Verfahren zum Fördern und Reinigen von Salzwasser in einer Fischaufzuchtanlage
Es ist bekannt, Fische in Aufzuchtbecken groß zu ziehen und bei Erreichen einer bestimmten Größe zum Verzehr in den Handel zu geben. Süßwasserfische können hierzu in Teichen mit einem natürlichen oder künstlichen Wasserzulauf und einem Wasserablauf gehalten werden. Durch Zufuhr des frischen Wassers werden die durch Exkremente und Futterreste verursachten Verunreinigungen des Wassers entfernt und dem Wasser außerdem Sauerstoff zugeführt.
Im Bereich der Aquariumstechnik ist es bekannt, Innenfilter zur Wasseraufbereitung vorzusehen. Die DE 28 11 943 AI offenbart einen Aquariumsinnenfilter, der zur Verwendung in einem Salzwasseraquarium um einen Flotationsreaktor ergänzt ist. Die Filterung erfolgt über Kerzenfilter, durch die von außen das Wasser einströmen kann. Der Flotationsreaktor und die Kerzenfilter sind über eine Bodenkammer miteinander verbunden. Im Flotationsreaktor ist ein Ausströmer vorgesehen, über den feinstperlige Luft eingeleitet wird. Ein Teil des in die Bodenkammer des Flotationsreaktors einströmenden Wassers wird durch die aufsteigenden Luftblasen in die Reaktionskammer des Flotationsreaktors gefördert. Ein weiteres Filterelement ist mit einem teilweise über die Wasseroberfläche ragenden Rohr versehen. In diesem Filterelement ist ein weiterer Luftausströmer angeordnet. Das in diesem Filterelement mit den Luftblasen aufsteigende Wasser wird in das Rohr gefördert und in das Aquarium zurückgeführt . Da die Reinigung innerhalb des Aquariumbeckens erfolgt, kann die Durchströmung des Wassers ausschließlich durch die eingeleitete Luft erfolgen, denn es muss nur der Innenwiderstand der Filterelemente überwunden werden.
Sollen Meerwasserfische in einer Fischzuchtanlage aufgezogen werden, muss diese entweder in Küstennähe gebaut sein, damit
frisches Meerwasser den Fischbecken zugeführt werden kann, oder es muss zur Aufbereitung des Wassers eine Reinigungsanlage vorgesehen sein. Bei Meerwasseraquarien ist es bekannt, das Wasser aus dem Aquariumbecken abzupumpen und in einen Hydrozyklon zu führen, von dort in einen Flotationsturm zu pumpen, wo Schaum gebildet wird. Hierzu wird über eine Injektorpumpe aus dem Reaktionsraum des Flotationsturmes Wasser abgesaugt, dann feinstperlig mit Luft vermischt und dem Reaktor wieder zugeführt. Die feinstperlige Luft stellt Kontakt zu den im Wasser befindlichen Eiweißverbindungen und Schmutzpartikeln her. Die nach oben aufsteigenden Luftblasen fördern dann diese Eiweißverbindungen und Schmutzpartikel in einen oberhalb des Reaktionsraumes angeordneten Schaumsammeiraum, der in das nach oben verlaufende Schaumrohr mündet. Über das Schaumsammeirohr und das Schaumrohr gelangen die Proteine und Schmutzpartikel in einen Schaumsammelbehälter, von wo aus sie dann dem Abwasser zugeführt oder auf sonstige Weise entsorgt werden können. Ein beschriebener Flotationsturm ist beispielsweise aus der DE 44 16 587 Cl oder der DE 36 43 931 AI bekannt. Aus dem Flotationsturm wird das gereinigte Wasser über eine Pumpe abgesaugt, gegebenenfalls weiteren Filteranlagen zugeführt und von dort zurück im Kreislauf in das Aquariumbecken gepumpt.
Nachteilig an dem beschriebenen Verfahren ist, dass die zum Fördern des Wassers notwendigen Pumpen nicht nur eine nicht unbeträchtliche Menge Energie benötigen, sondern in Folge des Kontakts mit dem Salzwasser stör- und reparaturanfällig sind. Die Betriebskosten einer solchen Anlage sind deshalb recht hoch.
