Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Gesamtprojektes ist die Entwicklung und Realisierung eines einfachen und wirksamen Verfahrens zur Wasseraufbereitung in der Aquakultur mit einem biologischen Hochleistungs-Verfahren zur Denitrifikation. Sie ist hier verkn\u00fcpft mit einer Membraneinheit zur Entfernung von Feststoffen, in Form von z. B. Bakterien, Parasiten und andere Mikropartikel. Dies f\u00fchrt zur Erh\u00f6hung der Biomassenkonzentration im Denitrifikationsreaktor und damit zur Steigerung der Denitrifikationsrate. Die Einf\u00fchrung einer solchen Technologie w\u00fcrde zu einer massiven Einsparung von Wasser und Energie f\u00fchren und gleichzeitig einer Verbesserung der Fischgesundheit durch das Herausfiltern von Pathogenen aus dem Prozesswasser dienen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenSpezielle Tr\u00e4germaterialien in Form von Polymergranulaten dienen als Aufwuchsmaterial f\u00fcr Bakterien und werden in einem Flie\u00dfbettreaktor mit nitrathaltigem Wasser beaufschlagt. Durch die Bewegung dieser Tr\u00e4ger wird \u00fcbersch\u00fcssige Biomasse entfernt und gleichzeitig eine Reinigung der Membranoberfl\u00e4che erreicht.<\/p>\n
Zun\u00e4chst wird die mechanische Wechselwirkung verschiedener Tr\u00e4germaterialien mit Membranoberfl\u00e4chen untersucht, um eine mechanische Besch\u00e4digung auszuschlie\u00dfen oder zu minimieren. Dann wird die Kombination von Denitrifikation und Membranreinigung im Labor getestet. Hierbei werden neben klassischen Substraten weitere kosteng\u00fcnstige Alternativen f\u00fcr die Aquakultur erkundet. Gleichzeitig werden die Auswirkungen der Substrate durch Tests mit Fischen (Aquarien) \u00fcberpr\u00fcft, um negative Einfl\u00fcsse des Verfahrens auszuschlie\u00dfen. Die Versuche werden am ISWA durchgef\u00fchrt. Der Partner MMF unterst\u00fctzt die Versuche mit Hardware und Know-how. Die TiHo ist f\u00fcr die Untersuchung der Fische verantwortlich.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Bei der Untersuchung der Widerstandsf\u00e4higkeit der Membranen gegen\u00fcber dem einzusetzenden Tr\u00e4-germaterial war zu beobachten, dass einige getestete Polymergranulate Sch\u00e4den an den Membranen verursachten, selbst solche, die nach Augenschein eine glatte Oberfl\u00e4che aufwiesen. Als Ergebnis die-ser Tests wurden zwei Materialien f\u00fcr die dann folgenden Versuche ausgew\u00e4hlt.
\nBeim Proof-of-Principle Test wurden gezielt Biofilme auf den Membranen erzeugt. Nach anschlie\u00dfen-der Reinigung mit den Tr\u00e4germaterialien stellten sich Permeatfluss und Permeabilit\u00e4t innerhalb weniger Stunden wieder auf dem Niveau vor Aufwachsen des Biofilms ein.<\/p>\n
Die Labor-Membran-Denitrifikations-Reaktoren waren als kleine Einheiten mit einem speziell daf\u00fcr angefertigten kleinen Membranmodul f\u00fcr Aquarien konzipiert und gebaut. Nach dem Einsetzen der Fische stiegen die Nitrat-Konzentrationen an, infolge der Sequenz F\u00fctterung, Ausscheidung von Ammonium \u00fcber die Kiemen und Nitrifikation im Aquarienfilter. Die Dosierung von Ethanol in den Denitrifikationsreaktor wurde kontinuierlich gesteigert und dadurch eine deutliche Abnahme der Nitrat-Konzentrationen erreicht. Aufgrund der Membranfiltration wurde auch die Tr\u00fcbung im Reaktorablauf erheblich vermindert. Dennoch war der Volumenstrom durch die Membran zu gering, um eine signifikante Verminderung der Partikelkonzentration im Becken herbei zu f\u00fchren. In der zweiten Projektphase AZ 28092\/02 ist eine halbtechnische Anlage mit Schlammelimination und gr\u00f6\u00dferem Membran-Reaktor geplant. Mit den Erfahrungen aus der ersten Phase wird davon ausgegangen, dass hier das Verh\u00e4ltnis von Membranfl\u00e4che zu Reaktorvolumen g\u00fcnstiger ausf\u00e4llt und damit die Wirksamkeit des Reaktors weiter verbessert werden kann.<\/p>\n
Aufgrund der Online- und Labormessungen lie\u00dfen sich interessante Beobachtungen zu Tagesganglinien im Aquarium machen. Es wird deutlich wie sich die (t\u00e4gliche) F\u00fctterung z. B. auf pH, Tr\u00fcbung, Sauerstoff-, pH- und Ammonium-Konzentrationen auswirkt. Auch wurde eine Methode zur Messung des Stressparameters Cortisol und der Analyse der Mikroflora des Wassers und der Kiemen entwickelt und steht nun f\u00fcr die weiteren Phasen zur Verf\u00fcgung.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Bisher wurden noch keine Ergebnisse der ersten Projektphase ver\u00f6ffentlicht. Artikel in Fachjournalen und Vortr\u00e4ge auf Fachtagungen sind jedoch in n\u00e4chster Zeit (2012\/2013) geplant.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Ergebnisse der bislang durchgef\u00fchrten Versuche zeigen, dass der verfahrenstechnische Projektansatz technisch umsetzbar ist und sehr vielversprechende Ans\u00e4tze bietet.
\nDem Tierschutz obliegt eine hohe Bedeutung in dem Projekt. Bei den Fischen waren aus veterin\u00e4rmedizinischer Sicht keine Verhaltens\u00e4nderungen, die auf eine Beeintr\u00e4chtigung hindeuten, festzustellen.
\nDie umfangreichen Analysendaten, Beobachtungen und Messtechnik stehen f\u00fcr die Umsetzung in den beiden weiteren geplanten Projektphasen zur Verf\u00fcgung.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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