Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Kreislaufanlagen zur Fischproduktion sind eine \u00f6kologisch vertr\u00e4gliche Alternative zu konventionellen Fischfarmen, da der Wasser- und Energieverbrauch verringert wird. Dies wird m\u00f6glich durch die Aufbe-reitung des Kreislaufwassers mit einer biologischen Oxidation des von den Fischen ausgeschiedenen Ammoniums zu Nitrat (Nitrifikation). Nitrat wird von den Fischen in weitaus h\u00f6heren Konzentrationen vertragen als Ammonium, jedoch muss das Kreislaufwasser st\u00e4ndig mit gr\u00f6\u00dferen Mengen Frischwasser verd\u00fcnnt werden, um die Akkumulation von Nitrat in Grenzen zu halten. Die Nitrifikation f\u00fchrt dar\u00fcber hinaus zu einer Absenkung des pH-Wertes, der dann durch Zugabe von Chemikalien oder Frischwasser eingestellt werden muss. Ziel des Vorhabens war die Entwicklung einer Einfachtechnologie zur biologischen Nitratelimination (Denitrifikation) in Kreislaufanlagen, um den Verbrauch von Wasser, Energie und Chemikalien in der Fischproduktion noch weiter zu senken und die Lebensbedingungen der Fische zu verbessern. Ein wasserunl\u00f6sliches und nur biologisch abbaubares Polymer diente als Kohlenstoffquelle f\u00fcr die Denitrifikation und gleichzeitig als Auswuchsfl\u00e4che f\u00fcr die Mikroorganismen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Realisierung des Verfahrens erfolgte in drei Phasen. In Phase 1 wurden Batchtests durchgef\u00fchrt, um unterschiedliche biologisch abbaubare Polymere hinsichtlich ihrer Eignung f\u00fcr den vorgesehenen Einsatz zu testen (Aquarienversuche). In Phase 2 wurden mit einem ausgew\u00e4hlten Polymer (PCL) Betriebsbedingungen f\u00fcr die technische Umsetzung und m\u00f6gliche Auswirkungen auf die Fische erkundet (Laborversuche).
\nDie Umsetzung der Ergebnisse erfolgte dann in Phase 3 in der Aalfarm Dom\u00e4ne Voldagsen (ADV), die als Kreislaufanlage betrieben wird (Praxistests). Hier wurde ein Vergleich zwischen einem konventionellen Produktions-Kreislauf und einem Kreislauf mit dem neuen Denitrifikationsverfahren durchgef\u00fchrt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die im Rahmen des Projekts durchgef\u00fchrten Versuche haben gezeigt, dass die Verfahrenstechnik der Denitrifikation mit dem biologisch abbaubaren Polymer PCL (Poly-e-Caprolacton) in der Aquakultur, insbesondere im Hinblick auf eine geforderte Einfachtechnologie, praxistauglich ist. Trotz gelegentlicher Ausf\u00e4lle der technischen Komponenten war ein weitgehend problemloser Betrieb m\u00f6glich.
\nSowohl die Versuche in Aquarien als auch die Versuche mit der Labor-Aquakulturanlage haben gezeigt, dass das neue Verfahren geeignet ist, die Nitratkonzentrationen dauerhaft zu senken und auf einem niedrigen Niveau zu halten. Im Vergleich zu den bis dahin vorliegenden Ergebnissen konnte in der Denitrifikationsanlage der ADV eine erhebliche Steigerung der Denitrifikationsraten beobachtet werden.
\nIn Anlagen ohne Denitrifikation verringert sich durch die Nitrifikation die Pufferkapazit\u00e4t und der pH-Wert muss durch Zugabe von Chemikalien oder von Frischwasser mit hoher S\u00e4urekapazit\u00e4t wieder erh\u00f6ht werden. Nicht alle Kreislaufanlagen haben ihren eigenen Brunnen oder ihre eigene Quelle und m\u00fcssen deshalb Trinkwasser verwenden. Die Konstanz des pH-Werts sowie der geringere Energie- und Wasserverbrauch beim Einsatz der Denitrifikation f\u00fchren damit zu einem unmittelbaren Vorteil f\u00fcr den Betreiber einer Fischfarm. (Zum Erw\u00e4rmen des Frischwassers auf . 24 \u00b0C werden erhebliche Energiemengen ben\u00f6tigt.)