Zur Aufzucht und/oder Präsentation seltener oder exotischer Meeresfische kann dieser Nachteil in Kauf genommen werden. Zur Aufzucht herkömmlicher in unseren Breitengraden vorko - mender Meeresfische, die anschließend als Speisefisch vermarktet werden sollen, ist dieses Verfahren aber so unwirtschaftlich, dass der Fisch gegenüber in freier Wildbahn ge-
fangenem unverkäuflich wäre. Die Aufzucht von Meerwasser- Speisefischen hat sich deshalb bisher nicht durchsetzen können.
Von dieser Problemstellung ausgehend, soll ein Verfahren zum Fördern und Reinigen von Salzwasser, insbesondere in einer Fischaufzuchtanlage mit mindestens einem Fischbecken und einer außerhalb hiervon vorgesehenen Reinigungseinrichtung angegeben werden, das wirtschaftlich betreibbar ist.
Die Problemlösung erfolgt durch folgende Schritte:
a) Ableiten des Wassers aus dem mindestens einen Fischbecken in einen Hydrozyklon oder ein Sedimentations- becken zur Grobabscheidung der Fest- und Schwebstoffe aus dem Wasser,
b) Zuführen des Wassers in einen im unteren Bereich eines Flotationsturmes vorgesehenen Zulaufraum,
c) Einleitung von Luftblasen in den Zulaufräum des Flotationsturmes und Fördern des Wassers mit den aufsteigenden Luftblasen aus dem Zulaufraum in einen Reaktionsraum im darüber liegenden Bereich des Flotationsturmes,
d) Ableiten des Wassers aus dem unteren Bereich des Reaktionsraumes in den unteren Bereich eines Biofilters,
e) Rückführung des Wassers aus dem oberen Bereich des Bio- filters in das mindetens eine Fischbecken, wobei
f) die Wasserförderung in einem geschlossenen Kreislauf erfolgt und hierzu die einzige Energiezufuhr zur Betreibung des Systems im Flotationsturm durch die Ein- leitung der Luftlasen in das Wasser erfolgt.
Durch dieses Verfahren kann gänzlich auf herkömmliche teure und energiefressende Wasserpumpen verzichtet werden. Kernelement der Meerwasseraufbereitungsanlage ist der Flotationsturm, in dem das Wasser durch Eintrag der Luftbla- sen gereinigt wird. Dabei wird das Prinzip ausgenutzt, dass die in den unteren Teil eines Behälters eingeleiten Luftblasen das Wasser, in das sie eingeleitet werden, beim Aufsteigen an die Wasseroberfläche mitreissen, also nach oben fördern. In der Praxis hat sich gezeigt, dass eine Druckdiffe- renz von nur 6 bis 20 cm Wassersäule zwischen dem in den Flotationsturm eingeleiteten Wasser und dem hieraus abgeführten Wasser ausreichend ist, um die gesamte Reinigungsanlage im geschlossenen Kreislauf zu betreiben.
Vorzugsweise erfolgt die Luftblaseneinleitung über in senkrechten Rohren angeordnete Ausströmer, wobei die Rohre den Reaktionsraum und den Zulaufräum miteinander verbinden. Zwischen den Rohren kann ein weiterer Ausströmer vorgesehen sein, über den Ozon in den Flotationsturm eingeleitet wird. Zum Betreiben des Systems ist das Ozon nicht notwendig. Es kann aber zur Aufrechterhaltung des biologischen Gleichgewichts gebraucht werden.
Der Energiebedarf wird gegenüber herkömmlichen Anlagen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren um den Faktor 5 bis 10 reduziert .
Ein Flotationsturm zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren, mit einem Gehäuse, einem Zulaufräum, einem dar- über angeordneten Reaktionsraum und einem darüber angeordneten Schaumsammeiraum, der über ein Schaumrohr mit dem Reaktionsraum in Verbindung steht, wobei in den Reaktionsraum Luftblasen zur Schaumbildung des Wassers eingeleitet werden, zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse geschlossen ist und der Zulaufräum vorgesehen ist, der über eine Mehrzahl senkrecht angeordneter Rohre mit dem Reaktionsraum in Verbindung steht, dass ein zur Erzeugung der Luftblasen vorge-
sehener Ausströmer in jedem Rohr angeordnet ist, dass das Wasser in den Zulaufraum einleitbar und aus dem Reaktionsraum ableitbar ist, und dass der Wasserablauf vorzugsweise im unteren Bereich des Reaktionsraumes vorgesehen ist.
