DE102016014421A1 - Aquaponic plant and method for operating an aquaponic facility - Google Patents

Aquaponic plant and method for operating an aquaponic facility Download PDF

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; CARE OF BIRDS, FISHES, INSECTS; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K63/00Receptacles for live fish, e.g. aquaria; Terraria
    • A01K63/04Arrangements for treating water specially adapted to receptacles for live fish

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aquaponik- Anlage und Verfahren zum Betreiben einer Aquaponik-Anlage für eine Pflanzen- und Fischproduktion, die eine Kombination aus einer in einem Gebäudekomplex angeordneten Aquakultur-Anlage (1) und eine Pflanzenzucht- Anlage (2) umfasst, wobei die Aquakultur-Anlage (1) aus mindestens einer Aquakultur- Vorrichtung (3) mit einem der jeweiligen Fischart entsprechenden Ablauf (4,5), aus einem mechanischen Filter (6), einer, mit einer Frischwasserzufuhr (17) einem biologischen Filter (8) sowie einer Belüftung (10) und die Pflanzenzucht-Anlage (2) aus mindestens einer Pflanzenzucht- Vorrichtung (15), einem Speichertank (12), einem Mischtank (13), einem Nährstoffspender (14) und einem mit der Pflanzenzucht- Vorrichtung (15) verbundenen Zwischenspeicher (23) und einem Kondensattank (11) besteht, wobei die Aquakultur- Anlage (1) einen ersten Wasserkreislauf und die Pflanzenzucht- Anlage (2) einen zweiten, vom ersten Wasserkreislauf getrennten, Wasserkreislauf aufweist, sowie dem mechanischen Filter (6) der Aquakultur- Anlage (1) im ersten Wasserkreislauf ein Nachklärer (7) nachgeschaltet ist. Zur Einspeisung eines regelbaren Teils des vorgereinigten Abwassers aus dem ersten Wasserkreislauf der Aquaponik- Anlage (1) in den zweiten Wasserkreislauf der Pflanzenzucht- Anlage (2) ist der Aufnahmetank (9) oder die Verbindungsleitung des biologischen Filters (8) mit dem Aufnahmetank und (9) mit dem Speichertank(12) der Pflanzenzucht- Anlage (2) verbunden.The invention relates to an aquaponic plant and method for operating an aquaponic plant for a plant and fish production, which comprises a combination of a complex arranged in a complex aquaculture plant (1) and a plant growing plant (2), wherein the aquaculture Plant (1) from at least one aquaculture device (3) with a respective type of fish corresponding drain (4,5), from a mechanical filter (6), a, with a fresh water supply (17) a biological filter (8) and a ventilation system (10) and the plant growing system (2) comprising at least one plant growing device (15), a storage tank (12), a mixing tank (13), a nutrient dispenser (14) and a plant growing device (15). connected intermediate storage (23) and a condensate tank (11), wherein the aquaculture plant (1) a first water cycle and the plant growing plant (2) a second, separated from the first water cycle, water circuit f, as well as the mechanical filter (6) of the aquaculture system (1) in the first water cycle, a secondary clarifier (7) is connected downstream. For feeding a controllable part of the prepurified waste water from the first water cycle of the aquaponic plant (1) into the second water cycle of the plant breeding plant (2), the receiving tank (9) or the connecting line of the biological filter (8) with the receiving tank and ( 9) connected to the storage tank (12) of the plant growing plant (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Aquaponik- Anlage und Verfahren zum Betreiben einer Aquaponik- Anlage nach Hauptpatent DE 10 2016 002 201.9 The invention relates to an aquaponic system and method for operating an aquaponic system according to the main patent DE 10 2016 002 201.9

Aquaponik bezeichnet ein Verfahren, das Techniken der Aufzucht von Fischen in Aquakultur und der Kultivierung von Nutzpflanzen in Hydrokultur verbindet1. Es handelt sich dabei um einen geschlossenen Wasser- und Nährstoffkreislauf, welcher in automatisierten Abläufen bewirtschaftet wird.Aquaponics refers to a process that combines techniques of aquaculture fish breeding and crop cultivation in hydroponics 1 . It is a closed water and nutrient cycle, which is managed in automated processes.

Ein Bestandteil ist die Fischzucht oder -Haltung in Behältern oder (seltener) in offenen Teichen. Hier können je nach Bedarf und klimatischen Verhältnissen vor Ort verschiedene Fischarten gehalten werden. Häufig werden Buntbarsche aus der Gattungen Tilapia oder Oreochromis als besonders schnellwachsende und wenig anspruchsvolle Speisefische eingesetzt2, z.B. Oreochromisniloticus3 oder Tilapiamariae. Diese können auch mit Algen oder pflanzlicher Nahrung gefüttert werden, allerdings besteht in gemäßigten Klimazonen zusätzlicher Energiebedarf zur Temperierung des Wassers.One component is fish farming or keeping in containers or (more rarely) in open ponds. Here, depending on the needs and climatic conditions on site different species of fish can be kept. Often cichlids of the genera Tilapia or Oreochromis are used as particularly fast-growing and less demanding edible fish 2 , eg Oreochromisniloticus 3 or Tilapiamariae. These can also be fed with algae or vegetable food, however, in temperate climates, additional energy demand for temperature control of the water.

Zweiter Bestandteil eines Aquaponik-Systems ist die Pflanzenzucht in anorganischem Substrat ähnlich der Hydrokultur, allerdings unter Verzicht auf die dort verwendete vorproduzierte Nährlösung. Die Nutzpflanzen wachsen meist in Behältern, die mit einem Substrat (z.B. Blähton oder Kies) gefüllt sind und periodisch mit dem nährstoffreichen Wasser aus dem Fischbehälter geflutet werden. Die Kultivierung mit Nährstofffilm-Technik oder DeepWater Culture ist ebenfalls möglich. Das überlaufende Wasser wird wieder in den Fischtank zurückgeführt.The second component of an aquaponic system is plant cultivation in an inorganic substrate, similar to hydroponic culture, but without the pre-produced nutrient solution used there. The crops usually grow in containers that are filled with a substrate (e.g., expanded clay or gravel) and periodically flooded with the nutrient-rich water from the fish tank. Cultivation with nutrient film technique or DeepWater Culture is also possible. The overflowing water is returned to the fish tank.

Das Kiesbett am Grund des Fischtanks sowie das Substrat der Pflanzbehälter ist mit einem Biofilm aus nitrifizierenden Bakterien besetzt, welche Ammonium und Ammoniak der Fischausscheidungen über das Zwischenprodukt Nitrit in Nitrat umwandeln, welches schließlich als Nährstoff den Nutzpflanzen zur Verfügung steht. In Aquaponik muss das Wasser nicht ausgetauscht oder zusätzlich gefiltert werden, da es in den beschriebenen biologischen Reinigungsprozessen wieder in der für die Fischhaltung benötigten Qualität zur Verfügung steht.The gravel bed at the bottom of the fish tank and the substrate of the plant container is occupied by a biofilm of nitrifying bacteria, which convert ammonia and ammonia of fish excreta via the intermediate nitrite into nitrate, which is finally available as a nutrient to the crops. In aquaponics, the water does not have to be exchanged or additionally filtered because it is available in the described biological purification processes again in the quality required for fish keeping.

Damit entfällt die ökologische Problematik der Überdüngung natürlicher Gewässer bei ungeregelter Entsorgung von Abwässern aus der Aquakultur.This eliminates the ecological problem of over-fertilization of natural waters in unregulated disposal of wastewater from aquaculture.

Frischwasser muss nur bei Verlusten durch Absorption durch die Pflanzen, Evapotranspiration oder der Entnahme von Biomasse aus dem System ergänzt werden. Zusätzlich anfallende Feststoffe aus Fischausscheidungen oder Biofilmen können über ein zwischengeschaltetes Absetzbecken abgetrennt und separat kompostiert werden, dies ist in Systemen mit Medium aber nur selten notwendig, da das Medium per se gute Filterung bringt.Fresh water only needs to be supplemented with losses due to absorption by the plants, evapotranspiration or removal of biomass from the system. Additional solids from fish excreta or biofilms can be separated via an intermediate sedimentation tank and composted separately, but this is rarely necessary in systems with medium, since the medium per se brings good filtering.

