DD240327A1

DD240327A1 - Einrichtung und verfahren zur kombination der hydroponischen aufzucht von pflanzen und der intensivfischzucht in behaeltern

Info

Publication number: DD240327A1
Application number: DD85279820A
Authority: DD
Inventors: Reiner Knoesche; Kurt Schreckenbach; Bernhard Rennert; Guenter Predel; Ruediger Spangenberg; Gerd-Uwe Meylahn; Frank Goehler; Manfred Drews
Original assignee: Inst Binnenfischerei
Priority date: 1985-08-20
Filing date: 1985-08-20
Publication date: 1986-10-29

Abstract

Die Erfindung betrifft die Kombination der Pflanzenproduktion mittels hydroponischer Verfahren mit der Fischproduktion in Kreislaufanlagen. Die Effektivitaet beider Verfahren wird somit erhoeht sowie eine weitgehende Stoffverwertung durch Kopplung dieser Verfahren bei hoher Verfahrenssicherheit gewaehrleistet. Die Anwendung der Erfindung ist besonders dort vorteilhaft, wo Pflanzen und Fische mit einer besonders intensiven Nutzung von Wasser und Waermeenergie bei gleichzeitiger Senkung des Aufwandes an Stickstoffduengemitteln produziert werden sollen. Geloest wird diese Aufgabe, indem geeignete Hydroponikverfahren so mit Fischproduktionsanlagen gekoppelt werden, dass beide Systeme einen geschlossenen Kreislauf bilden, in dem nur Wasser zur Ergaenzung der Verdunstungsverluste, Futter zur Fischproduktion und Waerme eingespeist werden. Die erfindungsgemaesse Ausfuehrung dieses technischen Verfahrens sichert, dass die fuer beide Technologien notwendigen funktionellen Elemente wie Wasseraufbereitung und Naehrstoffzufuhr ganz oder teilweise durch das andere Verfahren ersetzt werden.

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Erfindung betrifft die Kombination der Pflanzenproduktion mittels der NFT-Technik und anderer hydroponischer Verfahren, wie Tankkulturverfahren mit zirkulierender Nährlösung, Anstauverfahren usw. mit der Fischproduktion in einer Kreislaufanlage. -

Eine sinngemäße Anwendung ist auch bei hydroponischen Verfahren mit offenen Nährlösungssystemen, z. B. bei Substratkulturen mit Tropfenbewässerung, möglich. Die Anwendung der Erfindung ist besonders dort vorteilhaft, wo • Pflanzen und Fische mit einer besonderen intensiven Nutzung von Wasser und Wärmeenergie bei gleichzeitiger Senkung des Aufwandes an Stickstoffdüngemitteln produziert werden sollen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die bekannten Lösungen beruhen meist auf einer völligen Trennung der Fischproduktion und der Pflanzenproduktion. Die Fischproduktion — Produktion von Satzfischen oder Speisefischen — erfolgt in Behältern mit einem geschlossenen Wasserkreislauf. Der Wasserkreislauf ist gekennzeichnet durch Ergänzung von verbrauchtem oder verlorengegangenem Frischwasser, Erwärmung auf die biologisch optimale Wassertemperatur, mechanischer Abscheidung von Verunreinigungen sowie Nitrifikation und Denitrifikation des von den Fischen ausgeschiedenen Stickstoffes in entsprechenden Biofiltern, die mit speziellen Bakterienfiltern besetzt sind oder chemisch-physikalische Wirkprinzipien aufweisen, mit dem Ziel, den NH₄-Gehalt des Wassers auf dem erforderlichen niedrigen Niveau zu halten. Ein geschlossener Kreislauf erfordert einen relativ hohen technischen Aufwand für die biologische Wasseraufbereitung, der durch eine erhöhte Frischwasserzufuhr verringert werden kann. Der Frischwasserzufluß bedingt jedoch einen entsprechenden Abwasserabfluß, mit dem Nährstoffe und Wärmeenergie verlorengehen.

Zur hydroponischen Aufzucht von Pflanzen werden Nährlösungen benötigt, die alle erforderlichen Makro- und Mikronährstoffe in der gewünschten Konzentration enthalten. Der pH-Wert der Nährlösung muß in einem pflanzenverträglichen Bereich liegen. Bei allen o. g. hydroponischen Verfahren mit geschlossenem Nährlösungskreislauf werden verbrauchtes Wasser und Nährstoffe meist automatisch ergänzt, wobei zur Nährstoffergänzung anorganische Salze oder Düngemittel verwendet werden. Der pH-Wert wird durch automatisierte Zugabe von Säuren oder Basen geregelt. Bei den Verfahren mit offenen Nährlösungssystemen wird die Nährlösung in entsprechender Weise ebenfalls meist voll automatisiert entsprechend dem Bedarf neu hergestellt. Ähnlich wie bei der Fischproduktion muß die Nährlösung auf ein pflanzenbaulich optimales Niveau erwärmt werden.