Durch diese Ausbildung fördern die in das im Zulaufraum befindliche Wasser eingeleiteten feinstperligen Luftblasen, die vom Zulaufraum über die Rohre in den Reaktionsraum eingeleitet werden, das im Zulaufräum befindliche Wasser nach oben in den Reaktionsraum, wo der sich an der Wasseroberfläche bildende Schaum abgeschöpft werden kann. Durch die mehreren senkrecht angeordneten Rohre zur Verbindung des Zulaufraumes mit dem Reaktionsraum ist die Durchmischung des Wassers mit feinstperliger Luft besser und der nach oben geförderte Volumenstrom gleichmäßiger.
Hierzu ist es insbesondere vorteilhaft, wenn sechs regelmäßig auf einem Kreis verteilt angeordnete Rohre vorgesehen sind.
Die Abtrennung des Reaktionsraums und des Zulaufraums erfolgt durch eine eingesetzte Platte, die entsprechend der verwendeten Anzahl von Rohren Löcher zum Einsetzen der Rohre aufweist. Wenn die Platte dick genug ausgebildet ist, ist die Zentrierung der Rohre beim Einsetzen in die Platte wesentlich vereinfacht.
Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die Ausströmer über die mit ihnen verbundenen Leitungen nach oben aus den Rohren entfernbar sind. Dadurch ist ein rascher Austausch möglich. Dazu sind die Luftleitungen mit dem Gehäuse des Flotationsturmes verschraubt .
Mit Hilfe einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt:
Figur 1 - den schematischen Längsschnitt durch einen Flotationsturm;
Figur 2 - eine Einzelheit aus Figur 1;
Figur 3 - eine weitere Einzelheit aus Figur 1;
Figur 4 - die schematische Darstellung einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen Fischzuchtanlage;
Figur 5 - eine Draufsicht auf eine Fischzuchtanlage gemäß
Figur 4 in vereinfachter Darstellung.
Die Fischzuchtanlage besteht aus einer Mehrzahl Fischbecken 22, die über Ablaufohre 28 und Zulaufrohre 29 miteinander in Verbindung stehen. Die Fischbecken 22 sind mit Salzwasser oder Meerwasser gefüllt. Über eine Leitung 21 wird Wasser aus den Fischbecken 22 einem Hydrozyklon 20 zugeführt. Im gefüllten Hydrozyklon 20 werden Fest- und Schwebstoffe grob abgeschieden. In einer unterhalb des Zulaufs im Hydrozyklon 20 vorgesehene Ablaufleitung 23 wird das Wasser dem Zulauf- räum 2 eines Flotationsturmes 1 zugeführt. Über einen Ablauf 16, der oberhalb des Zulaufraumes 2 vorgesehen ist, wird das Wasser vom Flotationsturm 1 einem Biofilter 25 zugeführt, wo in einem Schlammsammelraum 27 feinste Fest- und Schwebstoffe aufgesammelt und über eine Leitung 24 ins Abwassernetz abgegeben werden. Über einen im oberen Bereich des vollständig mit Wasser gefüllten Biofilters 25 vorgesehenen Ablauf 26, wird das gereinigte und mit Sauerstoff versetzte Wasser in das Zulaufröhr 29 geleitet und von dort den Fischbecken 22 wieder zugeführt. Anstatt eines Hydrozyklons kann ein übliches Sedimentationsbecken in rechteckiger oder runder Form verwendet werden.
Das Reinigen und Fördern des Wassers erfolgt im geschlossenen Kreislauf, wobei keine Pumpen zur Förderung vorgesehen sind. Die zur Förderung des Salzwassers notwendige Energie wird ausschließlich im Flotationsturm 1 durch die in das Wasser eingeleiteten Luftblasen zugeführt.