Zusätzlich anfallende Feststoffe aus Fischausscheidungen oder Biofilmen können über ein zwischengeschaltetes Absetzbecken abgetrennt und separat kompostiert werden. Dies ist in Systemen mit Medium aber nur selten notwendig, da das Medium per se gute Filterung bringt.Additional solids from fish excreta or biofilms can be separated via an intermediate sedimentation tank and composted separately. However, this is rarely necessary in systems with medium, since the medium per se provides good filtering.

Alternativ wird die Wurmkompostierung im Pflanzsubstrat praktiziert, bei der die Feststoffe zersetzt und im Kreislauf erhalten werden.Alternatively, vermicomposting is practiced in the plant substrate where the solids are decomposed and recirculated.

Der Name Aquaponik ist ein Kofferwort aus Aquakultur und Hydroponik. Unter dem Namen „Integrated Aqua-Vegeculture System‟4 wurde ein kommerzielles Aquaponiksystem entwickelt, welches die Fischausscheidungen von Tilapia-Buntbarschen durch Algen und Bakterien auf Sandfiltern für die Aufzucht von Tomatenpflanzen aufbereitet5.The name Aquaponik is a portmanteau of aquaculture and hydroponics. Under the name "Integrated Aqua-Vegeculture System" 4 , a commercial aquaponic system has been developed that processes the fish excretions of tilapia cichlids by algae and bacteria on sand filters for the cultivation of tomato plants 5 .

Die von McMurtry und Sanders begonnene Grundlagenforschung wurde von der University of Virgin Island in einem speziellen Forschungsprogramm für Aquaponik-Aquakultur weiterentwickelt6.The basic research started by McMurtry and Sanders has been further developed by the University of Virgin Island in a special aquaponics aquaculture research program 6 .

Mittlerweile existieren aquaponische Systeme in Kleinstsystemen bis hin zu großen kommerziell genutzten Anlagen. Sie sind auf der ganzen Welt anzutreffen und finden sowohl in Industrie- als auch in Entwicklungsländern Verwendung7.Meanwhile aquaponic systems exist in small systems up to large commercially used plants. They are found around the world and are used in both developed and developing countries 7 .

Das Wasser wird im Gewächshaus durch einen geschlossenen Kreislauf gepumpt. Das Wasser der Fischtanks wird durch einem Filter von Feststoffen befreit und fließt dann in die Pflanzbeete. In deren Substrat bildet sich ein Biofilm mit Bakterien. Wie im natürlichen Stickstoffkreislauf wandeln die Bakterien das Ammonium in den Ausscheidungen der Fische erst zu Nitrit und dann zu Nitrat um. Das Nitrat wiederum dient den Pflanzen als Nahrung und wird so dem Wasser entzogen. Das geklärte Wasser kann dann wieder in den Fischtank fließen. Aquaponik ist also der Versuch den natürlichen Stickstoffkreislauf nachzubauen. Der große Vorteil ist im Wegfallen des Zusatzes von Dünger wie in klassischen Hydrokulturen und das Klären des Wassers wie in herkömmlichen Aquakulturen8.The water is pumped through a closed circuit in the greenhouse. The water of the fish tanks is freed by a filter of solids and then flows into the plant beds. In their substrate, a biofilm forms with bacteria. As in the natural nitrogen cycle, the bacteria convert the ammonium in the excrement of the fish first to nitrite and then to nitrate. The nitrate in turn serves the plants as food and is thus removed from the water. The clarified water can then flow back into the fish tank. Aquaponics is therefore an attempt to recreate the natural nitrogen cycle. The big advantage is in the elimination of the addition of fertilizer as in classical hydroponics and the clarification of the water as in conventional aquaculture 8 .

In der DE 60 018 538 T2 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer integrierten Landwirtschaft beschrieben, wobei Geflügeltiere nahe einem mit Wasser gefüllten Teich gehalten und Süßwasserfische in dem mit Wasser gefüllten Teich gezüchtet werden. Die Ausscheidungen der Geflügeltiere werden in das Wasser des Teichs befördert und das Wassers des Teichs wird in ein Sprinklersystem gepumpt, wobei des durch das Sprinklersystem gepumpten Wassers auf einer Pflanzenanbaufläche verteilt wird. Das Wasser wird, nachdem es durch den Boden der Pflanzen gesickert ist, gesammelt in den Teich zurückgeführt. Die Aufbereitung des Wassers des Teichs erfolgt derart, dass der Anteil von Sauerstoff und/oder der Anteil von Ammoniak und/oder der ph-Wert und/oder die Temperatur annähernd auf einen vorgegebenen Wert gebracht wird, wobei ein benötigter Anteil von Sauerstoff in den Teich gepumpt wird, wenn der Sauerstoffanteil zu gering ist, Wasser aus dem Teich in das Sprinklersystem gepumpt wird, wenn der Wert von Ammoniak oder der ph-Wert nicht in ihrem vorgegebenen Bereich liegen und so viel Frischwasser wie nötig in das Sprinklersystem gepumpt wird, wenn der abgelesene Messwert der Mehrfachmessfühler und/oder Sensoren in dem Sprinklersystem für die Messgrößen Sauerstoff, Ammoniak, ph-Wert und Temperatur nicht in einem vorgegeben Bereich liegt.In the DE 60 018 538 T2 For example, a method and apparatus for operating integrated farming is described wherein birds are kept near a pond filled with water and freshwater fish are raised in the water-filled pond. The excretions of the birds are carried into the water of the pond and the water of the pond becomes into Pumped sprinkler system, wherein the pumped by the sprinkler system water is distributed on a plant acreage. The water, after it has seeped through the soil of the plants, is collected and returned to the pond. The treatment of the water of the pond is carried out such that the proportion of oxygen and / or the proportion of ammonia and / or the pH and / or the temperature is brought approximately to a predetermined value, wherein a required proportion of oxygen in the pond is pumped, if the oxygen content is too low, water from the pond is pumped into the sprinkler system, if the value of ammonia or the ph value is not within its specified range and as much fresh water is pumped as needed into the sprinkler system, if the reading of the multiple sensors and / or sensors in the sprinkler system for the measured quantities oxygen, ammonia, ph value and temperature is not within a specified range.

Eine Aquaponik-Anlage mit geschlossenem Wasserkreislauf wird in der EP 21 58 808 B1 beschrieben, die aus mindestens einer Aquakultur-Einheit und mindestens einer Hydroponik-Einheit besteht, wobei die Aquakultur-Einheit mindestens einen Wasserabfluss aufweist. Der Wasserabfluss ist über ein Einwegeventil mit der Hydroponik-Einheit funktional verbunden, so dass das Wasser aus der Aquakultur-Einheit der Hydroponik-Einheit zugeführt wird. Die Hydroponik-Einheit weist mindestens eine Kühlfalle auf, wobei die mindestens eine Kühlfalle funktional mit der Aquakultur-Einheit zur Rückführung des aus der mindestens einen Kühlfalle der Aquakultur-Einheit gewonnenen Wassers verbunden ist.An aquaponic system with a closed water cycle will be installed in the EP 21 58 808 B1 described, which consists of at least one aquaculture unit and at least one hydroponic unit, wherein the aquaculture unit has at least one outflow of water. The water drainage is functionally connected via a one-way valve to the hydroponic unit, so that the water from the aquaculture unit is fed to the hydroponic unit. The hydroponic unit has at least one cold trap, wherein the at least one cold trap is functionally connected to the aquaculture unit for returning the water recovered from the at least one cold trap of the aquaculture unit.