Bekannt ist auch die Fischproduktion im geschlossenen Kreislauf mit Nutzung von Wasserpflanzen zum Abbau der Stoffwechselprodukte. Nachteil dieses Verfahrens ist die erhebliche Empfindsamkeit von Wasser- und Sumpfpflanzen gegenüber dem Nährstoff Überangebot, außerdem fehlt der ökonomische Nutzen der Wasserpflanzenproduktion. Weiterhin bekannt ist die Kombination von Fischproduktion und Nutzpflanzenzucht (z. B. Tomaten) auf festen Substraten wie Blähton oder Grobkies. Diese Verfahren sind stets dadurch gefährdet, daß die Pflanzensubstrate durch Schlamm aus der Fischproduktion verstopft werden. _:

Durch intermittierenden Betrieb kann die Verschlammung reduziert werden, was jedoch mit erhöhten technischen und ökonomischen Aufwendungen verbunden ist.

Ziel der Erfindung . · '-.:

Die Erfindung hat das Ziel, durch die Kombination von Fisch-und Pflanzenproduktion die Effektivität beider Verfahren zu erhöhen sowie eine weitgehende Stoffverwertung durch Kopplung der Verfahren bei hoher Verfahrenssicherheit zu gewährleisten. Insbesondere sollen durch die Kombination beider Verfahren in einem Stoffkreislauf technische Einrichtungen, Düngemittel, Frischwasser und Energie eingespart werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Das Wesen der Erfindung besteht in einer Kombination von Fisch-und Pflanzenproduktion, mit der technische Aufwendungen für die Regenerierung des Fischwasserkreislaufes eingespart werden, biogene Abprodukte der Fischproduktion für die hydroponische Pflanzenproduktion effektiv genutzt werden und eine erhöhte Sicherheit sowohl für die Pflanzenproduktion als auch für die Fischproduktion erreicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe, indem geeignete Hydroponikverfahren, vorzugsweise solche verstopfungssichere Technologien wie das NFT-Verfähren, so mit der Fischproduktionsanlage gekoppelt werden, daß beide Systeme zusammen einen geschlossenen Kreislauf bilden, in dem nur Wasser zur Ergänzung der Verdunstungsverluste, Futter zur Fischproduktion und Wärme eingespeist werden.

Die Einspeisung von Pflanzennährstoffen wird nur als kurzzeitige Maßnahme zur Überbrückung von technologisch bedingten Fischbestandsschwankungen vorgesehen. Weiterhin können durch die erfindungsgemäße Kopplung beider Verfahren die bei der Fischproduktion in geschlossenen Kreisläufen zur Nitrifikation des Ammoniums erforderlichen Biofilter ganz oder teilweise durch die Hydroponikanlage ersetzt werden.

Ausführungsbeispiele

Die Kopplung beider Systeme kann, an zwei Ausführungsbeispielen dargestellt, wie folgt realisiert werden:

Fig.1:

Die in der Hydroponikanlage (8) zirkulierende Nährlösung wird in einem Bypaß durch eine entsprechend dimensionierte Fischproduktionsanlage (1) und eine anschließende mechanische Wasserreinigung (4) geleitet. Dabei erfolgt eine weitere Anreicherung der Nährlösung mit relevanten Nährstoffen, z. B. Stickstoff und Phosphor, die im Fischproduktionsprozeß

anfal.len. .

Die mit Nährstoffen angereicherte Nährlösung wird der Hydroponikanlage (8) wieder zugeführt und dort verwertet, nachdem sie erforderlichenfalls in der Dosieranlage (7) durch weitere Nährstoffe ergänzt worden ist. Der Nährlösungsbehälter (6) dient gleichzeitig zur Aufnahme des Wärmeaustauschers (5), als Sumpf für die gemeinsame Kreislaufpumpe (3) sowie zur Aufnahme der Einrichtung zur Einspeisung von Ergänzungswasser (2). Der Biofilter (9) dient dem Abbau von ' Ammoniumspitzen im Kreislauf.

Fig.2:

Eine Fischproduktionsanlage geeigneter Dimensionierung (1) mit einer mechanischen Wasserreinigung (4) und Kreislaufpumpe (3) wird vollständig in das zirkulierende nährstoff haltige Wasser einer Hydroponikanlage (8) eingeordnet und reichert dieses kontinuierlich mit dem im Prozeß der Fischproduktion anfallenden Nährstoffen an, welche von den Pflanzen sofort wieder verwertet werden können. Der Nährlösungsbehälter (6) dient zur Aufnahme der Heizung (5), der Ergänzungswassereinspeisung (2) sowie als Pumpensumpf. Über eine Dosieranlage (7) werden erforderliche Korrekturen der

Nährstoffzusammensetzung vorgenommen. ' . .

Claims

Patentansprüche:

Einrichtung und Verfahren zur Kombination der hydroponischen Aufzucht von Pflanzen und der Intensivfischzucht in Behältern, gekennzeichnet dadurch, daß gegenüber organischen Schlämmen unempfindliche Hydroponiktechnologien so mit Technologien zur Intensivfisch produktion gekoppelt werden, daß sie gemeinsam einen geschlossenen Kreislauf bilden, in dem beide Technologien entweder parallel (Bypaß) oder in Reihe geschaltet werden.

Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß für die beiden Technologien notwendige funktionell Elemente, wie Wasseraufbereitung, Heizung, Nährstoffzufuhr, ganzoderteilweise durch das jeweils andere Verfahren ersetzt werden und daß bei ausgewogener Betriebsweise nur Ergänzungswasser, Futter und Wärme eingespeist werden. '