Figur 1 zeigt den Flotationsturm 1 in einem schematischen Längsschnitt. Der Flotationsturm 1 besteht aus dem zylindrischen Gehäuse la. Im Gehäuse la ist ein Reaktionsraum 7 und ein Zulaufräum 2 ausgebildet. Über eine mit Löchern 4a versehene Platte 4, die in das Gehäuse la eingesetzt ist, werden der Zulaufraum 2 und der Reaktionsraum 7 voneinander getrennt. Nach oben abgeschlossen wird der Reaktionsraum 7 durch eine Platte 9, an die sich ein Schaumtopf 12 an- schließt. Im Schaumtopf 12 ist ein Schaumrohr 11 vorgesehen, das mit dem Reaktionsraum 7 in Verbindung steht. Über einen Abluftkanal 13 ist der Schaumtopf 12 mit der Umwelt verbunden. In die Löcher 4a der Platte 4 sind senkrecht verlaufende Rohre 6 eingesetzt, die den Zulaufräum 2 mit dem Reaktionsraum 7 verbinden. In jedem Rohr 6 ist ein Ausströmer 5 angeordnet, der über eine Leitung 8 an eine Druckluftquelle angeschlossen ist. Über den Ausströmer 5 wird die Druckluft feinstperlig verteilt in das über den Zulauf 3 in den Zulaufräum 2 gelangte Wasser eingeleitet. Der Flotationsturm 1 ist bis zur Platte 9 mit Wasser gefüllt.
Die in den Rohren 6 gebildeten, in den Reaktionsraum 7 aufsteigenden Luftblasen fördern das im Zulaufraum 2 befindliche Wasser mit nach oben, so dass kontinuierlich über den Zulauf 3 neues Wasser dem Zulaufraum 2 zugeführt werden kann. Der sich im Reaktionsraum 7 bildende Schaum wird über das Schaumrohr 11 in den Schaumsammelbehälter geleitet, von wo er entsorgt wird. Die Leitungen 8 sind über eine Ver- schraubung 10 in der Platte 9 befestigt. Durch Lösen der Verschraubung 10 können die Ausströmer 5 an den Leitungen 8 nach oben aus dem Flotationsturm 1 herausgezogen werden.
Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, die Ausströmer zu wechseln, ohne dass das Wasser aus dem Flotationsturm 1 ab-
gelassen werden muss . Die Wartungskosten werden deshalb deutlich reduziert. Ein mit dem Zulaufräum 2 verbundenes Standrohr 15 und ein mit dem Reaktionsraum 7 verbundenes Standrohr 14 lassen den Druckunterschied zwischen dem unte- ren Bereich des Reaktionsraumes 7 angeordneten Ablauf 16 erkennen. Durch die Platte 4 wird im Flotationsturm 1 die Saug- von der Druckseite getrennt. Die Platte 4 hat bei einer praktischen Ausführungsform einen Durchmesser von 600 mm und eine Stärke von 12 mm. Es sind sechs Bohrungen auf ei- nem Lochkreisdurchmesser von 300 mm vorgesehen. Der Druckunterschied zwischen der Saugseite (Zulaufräum 2) und der Druckseite (Reaktionsraum 7) beträgt 6 bis 20 cm Wassersäule.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass eine Druckdifferenz von 6 cm Wassersäule bereits ausreichend ist, das System im geschlossenen Kreislauf zu betreiben.
Zwischen den Rohren 6 im Flotationsturm 1 kann ein hier nicht näher dargestellter Ausströmer vorgesehen sein, über den Ozon feinstperlig in den Flotationsturm eingeleitet wird. Auch dieser Ausströmer ist so angeordnet, dass er über die mit ihm verbundene Leitung nach oben aus dem Flotationsturm 1 herausziehbar ist.
Bezugszeichenliste
1 Flotationsturm la Gehäuse
2 Zulaufräum
3 Zulauf
4 Platte
4a Löcher
5 Ausströmer
6 Rohr
7 Reaktionsraum
8 Leitung
9 Platte
10 Verschraubung
11 Schaumrohr
12 Schaumtopf/Schaumsammelraum
13 Abluftkanal
14 Standrohr
15 Standrohr
16 Ablauf
20 Hydrozyklon/Sedimentationsbecken
21 Leitung
22 Fischbecken
23 Ablaufleitung
24 Leitung
25 Biofilter
26 Ablauf
27 Schlammsammelraum
28 Ablaufrohre
29 Zulaufrohre