Die TWM 486 944 (U) zeigt eine Aquaponik-Anlage, die aus einem Aquakulturbehälter, einem Hydroponikbehälter und einem mit Filtern versehenen Tank besteht, wobei der Aquakulturbehälter über oder unter dem Hydroponikbehälter und beide über den Tank angeordnet sein können. Bei der Anordnung des Aquakulturbehälters über dem Hydroponikbehälter wird das Abwasser aus dem Aquakulturbehälter direkt in den Hydroponikbehälter, aus dem Hydroponikbehälter in den mit Filter ausgestatteten Tank und von dort wieder dem Aquakulturbehälter zugeführt. Bei Anordnung des Hydroponiksbehälters über dem Aquakulturbehälter wird das Wasser aus dem Hydroponikbehälter dem Aquakulturbehälter, von dort dem Filtertank und vom Filtertank dem Hydroponikbehälter zugeführt.TWM 486 944 (U) shows an aquaponic plant consisting of an aquaculture vessel, a hydroponic vessel and a tank provided with filters, the aquaculture vessel may be located above or below the hydroponic vessel and both above the tank. When placing the aquaculture tank above the hydroponic tank, the waste water from the aquaculture tank is fed directly into the hydroponic tank, from the hydroponic tank into the tank equipped with filter and from there back to the aquaculture tank. When the hydroponic tank is placed above the aquaculture tank, the water from the hydroponic tank is fed to the aquaculture tank, from there to the filter tank and from the filter tank to the hydroponic tank.

Ein Aquaponik- Produktionssystem (APS) wird in der MX 2012 013 992 (A ) offenbart. Das APS ist in vier Bereiche unterteilt, einem Tank für aquatischen Organismen, eine Wasserklärungs Ablagerung, ein erstes biologisches Filter (Bioreaktor) und schließlich der zweite Typ von biologischer Filter, das gleichzeitig als Pflanzbett für Kulturpflanzen verwendet wird und wobei das geklärte und filtrierte Wasser zurück in den Tank von Wasserorganismen fließt.An aquaponic production system (APS) will be installed in the MX 2012 013 992 (A ) disclosed. The APS is divided into four areas, a tank for aquatic organisms, a water clearing deposit, a first biological filter (bioreactor) and finally the second type of biological filter, which is also used as a plant bed for crops and the clarified and filtered water back flows into the tank of aquatic organisms.

Das Wasser fließt durch das System in der gleichen Reihenfolge, wie zuvor beschrieben und wird dabei in einem geschlossenen Kreislaufprozess zur Vermeidung der Verschmutzung der natürlichen Wasserquellen geführt, wobei die Pflanzen mit Nährstoffen in einer schnelle und einfache Weise versorgt werden, so dass sich die Pflanzen in einer kurzen Zeit entwickeln können und damit eine höhere Gesamtproduktion erreicht werden. Zur gleichen Zeit wird die Umwandlung und Entfernung von Stickstoff- Abfällen und Substanzen, die potentiell schädlich für aquatische Organismen sind, erreicht.The water flows through the system in the same order as described above and is thereby conducted in a closed loop process to avoid contamination of the natural water sources, providing the plants with nutrients in a quick and easy manner, so that the plants in develop in a short time and thus achieve higher total production. At the same time, the conversion and removal of nitrogen wastes and substances that are potentially harmful to aquatic organisms is achieved.

Ein Aquaponik- System mit minimalem Mittelabflüsse von Abfällen wird in der WO 2014 039 904 A1 dargestellt, wobei ein Abwasserstrom aus Aquakulturen in einer Abfallumwandlungseinheit mit Algen- und Bakterien mineralisiert wird. Die Algen und Bakterien sind auf mehreren horizontalen Platten angeordnet, durch die der Abwasserstrom fließt. Der Strom von Abfällen aus der Abfallumwandlungseinheit durchläuft Tröge, auf denen sich Pflanzen in Hydrokultur befinden, die durch Absorption des mineralisierten Abfalls mit Nährstoffen versorgt werden.An aquaponic system with minimal waste discharge will be installed in the WO 2014 039 904 A1 in which a sewage stream from aquacultures is mineralized in a waste conversion unit with algae and bacteria. The algae and bacteria are arranged on several horizontal plates through which the sewage stream flows. The stream of wastes from the waste conversion unit passes through troughs containing plants in hydroponic culture, which are supplied with nutrients by absorption of the mineralized waste.

Das Wasser fließt aus diesen Trögen zurück in den Tank für die Aquakulturen.The water flows from these troughs back into the tank for aquaculture.

Das System kann mit einer Luftquelle, einer Lichtquelle und einer Nährstoffquelle in der Abfallumwandlungseinheit ausgerüstet sein. Zusätzlich können die Tröge mit schwimmenden Tabletts versehen werden, um ein breites Spektrum von Pflanzen in Hydrokultur in den Trögen zu züchten.The system may be equipped with an air source, a light source and a nutrient source in the waste conversion unit. In addition, the troughs may be provided with floating trays to grow a wide range of crops in hydroponic culture in the troughs.

Die Erfindung gemäß US 2014 047 767 A1 bezieht sich auf ein Aquaponik- System und ein Verfahren zum Betreiben dieses Systems.The invention according to US 2014 047 767 A1 refers to an aquaponic system and method of operating this system.

Das Aquaponik- System besteht aus einem Tank zur Aufnahme mindestens einer Wassertierart, einer Vorrichtung mit einem Pflanzennährmedium zur Aufnahme eines oder mehrerer Pflanzenarten, die in einer wässrigen Umgebung wachsen,
einem Biofilter- Modul, einer Feststoffentfernungseinrichtung und einer Vorrichtung zur Verwertung von biologischen Abfallstoffe, wobei eine biologische Spezies zum Aufschließen der Feststoffe als Pflanzennährstoffe eingesetzt wird.
The aquaponic system consists of a tank for holding at least one species of aquatic animal, a device with a plant nutrient medium for receiving one or more plant species growing in an aqueous environment,
a biofilter module, a solids removal device and a device for the utilization of biological waste, wherein a biological species is used for digesting the solids as plant nutrients.

Die Pflanzennährstoffe werden der Vorrichtung mit einem Pflanzennährmedium übertragen und zumindest ein Teil des Wassers wird in den Tank für die Wassertiere zurückgeführt.The plant nutrients are transferred to the device with a plant nutrient medium and at least a portion of the water is returned to the tank for the aquatic animals.

Eine modulare Aquaponik- Anordnung, beschrieben in der US 2013 047 508 A1 , enthält einen Rahmen, mindestens einem Behälter für die Aquakultur und mindestens einen Behälter für die Hydroponik- Kultur, der an die zu züchtenden Pflanzen angepasst ist. Eine Leuchte ist innerhalb des Rahmens oberhalb des mindestens eines Behälters der Hydroponik- Kultur und der Behälter der Aquakultur ist nahe dem Boden des Rahmens angeordnet. Ein Wasserumlaufsystem ist zum Zirkulieren von Wasser aus dem Behälter der Aquakultur durch den zumindest einen Behälter der Hydroponik-Kultur und zurück in den Behälter für die Aquakultur vorgesehen. In einer weiteren Ausführungsform umschließt ein Gewächshaus den Rahmen, das Aquarium und andere Komponenten, um eine ästhetisch ansprechende Struktur, die sowohl ein dekoratives und funktionelles Aussehen der Gesamtanlage schafft. A modular aquaponic arrangement described in US Pat US 2013 047 508 A1 contains a frame, at least one tank for aquaculture and at least one container for the hydroponic culture, which is adapted to the plants to be grown. A luminaire is within the frame above the at least one container of the hydroponic culture, and the aquaculture container is located near the bottom of the frame. A water circulation system is provided for circulating water from the aquaculture tank through the at least one hydroponic culture tank and back to the aquaculture tank. In another embodiment, a greenhouse encloses the frame, the aquarium, and other components to provide an aesthetically pleasing structure that provides both a decorative and functional appearance to the overall system.

Die TW 483 667 U offenbart eine Aquaponik-Anlage, bei der das Abwasser der Aquakultureinrichtung über einen mechanischen Filter einer Hydrokultur zugeführt wird. Ein Teil des mechanisch gereinigten Wasser aus dem mechanischen Filter wird einem Belüftungsbecken zugeführt und über einen biologischen Filter der Hydrokultur zugeführt.The TW 483 667 U discloses an aquaponic plant in which the waste water of the aquaculture facility is fed to a hydroponic culture via a mechanical filter. A part of the mechanically purified water from the mechanical filter is fed to a ventilation basin and fed via a biological filter of hydroponic culture.