\nPositive Nebeneffekte des Verfahrens sind die Erniedrigung der Nitrit- und Phosphatkonzentrationen, was einerseits der Gesundheit der Fische dient und andererseits die Belastung des Abwassers zus\u00e4tzlich vermindert.
\nBei den vorliegenden Untersuchungen konnte ein Einfluss der Denitrifikation auf das Fischwachstum aus versuchstechnischen Gr\u00fcnden nicht nachgewiesen werden. Bei den Laboraquakulturanlagen lag dies an der restriktiven F\u00fctterung (Futterbeschr\u00e4nkung), in der ADV dominierten andere Einfl\u00fcsse den Zuwachs an Fischmasse.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
A. Boley, W.-R. M\u00fcller, A.-B. Fink and G. Haider, 1998: Denitrification in recirculated aquaculture systems with different biodegradable polymers. Oral pres. at Aquaculture Europe 98 conf., Bordeaux, 07.-10.10.1998.
\nA. Boley and W.-R. M\u00fcller, (2000): Evaluation of different biodegradable polymers for nitrate removal in aquaria. Oral Pres. at 5th International Aquarium Congress, Monaco, 20.-25.11.2000.
\nA. Boley, K. Wiss, C. Muller and W.-R. M\u00fcller, 2001: Denitrification with biodegradable polymers as solid substrate in recirculating aquaculture systems – pilot-scale implementation. Pres. at Aquaculture Europe 01 conf., Trondheim, 04.-07.08.2001.
\nBoley, A., M\u00fcller, W.-R., and Haider, G. (2000): Biodegradable Polymers as Solid Substrate and Biofilm Carrier for Denitrification in Recirculated Aquaculture Systems, Aquacult. Eng. 22 (2000), 75-85.
\nBoley, A., M\u00fcller, W.-R (2001): Evaluation of different biodegradable polymers for nitrate removal in aquaria. Bulletin de lInstitut oc\u00e9anographique, Monaco, n\u00b0 sp\u00e9cial 20, fascicule 1.
\nA. Boley, C. Muller, K. Wiss und W.-R. M\u00fcller, Stuttgart (2001): Denitrifikation mit PCL (Polycaprolacton) in der Aquakultur. In: Der Stickstoff im Wasser\/Abwasser. 1. Hydrochemisches und Hydrobiologisches Kolloquium, 29.11.2001. Stuttg.Ber.Siedl.Wass.Wrtsch. Bd. 166, M\u00fcnchen: Oldenbourg Industrieverlag.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Hervorzuheben ist der Beitrag der Denitrifikation in Aquakulturanlagen zum Umweltschutz durch Ressourcenschonung (Wasser und Energie) sowie die Verminderung der N\u00e4hrstofffracht des Abwassers. Besonders in bezug auf die Problematik der Massentierhaltung und die zunehmend kritische Einstellung der Konsumenten k\u00f6nnte die Verwendung von sanften Technologien mit Blick auf eine tier- und umweltschonende Produktion zu einem erheblichen Imagegewinn f\u00fchren.
\nDie Denitrifikation mit PCL kann wirtschaftlich sinnvoll sein. Dies gilt besonders dann, wenn hohe Wasser- und Abwasserkosten entstehen und S\u00e4urekapazit\u00e4t und Temperatur des zur Verf\u00fcgung stehenden Frischwassers niedrig sind. Eine Einzelfallbetrachtung ist jedoch grunds\u00e4tzlich erforderlich.
\nF\u00fcr die Zukunft k\u00f6nnen dieser einfachen Verfahrenstechnik gute Chancen einger\u00e4umt werden, da sie offensichtlich zuverl\u00e4ssig ist und den Bed\u00fcrfnissen der Betreiber von Aquakulturanlagen nach einfacher Bedienung, geringem Wartungsaufwand und hoher Betriebsstabilit\u00e4t in gro\u00dfem Ma\u00dfe entgegen kommt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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