ppm üstü 3 ppm altı Günlük Havalandırma arttırılmalı, Organik atıklar uzaklaştırılmalı, Besleme Yapılmamalı Sıcak su sistemlerinde çözünmüş O 2 6 ppm üzerinde tutulmalıdır. 5ppm altındaki seviyeler stres yaratır ve mortaliteye sebep vermektedir. Sertlik 100 ppm üstü 50 ppm üstü Haftalık ve su eklendiği zaman Kalsiyum karbonat ya da kalsiyum klorit eklenmeli Alkalinite 100 ppm üstü 100 ppm üstü Haftalık ve su eklendiği zaman Sodyum bi karbonat ya da Kalsiyum karbonat eklenmeli Klorit Nitrir oranının 6 katı Nitrit oranının 3 kat daha düşüğü Haftalık su eklendiği zaman Sodyum klorit eklenmeli Salinite % 0,28-^0 % 0,25 altı Haftalık ve su eklendiği zaman Tatiı su ya da Deniz suyu eklenmeli Tatlı su sistemlerinde salinite 0 olmalıdır. Şekil Su kalitesi yönetimi