Die US 8 677 686 B1 offenbart ein Aquaponik - System, in dem, getrennt von den Aquakultur- Anlagen, zwei Abwasserströme erzeugt. Im ersten Durchflussstrom wird aus dem Abwasser nährstoffreiches Wasser erzeugt und für Hydrokultur Pflanzenwachstum verwendet. Das nährstoffarme Wasser, das aus der Hydrokultur mit Pflanzenwachstum resultiert, wird wieder dem Fischbecken zugeführt, um den Zyklus fortzusetzen. In dem zweiten Fließstrom werden die absetzbare Feststoffe aus dem Abwasser getrennt und in nährstoffreichen Schlamm umgewandelt und als feste oder halbfeste Substrate für das Pflanzenwachstum eingesetzt.The US 8 677 686 B1 discloses an aquaponic system in which, separate from the aquaculture plants, produces two wastewater streams. In the first flow, nutrient-rich water is produced from the wastewater and used for hydroponic plant growth. The nutrient-poor water that results from hydroponic plant growth is returned to the fish tank to continue the cycle. In the second flow stream, the settleable solids are separated from the effluent and converted into nutrient rich sludge and used as solid or semi-solid substrates for plant growth.

Das überschüssige nährstoffreiche Wasser aus dem zweiten Fließstrom wird abgeleitet und zurück in die erste Strömung eingespeist, wodurch Wasser und Nährstoffen innerhalb des Systems gespart werden.The excess nutrient-rich water from the second flow stream is drained and fed back into the first flow, saving water and nutrients within the system.

In der DE 102013217286 B4 wird eine Wärmetauschereinrichtung für ein Gewächshaus beschrieben, die mindestens eine Rohrleitung, die in einem Kühlbetrieb zum Entziehen von Wärme aus dem Gewächshaus von einem Fluid durchströmt wird, und eine Trägereinrichtung zum Anordnen der mindestens einen Rohrleitung in einem Gewächshaus umfasst. Dabei ist vorgesehen, dass die Trägereinrichtung zum Verstellen der mindestens einen Rohrleitung ausgebildet ist derart, dass die mindestens eine Rohrleitung zwischen einer oberen Stellung und einer unteren Stellung verstellbar ist. Auf diese Weise wird eine Wärmetauschereinrichtung für ein Gewächshaus zur Verfügung gestellt, die zum einen wirtschaftlich günstigen Kühlbetrieb bei für Pflanzen günstiger Kühlung ermöglicht, zum anderen aber einen Nachteil durch eventuelle Abschattung eines Lichteinfalls auf Pflanzen vermeidet. Um die an der mindestens einen Rohrleitung entstehende Kondensationsflüssigkeit aufzufangen, ist an der mindestens einen Rohrleitung vorzugsweise eine Kondensatrinne angeordnet. Die Kondensatrinne kann beispielsweise (entlang der Schwerkraftrichtung betrachtet) unterhalb der mindestens einen Rohrleitung angeordnet sein, so dass Kondensationsflüssigkeit von der mindestens einen Rohrleitung in die Kondensatrinne tropfen kann. Die Kondensatrinne kann in Strömungsverbindung mit einem Bewässerungssystem des Gewächshauses stehen. Das in der Kondensatrinne gesammelte Kondensationswasser kann somit in das Bewässerungssystem des Gewächshauses eingeleitet werden, so dass das Kondensat zur Bewässerung der Pflanzen wieder zugeführt werden kann. Die Rohrleitung der Wärmetauschereinrichtung kann als ein Spiralrippenrohr ausgebildet sein. Grundsätzlich können aber auch andere Rohrleitungen verwendet werden, beispielsweise sogenannte Aluflügelrohre oder auch gänzlich anders ausgestaltete Rohrleitungen. Vorzugsweise kommen Rohrleitungen zum Einsatz, die pro Meter Länge eine vergleichsweise große Oberfläche aufweisen, um einen effizienten Wärmeübergang gewährleisten zu könnenIn the DE 102013217286 B4 a greenhouse heat exchanger device is described which comprises at least one pipeline through which a fluid flows in a cooling operation for extracting heat from the greenhouse, and a carrier device for arranging the at least one pipeline in a greenhouse. It is provided that the support means is designed for adjusting the at least one pipe such that the at least one pipe between an upper position and a lower position is adjustable. In this way, a heat exchanger device for a greenhouse is provided, which allows on the one hand economical cooling operation for favorable cooling plants, on the other hand, but avoids a disadvantage by possible shading of light on plants. In order to collect the condensation liquid formed on the at least one pipeline, a condensation channel is preferably arranged on the at least one pipeline. The Kondensatrinne can for example (viewed along the direction of gravity) be arranged below the at least one pipe, so that condensation liquid from the at least one pipe can drip into the Kondensatrinne. The Kondensatrinne can be in fluid communication with an irrigation system of the greenhouse. The condensation water collected in the condensate can thus be introduced into the irrigation system of the greenhouse, so that the condensate can be fed back to irrigate the plants. The piping of the heat exchanger device may be formed as a spiral ribbed tube. In principle, however, other pipes can be used, for example, so-called Aluflügelrohre or completely differently configured piping. Preference is given to using pipelines which have a comparatively large surface per meter of length in order to be able to ensure efficient heat transfer

Hier wird eine Wärmetauschereinrichtung zur Kühlung eines Gewächshauses mit einer Auffangvorrichtung des an den Wärmetauscherrohren entstehenden Kondensats beschrieben, das als Frischwasser in den Wasserkreislauf des Bewässerungssystems eines Gewächshauses eingeleitet wird.Here, a heat exchanger device for cooling a greenhouse with a collecting device of the resulting heat exchanger tubes on the condensate is described, which is introduced as fresh water in the water cycle of the irrigation system of a greenhouse.

Im Hauptpatent DE 10 2016 002 201.9 ist eine Aquaponik- Anlage für eine Pflanzen- und Fischproduktion beschrieben, die aus einer Aquakultur-Anlage und einer Pflanzenzucht- Anlage, besteht, wobei die Aquakultur-Anlage aus mindestens einer Aquakultur- Vorrichtung mit einem der Fischart entsprechendem Ablauf, aus einem mechanischen Filter, einem biologischen Filter sowie einer Belüftung und die Pflanzenzucht- Anlage aus mindestens einer Pflanzenzucht- Vorrichtung , einem Speichertank , einem Mischtank , einem Nährstoffspender und einem Kondensattank besteht, wobei die Aquakultur- Anlage einen ersten Wasserkreislauf und die Pflanzenzucht- Anlage einen zweiten, vom ersten Wasserkreislauf der Aquakultur- Anlage getrennten, Wasserkreislauf aufweist, und wobei im zweiten Wasserkreislauf der Speichertank mit dem Nachklärer und /oder dem mechanischen Filter des ersten Wasserkreislaufes der Aquaponik- Anlage verbunden ist und im zweiten Wasserkreislauf der Pflanzenzucht- Anlage nach dem Mischtank ein Zwischenspeicher mit einer nicht dargestellten Belüftung angeordnet ist, der mit der Pflanzenzucht- Vorrichtung verbunden ist.In the main patent DE 10 2016 002 201.9 An aquaponic plant for plant and fish production is described which consists of an aquaculture plant and a plant growing plant, the aquaculture plant consisting of at least one aquaculture device with a fish-like discharge, a mechanical filter, a biological filter and a ventilation and plant growing plant consists of at least one Pflanzenzucht- device, a storage tank, a mixing tank, a nutrient dispenser and a condensate tank, wherein the aquaculture plant a first water cycle and plant breeding plant a second, from the first water cycle the aquaculture plant has separate, water cycle, and wherein in the second water cycle of the storage tank with the secondary clarifier and / or the mechanical filter of the first water cycle of the aquaponic plant is connected and in the second water cycle of plant breeding plant after the mixing tank a buffer with a Not shown ventilation is arranged, which is connected to the plant growing device.

Der Kondensattank kann mit einer Kondensations- und/oder Kühlvorrichtung der Pflanzenzucht- Anlage , dem biologischen Filter zur Aufnahme des Kondensates aus dem biologischen Filter und des Kondensats aus der Kondensations- und Kühlvorrichtung und zum zweiten mit dem Mischtank zur Einspeisung des Kondensats aus dem Kondensattank in den zweiten Wasserkreislauf der Hydroponik-Anlage und/oder mit der der Aquakultur- Anlage verbunden sein, um bei Bedarf das Kondensat aus dem Kondensattank in den ersten Wasserkreislauf der Aquakultur-Anlage einzuspeisen. The condensate tank can with a condensation and / or cooling the plant growing plant, the biological filter for receiving the condensate from the biological filter and the condensate from the condensation and cooling device and the second with the mixing tank for feeding the condensate from the condensate tank in be connected to the second water cycle of the hydroponic plant and / or with the aquaculture plant to feed the condensate from the condensate tank in the first water cycle of the aquaculture plant if necessary.

Der Nachklärer kann als ein Feststoffabscheider, insbesondere als Kleinklärer ausgebildet sein, wobei der Nachklärer mit einer nicht dargestellten Belüftung verbunden ist. Der Speichertank ist mit Sensoren zur Messung der Qualität des vorgereinigten Wassers aus dem Nachklärer versehen.The secondary clarifier can be designed as a solids separator, in particular as a small clarifier, wherein the secondary clarifier is connected to a ventilation, not shown. The storage tank is provided with sensors for measuring the quality of the pre-purified water from the secondary clarifier.

Der Mischtank ist mit dem Nährstoffspender verbunden, wobei im Mischtank das vorgereinigte, nitrathaltige Wasser aus dem Speichertank mit Zusätzen aus weiteren Nährstoffen aus dem Nährstoffspender für die Pflanzenzucht- Vorrichtung gemischt wird. Aus dem Mischtank wird das nitrathaltige, mit weiteren Nährstoffen versehene Wasser in einen Zwischenspeicher geleitet, belüftet und in die Pflanzenzucht-Vorrichtung gepumpt.The mixing tank is connected to the nutrient dispenser, wherein in the mixing tank, the pre-purified, nitrate-containing water from the storage tank is mixed with additives from other nutrients from the nutrient dispenser for the plant breeding device. From the mixing tank, the nitrate-containing, provided with further nutrients water is passed into a buffer, aerated and pumped into the plant breeding device.

Im ersten Wasserkreislauf wird das Abwasser der Aquakultur- Vorrichtung über einen der Fischart entsprechende Ablauf aus der Aquakultur- Vorrichtung in einen mechanischen Filter geführt und dort mechanisch gereinigt. Aus dem mechanischen Filter fließt das Wasser in den biologischen Filter und wird von dort in den Aufnahmetank eingespeist.In the first water cycle, the wastewater of the aquaculture device is passed through a corresponding fish species from the aquaculture device in a mechanical filter and cleaned there mechanically. From the mechanical filter, the water flows into the biological filter and is fed from there into the receiving tank.

Für den zweiten Wasserkreislauf für die Pflanzenzucht- Anlage wird aus dem Nachklärer vorgereinigtes und über eine Belüftung im Nachklärer aus ammonium- in nitrathaltiges umgewandeltes Wasser des Wasserkreislaufes der Aquaponik- Anlage in den Speichertank der Pflanzenzucht- Anlage geleitet und je nach Bedarf aus dem Speichertank in den Mischtank geführt. Im Mischtank wird das Wasser des ersten Wasserkreislaufes mit weiteren Nährstoffen aus dem Nährstoffspender versetzt. Das Kondenswasser aus dem Kondensattank kann ebenfalls in den Mischtank geführt und so der Verlust an Wasser im zweiten Wasserkreislauf ausgeglichen werden.For the second water cycle for the plant breeding plant pre-purified and via aeration in the final clarifier from ammonia-nitrate-containing converted water of the aquaponic plant water circuit in the storage tank of the plant breeding facility and as needed from the storage tank in the Run mixed tank. In the mixing tank, the water from the first water cycle is mixed with other nutrients from the nutrient dispenser. The condensate from the condensate tank can also be fed into the mixing tank and thus the loss of water in the second water cycle can be compensated.

Die Pflanzenzucht- Vorrichtung besteht aus mindestens einem Behälter, in dem in nicht dargestellten Rinnen oder anderen Aufnahmegefäße Pflanzen in Hydroponik-, Hydro-,oder Erdkulturen angeordnet sind, wobei der Behälter mit einem Zulauf für das aufbereitete Wasser aus dem Zwischenspeicher und mit einem Ablauf für die Ableitung des verbrauchten Wassers aus der Pflanzenzucht- Vorrichtung in den Speichertank versehen und der Behälter in Richtung des Ablauf geneigt aufgestellt ist.The plant growing device consists of at least one container in which plants in hydroponic, hydro, or soil cultures are arranged in not shown gutters or other receptacles, the container with an inlet for the treated water from the buffer and a drain for provided the discharge of the spent water from the plant growing device in the storage tank and the container is placed inclined in the direction of the flow.

Des Weiteren wurde festgestellt, dass bei der Entnahme des Wassers für den zweiten Wasserkreislauf für die Pflanzenzuchtanlage aus dem Nachklärer des ersten Wasserkreislaufes , wie es im Hauptpatent beschrieben wird, zu etwaigen Wärme- und Wasserverlusten im ersten Wasserkreislauf kommt.It has also been found that when removing the water for the second water cycle for the plant breeding plant from the secondary clarifier of the first water cycle, as described in the main patent, to any loss of heat and water in the first water cycle.

Aufgabe der Erfindung ist durch die Veränderung der Einbindung des zweiten Wasserkreislaufes der Pflanzenzucht- Anlage in den ersten Wasserkreislauf der Aquakultur- Anlage den Verbrauch an Wärmeenergie und Wasser zu senken.The object of the invention is to reduce the consumption of heat energy and water by changing the integration of the second water cycle of the plant breeding plant in the first water cycle of the aquaculture plant.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Aquaponik- Anlage nach Hauptpatent DE 10 2016 002 201.9 für eine Pflanzen- und Fischproduktion, bestehend aus einer Kombination aus einer in einem Gebäudekomplex angeordneten Aquakultur-Anlage (1) und einer Pflanzenzucht- Anlage (2),gelöst ,wobei die Aquakultur- Anlage (1) einen ersten Wasserkreislauf und die Pflanzenzucht- Anlage (2) einen zweiten, vom ersten Wasserkreislauf der Aquakultur- Anlage (1) getrennten, Wasserkreislauf aufweist, die Aquakultur-Anlage (1) aus mindestens einer Aquakultur- Vorrichtung (3) mit einem der Fischart entsprechende Ablauf (4,5), aus einem mechanischen Filter (6), einem mit einer Frischwasserzufuhr (17) verbundenen Nachklärer (7), einem mit einem Aufnahmetank (9) verbunden biologischen Filter (8) sowie einer Belüftung (12) und die Pflanzenzucht- Anlage (2) aus mindestens einer Pflanzenzucht- Vorrichtung (15), einem Speichertank (12), einem Mischtank (13), einem Nährstoffspender (14) einem Zwischenspeicher (23) und einem mit mindestens einer Kondensations- und/oder Kühlvorrichtung (16) zur Aufnahme des Kondensat aus der Kondensations- und Kühlvorrichtung (16) der Pflanzenzucht- Anlage (2), mit dem biologischen Filter (10) zur Aufnahme des Kondensates aus dem biologischen Filter (8) und mit dem Mischtank (13) zur Einspeisung des Kondensats aus dem Kondensattank (11) in den zweiten Wasserkreislauf der Pflanzenzucht- Anlage (2) verbundenen Kondensattank (11) besteht, und wobei im zweiten Wasserkreislauf der Pflanzenzucht- Anlage (2) nach dem Mischtank (13) ein Zwischenspeicher (23) mit einer nicht dargestellten Belüftung angeordnet ist, der mit der Pflanzenzucht- Vorrichtung (15) verbunden ist. Im zweiten Wasserkreislauf ist der Speichertank (12) und/oder Mischtank (13) mit dem Aufnahmetank (9) des ersten Wasserkreislaufes der Aquaponik- Anlage (1) regelbar verbunden oder in die Leitung zwischen biologischem Filter (8) und Aufnahmetank (9) des ersten Wasserkreislaufes regelbar eingebunden.According to the invention, this object is achieved by the aquaponic system according to the main patent DE 10 2016 002 201.9 for a plant and fish production, consisting of a combination of an aquaculture facility located in a complex of buildings ( 1 ) and a plant breeding plant ( 2 ), whereby the aquaculture plant ( 1 ) a first water cycle and the plant breeding plant ( 2 ) a second, from the first water cycle of the aquaculture plant ( 1 ), the aquaculture facility ( 1 ) from at least one aquaculture device ( 3 ) with a corresponding fish species (4,5), from a mechanical filter ( 6 ), one with a fresh water supply ( 17 ) connected secondary clarifiers ( 7 ), one with a receiving tank ( 9 ) connected biological filter ( 8th ) as well as a ventilation ( 12 ) and the plant breeding plant ( 2 ) from at least one plant breeding device ( 15 ), a storage tank ( 12 ), a mixed tank ( 13 ), a nutrient donor ( 14 ) a cache ( 23 ) and one with at least one condensation and / or cooling device ( 16 ) for receiving the condensate from the condensation and cooling device ( 16 ) of the plant breeding plant ( 2 ), with the biological filter ( 10 ) for collecting the condensate from the biological filter ( 8th ) and with the mixing tank ( 13 ) for feeding the condensate from the condensate tank ( 11 ) into the second water cycle of the plant breeding plant ( 2 ) connected condensate tank ( 11 ) and in the second water cycle of the plant breeding plant ( 2 ) after the mixing tank ( 13 ) a cache ( 23 ) is arranged with a ventilation, not shown, with the plant growing device ( 15 ) connected is. In the second water cycle the storage tank ( 12 ) and / or mixed tank ( 13 ) with the receiving tank ( 9 ) of the first water cycle of the aquaponic plant ( 1 ) or in the line between biological filter ( 8th ) and holding tank ( 9 ) of the first water cycle.

In einer Auslegung der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Aquaponik-Anlage beschrieben, wobei der Ausgleich des Wasserverlustes im ersten Wasserkreislauf ausschließlich aus der Frischwasserzufuhr (17) erfolgt. In one embodiment of the invention, a method for operating an aquaponic system is described, wherein the compensation of the loss of water in the first water cycle exclusively from the fresh water supply ( 17 ) he follows.

In einer weiteren Auslegung der Erfindung, wird ein Verfahren zum Betreiben einer Aquaponik- Anlage beschrieben, bei der der Ausgleich des Wasserverlustes im zweiten Wasserkreislauf der Pflanzenzucht- Anlage (2) durch eine geregelte Entnahme des Wassers aus dem Aufnahmetank (9) und/oder nach dem biologisch Filter (8) des ersten Wasserkreislaufes erfolgt.In a further embodiment of the invention, a method for operating an aquaponic system is described in which the compensation of water loss in the second water cycle of the plant breeding plant ( 2 ) by a controlled removal of the water from the receiving tank ( 9 ) and / or after the biological filter ( 8th ) of the first water cycle takes place.

Die Erfindung wird nun an einem Beispiel näher erläutert, wobei die 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Aquaponik- Anlage darstellt und

1
Aquakultur- Anlage
2
Pflanzenzucht- Anlage
3
Aquakultur- Vorrichtung
4
Oberer Ablauf
5
Bodenablauf
6
Mechanischer Filter
7
Nachklärer
8
Biologischer Filter
9
Aufnahmetank
10
Belüftung
11
Kondensattank
12
Speichertank
13
Mischtank
14
Nährstoffspender
15
Pflanzenzucht- Vorrichtung
16
Kondensationsvorrichtung
17
Frischwasserzufuhr
18
Behälter
19
Pflanzen
20
Kühler
21
Kondensatsammler
22
Kühlanlage
23
Zwischenspeicher
bedeuten.The invention will now be explained in more detail by way of example, wherein the 1 is a schematic representation of the aquaponic system of the invention and
1
Aquaculture plant
2
Plant Breeding Plant
3
Aquaculture device
4
Upper sequence
5
floor drain
6
Mechanical filter
7
clarifier
8th
Biological filter
9
receiving tank
10
ventilation
11
condensate tank
12
storage tank
13
mixing tank
14
nutrient dispenser
15
Plant Breeding Device
16
condensation device
17
Fresh water supply
18
container
19
plants
20
cooler
21
condensate collector
22
refrigeration Equipment
23
cache
mean.

Die Aquaponik- Anlage besteht aus einer Aquakultur-Anlage (1) und einer Pflanzenzucht- Anlage (2), die in einem Gebäudekomplex plaziert sind. Die Aquakultur- Anlage (1) besteht aus einer Aquakultur- Vorrichtung (3) in Form mindestens eines Fischzuchtbeckens, dessen Wasserumlauf in einem ersten Kreislauf geführt und dabei aufbereitet wird Die Aquakultur- Vorrichtung weist einem der Fischart entsprechende Ablauf (4,5) auf, über der das Abwasser aus dem Fischzuchtbecken geführt wird. Der dabei entstehende Wasserverlust der Aquakulturvorrichtung (3) wird durch Frischwasser über die Frischwasserzufuhr (17) ergänzt. Die Aquakultur-Anlage (1) weist zur Wasseraufbereitung einen mechanischen Filter (6) zur Absonderung von Schwebstoffen und großkörnigen Verunreinigungen, einen als Rieselfilter ausgebildeten biologischen Filter (8), eine Belüftung (10) und einen Aufnahmetank (9) in dem das gereinigte und in die Aquakultur- Vorrichtung (3) zirkulierende Wasser mit gegebenfalls mit O2 versetzt wird.The aquaponic facility consists of an aquaculture facility ( 1 ) and a plant breeding plant ( 2 ), which are placed in a building complex. The aquaculture plant ( 1 ) consists of an aquaculture device ( 3 ) in the form of at least one fish tank, the water circulation is performed in a first cycle and thereby processed the aquaculture device has a fish species corresponding sequence (4,5), over which the wastewater from the fish farm is led. The resulting water loss of the aquaculture device ( 3 ) is replaced by fresh water via the fresh water supply ( 17 ) added. The aquaculture plant ( 1 ) has a mechanical filter for water treatment ( 6 ) for the separation of suspended solids and large-scale impurities, a biological filter formed as a trickle filter ( 8th ), a ventilation ( 10 ) and a receiving tank ( 9 ) in which the purified and the aquaculture device ( 3 ) circulating water with optionally with O 2 is added.

Dem mechanischen Filter (6) ist ein Nachklärer (7) in Form eines Kleinklärers nachgeordnet. Aus dem mechanischen Filter (6) wird temporär schwebstoffhaltiges Wasser in den Nachklärer (7) verbracht. Im Nachklärer (7) wird das Wasser mit Luft beaufschlagt, um das im Wasser gelöste Ammonium in Nitrat umzuwandeln. Vom belüfteten Nachklärer (7) gelangt es in die Pflanzenzucht- Anlage (2). Eine regelbare Menge des Wassers wird aus dem Aufnahmetank (9) oder der Wasserleitung zwischen dem biologischen Filter (8) und dem Aufnahmetank (9) entnommen und in den Speichertank (12) des zweiten Wasserkreislaufes der Pflanzenzucht- Anlage geleitet und bildet damit den zweiten Wasserkreislauf für die Pflanzenzucht-Anlage (2).The mechanical filter ( 6 ) is a secondary clarifier ( 7 ) arranged in the form of a Kleinlärers. From the mechanical filter ( 6 ) is temporarily suspended water in the secondary clarifier ( 7 ) spent. In the secondary clarifier ( 7 ) the water is supplied with air to convert the ammonium dissolved in the water into nitrate. From the aerated secondary clarifier ( 7 ) it enters the plant breeding plant ( 2 ). An adjustable amount of water is removed from the receiving tank ( 9 ) or the water pipe between the biological filter ( 8th ) and the receiving tank ( 9 ) and into the storage tank ( 12 ) of the second water cycle of the plant breeding plant and thus forms the second water cycle for the plant breeding plant ( 2 ).

Die Verluste an Wasser im ersten Wasserkreislauf der Aquakultur- Anlage (1) werden ausschließlich mit Frischwasser ausgeglichenThe losses of water in the first water cycle of the aquaculture plant ( 1 ) are balanced with fresh water only

Die Pflanzenzucht- Anlage (2) besteht aus dem Speichertank (12), aus einer Pflanzenzucht-Vorrichtung (15), einem Mischtank (13), der mit einem Nährstoffspender (14) verbunden ist und einem dem Mischtank (13) nachgeschalteten, mit einer Belüftung versehenen, Zwischenspeicher (23) sowie einer Kondensations- und Kühlvorrichtung (16), die aus der UmgebungsAtmosphäre der Pflanzenzucht- Anlage (2) den Wasserdampf kondensiert, wobei das Kondensat aufgefangen und dem Kondensattank (11) zugeführt wird.Plant Breeding Plant ( 2 ) consists of the storage tank ( 12 ), from a plant breeding device ( 15 ), a mixed tank ( 13 ) with a nutrient dispenser ( 14 ) and one of the mixing tank ( 13 ) downstream, vented, temporary storage ( 23 ) and a condensation and cooling device ( 16 ) derived from the ambient atmosphere of the plant breeding plant ( 2 ) condenses the water vapor, the condensate being collected and the condensate tank ( 11 ) is supplied.

Im Zwischentank (23) wird die Nährstoffflüssigkeit für die Pflanzenproduktion belüftet und der Pflanzenzucht- Vorrichtung (15) zur Versorgung der Pflanzen mit Nährstoffen zugeführt.In the intermediate tank ( 23 ), the nutrient liquid for plant production is aerated and the plant growing device ( 15 ) for supplying the plants with nutrients.

Die Kondensations- und Kühlvorrichtung (16) weist einen aus Kühlplatten oder Rippenrohren bestehenden Kühler (20) mit unter diesem Kühler (20) angeordneten Kondensatsammler (21) auf. Die Kühler (20) sind mit einer Kühlanlage (22) verbunden, die mittels eines im Kreislauf geführten Kühlmedium die Kühler (20) herunterkühlt, wobei sich der Wasserdampf aus der Umgebungsluft an dem Kühler (23) niederschlägt und über den Kondensatsammler (21) dem Kondensattank (11) zugeführt wird. Weiterhin wird die Kondensations- und Kühlvorrichtung (16) dazu genutzt, gegebenfalls bei höheren Umgebungstemperaturen die Umgebungsatmosphäre in der Pflanzenzucht-Anlage (2) zu kühlen , wobei sich wiederum Kondensat aus dem in der Umgebungsatmosphäre enthaltenen Wasserdampf am Kühler (20) niederschlägt, der dann in dem Kondensatsammler (21) aufgefangen und dem Kondensattank (11) zugeführt wird.The condensation and cooling device ( 16 ) has a cooling plates or finned tubes existing cooler ( 20 ) with under this cooler ( 20 ) arranged condensate collector ( 21 ) on. The Cooler ( 20 ) are equipped with a cooling system ( 22 ) connected by means of a recirculating cooling medium, the radiator ( 20 ), wherein the water vapor from the ambient air at the radiator ( 23 ) and via the condensate collector ( 21 ) the condensate tank ( 11 ) is supplied. Furthermore, the condensation and cooling device ( 16 used, if appropriate, at higher ambient temperatures, the ambient atmosphere in the plant breeding plant ( 2 ), whereby in turn condensate from the water vapor contained in the ambient atmosphere at the radiator ( 20 ), which is then stored in the condensate collector ( 21 ) and the condensate tank ( 11 ) is supplied.

Die Atmosphäre des Rieselfilters (8) der Aquakultur- Anlage (1) enthält neben CO2 auch Wasserdampf und über eine Rohrleitung wird das anfallende Kondensat in den Kondensattank (11) geleitet und erhöht einmal den CO2 Gehalt der Umgebungsatmosphäre der Pflanzenzucht- Anlage (2) und gleichzeitig wird das Kondenswasser der Atmosphäre aus dem Rieselfilter (8) der Aquakultur- Anlage (1) dem zweiten Wasserkreislauf der Pflanzenzucht- Anlage (2) zugeführt. Wasserverluste im zweiten Wasserkreislauf der Pflanzenzucht- Anlage werden durch die regelbare Zuführung des gereinigten in nitrathaltiges umgewandelte Wasser aus dem Aufnahmetank (9) oder aus der Leitung zwischen biologischen Filter (8) und dem Aufnahmetank (9) des ersten Wasserkreislaufes ausgeglichen.The atmosphere of the trickle filter ( 8th ) of the aquaculture facility ( 1 ) contains not only CO 2 but also water vapor and via a pipeline, the resulting condensate in the condensate tank ( 11 ) and once increases the CO 2 content of the ambient atmosphere of the plant breeding plant ( 2 ) and at the same time the condensation of the atmosphere from the trickle filter ( 8th ) of the aquaculture facility ( 1 ) the second water cycle of the plant breeding plant ( 2 ). Water losses in the second water cycle of the plant breeding plant are due to the controllable supply of purified in nitrate-converted water from the receiving tank ( 9 ) or from the line between biological filters ( 8th ) and the receiving tank ( 9 ) of the first water cycle.

Die Pflanzenzucht-Vorrichtung (15) besteht aus mindestens einem Behälter (18), insbesondere in Form eines wannenförmigen Trogs, der über einen Zulauf für aufbereitetes nitrathaltiges Wasser aus dem Mischtank (13) und einem Ablauf für dieses Wasser zum Speichertank (12) verfügt. Der wannenförmige Trog ist mit einer Vielzahl von in Rinnen gehaltenen Pflanzen (19) versehen, insbesondere von Tomaten und Gurken. In der Pflanzenzucht-Vorrichtung (15) können auch andere Kulturen, wie Erdbeeren, Salate oder Gewürze sowohl in Hydroponik-, Hydro-, Erd- oder anderen bekannten Kulturen in die Behälter (18) eingesetzt und gezüchtet werden. Die Auswahl der in der Pflanzenzucht- Vorrichtung (15) gezüchteten Pflanzen ist nicht allein auf die genannten Pflanzen beschränkt. Es können weitere Pflanzen in dieser Pflanzenzucht-Anlage (2) angebaut werden.The plant breeding device ( 15 ) consists of at least one container ( 18 ), in particular in the form of a trough-shaped trough, which via an inlet for treated nitrate-containing water from the mixing tank ( 13 ) and a drain for this water to the storage tank ( 12 ). The tub-shaped trough is equipped with a large number of plants ( 19 ), in particular of tomatoes and cucumbers. In the plant breeding device ( 15 ), other crops, such as strawberries, salads or spices in both hydroponic, hydro, soil or other known 18 ) are used and grown. The selection of the plant growing device ( 15 ) grown plants is not limited to the mentioned plants. There may be other plants in this plant breeding plant ( 2 ) are grown.

Im Mischtank (13) wird dem Wasser aus dem Speichertank (12) gegeben falls noch mit weiteren für die Pflanzenproduktion notwendigen Nährstoffe aus dem Nährstoffspender (14) angereichert. Dazu sind im Speichertank (12) nicht weiter dargestellte Sonden zur Messung der Zusammensetzung des Wassers angeordnet. In the mixing tank ( 13 ) is the water from the storage tank ( 12 ), if necessary, with further nutrients required for plant production from the nutrient dispenser ( 14 enriched). These are in the storage tank ( 12 ) not further shown probes for measuring the composition of the water.

Die Behälter (18) der Pflanzenzucht- Vorrichtung (15) sind in Richtung des Ablaufs geneigt, so dass das in der Pflanzenzucht- Vorrichtung (15) nicht verbrauchtes Wasser wieder in den Speichertank (12) fließt. Die Pflanzen erzeugen durch die Pflanzentranspiration Wasserdampf, der in den Kondensationsvorrichtungen (16) oberhalb der Pflanzen und unterhalb der Decke des Gewächshauses in Kondenswasser umgewandelt wird und dem Kondensattank (11) als wieder zu verwendendes Kondenswasser über dem Mischtank (13) der Pflanzenzucht- Anlage (2) zugeführt wird. In dem zweiten Wasserkreislauf der Aquaponik- Anlage wird so zumindest ein Teil des umgewandelten Abwassers aus dem Aufnahmetank (9) der Aquakultur- Anlage (1) zur Wasser- und Nährstoffversorgung der Pflanzenzucht-Anlage (2) verwendet.The containers ( 18 ) of the plant breeding device ( 15 ) are inclined in the direction of the process, so that in the plant breeding device ( 15 ) not used water back into the storage tank ( 12 ) flows. The plants produce water vapor by plant perspiration, which in the condensing devices ( 16 ) above the plants and below the ceiling of the greenhouse is converted into condensate and the condensate tank ( 11 ) as re-usable condensation over the mixing tank ( 13 ) of the plant breeding plant ( 2 ) is supplied. In the second water cycle of the aquaponic plant, at least part of the converted waste water from the receiving tank ( 9 ) of the aquaculture facility ( 1 ) for the water and nutrient supply of the plant breeding plant ( 2 ) used.

Der Vorteil dieser Erfindung ist im Wassermanagement mit sehr geringen Verbräuchen von Frischwasser sowohl in Aquakulturen als auch in der Pflanzenzucht zu sehen, was erheblich zur Senkung der Kosten für eine Aquakultur beiträgt. Durch den Einsatz von nitrathaltigen Abwasser aus den Aquakulturen und der Einsatz dieses Abwasser als Nährstoffgrundlage für die Pflanzenzucht wird eine weitere wesentliche Kostensenkung bei der Bewirtschaftung beider Kulturen erreicht und vermindert die Umweltbelastung mit nitrathaltigen Abwässern. Durch die zwei getrennten Kreisläufe des Wassers wird die Infektion der Organismen in den Aquakulturen verhindert. Weiterhin ist durch die regelbare Entnahme des Wassers für den zweiten Wasserkreislauf der Pflanzenzucht- Anlage (2) aus dem Aufnahmetank (9) des ersten Wasserkreislaufes der Aquakultur- Anlage (1) die Wärmebilanz geringer kostenintensiv und es wird weniger Wärmeenergie benötigt.The advantage of this invention is seen in water management with very low freshwater consumption in both aquaculture and plant breeding, which significantly reduces the cost of aquaculture. By using nitrate-containing wastewater from aquaculture and the use of this wastewater as a nutrient basis for plant breeding, a further significant cost reduction in the management of both crops is achieved and reduces the environmental impact of nitrate-containing wastewater. The two separate cycles of water prevent the infection of organisms in aquaculture. Furthermore, by the controllable removal of the water for the second water cycle of plant breeding plant ( 2 ) from the receiving tank ( 9 ) of the first water cycle of the aquaculture facility ( 1 ) the heat balance is less expensive and less heat energy is needed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • US 8677686 B1 [0027]US 8677686 B1 [0027]
  • DE 102013217286 B4 [0029]DE 102013217286 B4 [0029]

Claims (3)

Aquaponik- Anlage nach Hauptpatent DE 10 2016 002 201.9 für eine Pflanzen- und Fischproduktion, bestehend aus einer Kombination aus einer in einem Gebäudekomplex angeordneten Aquakultur-Anlage (1) und einer Pflanzenzucht- Anlage (2), besteht ,wobei die Aquakultur- Anlage (1) einen ersten Wasserkreislauf und die Pflanzenzucht- Anlage (2) einen zweiten, vom ersten Wasserkreislauf der Aquakultur- Anlage (1) getrennten, Wasserkreislauf aufweist, die Aquakultur-Anlage (1) aus mindestens einer Aquakultur- Vorrichtung (3) mit einem der Fischart entsprechende Ablauf (4,5), aus einem mechanischen Filter (6), einem mit einer Frischwasserzufuhr (17) verbundenen Nachklärer (7), einem mit einem Aufnahmetank (9) verbunden biologischen Filter (8) sowie einer Belüftung (10) und die Pflanzenzucht- Anlage (2) aus mindestens einer Pflanzenzucht- Vorrichtung (15), einem Speichertank (12), einem Mischtank (13), einem Nährstoffspender (14) einem Zwischenspeicher (23) und einem mit mindestens einer Kondensations- und/oder Kühlvorrichtung (16) zur Aufnahme des Kondensats aus der Kondensations- und Kühlvorrichtung (16) der Pflanzenzucht- Anlage (2), mit dem biologischen Filter (8) zur Aufnahme des Kondensates aus dem biologischen Filter (8) und mit dem Mischtank (13) zur Einspeisung des Kondensats aus dem Kondensattank (11) in den zweiten Wasserkreislauf der Pflanzenzucht- Anlage (2) verbundenen Kondensattank (11) besteht, und wobei im zweiten Wasserkreislauf der Pflanzenzucht- Anlage (2) nach dem Mischtank (13) ein Zwischenspeicher (23) mit einer nicht dargestellten Belüftung angeordnet ist, der mit der Pflanzenzucht- Vorrichtung (15) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Wasserkreislauf der Speichertank (12) und/oder Mischtank (13) mit dem Aufnahmetank (9) des ersten Wasserkreislaufes der Aquaponik- Anlage (1) regelbar verbunden oder in die Leitung zwischen biologischem Filter (8) und Aufnahmetank (9) des ersten Wasserkreislaufes regelbar eingebunden ist.Aquaponic plant according to the main patent DE 10 2016 002 201.9 for a plant and fish production, consisting of a combination of an aquaculture plant (1) arranged in a building complex and a plant breeding plant (2), whereby the aquaculture plant ( 1) a first water cycle and the plant growing plant (2) has a second, from the first water cycle of the aquaculture plant (1) separate, the aquaculture plant (1) from at least one aquaculture device (3) with one of Fish species corresponding outlet (4,5), from a mechanical filter (6), one connected to a fresh water supply (17) secondary clarifier (7), one connected to a receiving tank (9) biological filter (8) and a vent (10) and the plant growing plant (2) from at least one plant breeding device (15), a storage tank (12), a mixing tank (13), a nutrient dispenser (14) a buffer (23) and one with at least one Kond Entation and / or cooling device (16) for receiving the condensate from the condensation and cooling device (16) of the plant growing plant (2), with the biological filter (8) for receiving the condensate from the biological filter (8) and with the mixed tank (13) for feeding the condensate from the condensate tank (11) into the second water cycle of the plant growing plant (2) connected condensate tank (11), and wherein in the second water cycle of the plant growing plant (2) after the mixing tank (13 ) a buffer (23) is arranged with a ventilation, not shown, which is connected to the plant growing device (15), characterized in that in the second water cycle of the storage tank (12) and / or mixing tank (13) with the receiving tank (9 ) of the first water circuit of the aquaponic system (1) connected controllably or in the line between the biological filter (8) and receiving tank (9) of the first water cycle is integrated adjustable. Verfahren zum Betreiben einer Aquaponik- Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleich des Wasserverlustes im ersten Wasserkreislauf ausschließlich aus der Frischwasserzufuhr (17) erfolgt.Method for operating an aquaponic system after Claim 1 , characterized in that the compensation of the loss of water in the first water cycle takes place exclusively from the fresh water supply (17). Verfahren zum Betreiben einer Aquaponik- Anlage nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleich des Wasserverlustes im zweiten Wasserkreislauf der Pflanzenzucht- Anlage (2) durch eine geregelte Entnahme des Wassers aus dem Aufnahmetank (9) und/oder nach dem biologischen Filter (8) des ersten Wasserkreislaufes erfolgt.Method for operating an aquaponic system after Claim 1 - 2 , characterized in that the compensation of the loss of water in the second water cycle of the plant growing plant (2) by a controlled removal of the water from the receiving tank (9) and / or after the biological filter (8) of the first water cycle.
DE102016014421.1A 2016-12-03 2016-12-03 Aquaponic plant and method for operating an aquaponic facility Withdrawn DE102016014421A1 (en)

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