DE102019100296A1 - Aquaculture system and method for operating an aquaculture system - Google Patents

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Daniel Tobias Lang
Christian Steinbach
Kai Wagner
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aquakulturanlage, die einen Biofilter (2) zum Abbauen von Ammoniak und/oder Ammonium aus Prozesswasser, mit dem die Aquakulturanlage betrieben wird, umfasst. Erfindungsgemäß weist die Aquakulturanlage eine Einrichtung (3) zur automatischen Verstellung einer Abbaurate, mit welcher mittels des Biofilters (2) das Ammoniak und/oder Ammonium abgebaut wird, auf. Zweckmäßigerweise ist die Verstelleinrichtung (3) dazu eingerichtet, die Abbaurate in Anhängigkeit von dem in der Aquakulturanlage anfallenden Ammoniak und/oder Ammonium zu verstellen. In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Aquakulturanlage eine Einrichtung zur automatischen Fütterung der in der Aquakulturanlage zu züchtenden Lebewesen und die Verstelleinrichtung (3) ist dazu eingerichtet, die Abbaurate in Abhängigkeit von der Fütterung zu verstellen, vorzugsweise in Abhängigkeit vom Zeitraum der Fütterung und/oder von der bei der Fütterung eingegebenen Menge an Futter. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Verstelleinrichtung (3) dazu eingerichtet, die Abbaurate unter Anwendung eines Modells, mittels dessen sich der Gehalt an Ammoniak und/oder Ammonium im Prozesswasser in Abhängigkeit von der Fütterung einschätzen lässt, zu verstellen. Zweckmäßigerweise lässt sich mittels der Verstelleinrichtung (3) der Volumenstrom an Prozesswasser, das durch den Biofilter (2) geleitet wird, oder den Volumenstrom an Gas, mit dem der Biofilter (2) begast wird, verstellen.Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb einer Aquakulturanlage.The invention relates to an aquaculture system, which comprises a biofilter (2) for breaking down ammonia and / or ammonium from process water, with which the aquaculture system is operated. According to the invention, the aquaculture system has a device (3) for automatically adjusting a degradation rate with which the ammonia and / or ammonium is degraded by means of the biofilter (2). The adjustment device (3) is expediently set up to adjust the degradation rate depending on the ammonia and / or ammonium produced in the aquaculture system. In one embodiment of the invention, the aquaculture system comprises a device for automatic feeding of the organisms to be bred in the aquaculture system, and the adjusting device (3) is set up to adjust the degradation rate depending on the feeding, preferably depending on the period of the feeding and / or from the amount of feed entered during feeding. In one embodiment of the invention, the adjustment device (3) is set up to adjust the degradation rate using a model by means of which the content of ammonia and / or ammonium in the process water can be estimated as a function of the feeding. The volume flow of process water which is passed through the biofilter (2) or the volume flow of gas with which the biofilter (2) is fumigated can expediently be adjusted by means of the adjustment device (3). The invention further relates to a method for operation an aquaculture facility.

Description

Aquakulturanlage und Verfahren zum Betreiben einer AquakulturanlageAquaculture system and method for operating an aquaculture system

Die Erfindung betrifft eine Aquakulturanlage, die einen Biofilter zum Abbauen von Ammoniak und/oder Ammonium aus Prozesswasser, mit dem die Aquakulturanlage betrieben wird, umfasst.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Aquakulturanlage, sowie eine Biofiltriereinrichtung.The invention relates to an aquaculture system, which comprises a biofilter for breaking down ammonia and / or ammonium from process water, with which the aquaculture system is operated.
The invention further relates to a method for operating an aquaculture system and a biofiltration device.

Solche Aquakulturanlagen sind durch Benutzung bekannt. Der Biofilter wird benutzt, um Ammoniak und/oder Ammonium, das mit Exkrementen von in der Aquakultur gezüchteten Lebewesen in das Prozesswasser eingebracht wird, zu nitrifizieren.Such aquaculture facilities are known from use. The biofilter is used to nitrify ammonia and / or ammonium that is introduced into the process water with excrement from aquaculture-grown organisms.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aquakulturanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich wirtschaftlicher betreiben lässt als die bekannten Aquakulturanlagen.The invention has for its object to provide an aquaculture system of the type mentioned, which can be operated more economically than the known aquaculture systems.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Aquakulturanlage eine Einrichtung zur automatischen Verstellung einer Abbaurate, mit welcher mittels des Biofilters Ammoniak und/oder Ammonium abgebaut wird, aufweist.According to the invention, this object is achieved in that the aquaculture system has a device for automatically adjusting a degradation rate, with which ammonia and / or ammonium is degraded by means of the biofilter.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in Aquakulturanlagen die Menge an Ammoniak und/oder Ammonium, die zu nitrifizieren ist, von der Menge an Exkrementen, die die Lebewesen ausscheiden, und damit von Fütterungszeiten und der Menge an verfüttertem Futter abhängen und dass sich die Abbaurate, mit welcher der Biofilter betrieben wird, daran anpassen lässt.The invention is based on the knowledge that in aquaculture plants the amount of ammonia and / or ammonium to be nitrified depends on the amount of excreta which the living organisms excrete, and thus on feeding times and the amount of feed fed, and that the Degradation rate at which the biofilter is operated can be adjusted accordingly.

Vorteilhaft lässt sich die Abbaurate des Biofilters durch die Verstellmöglichkeit an die Nitrifikationsrate anpassen, die in der Aquakulturanlage tatsächlich zur Entgiftung des Prozesswassers und Gesundhaltung der Lebewesen benötigt wird. Der Energie- und/oder Stoffverbrauch, der beim Betreiben des Biofilters anfällt, lässt sich dadurch reduzieren. Dementsprechend können Kosten, die für den Betrieb der Aquakulturanlage eingespart werden.
Die erfindungsgemäße Aquakulturanlage eignet sich besonders gut zur Verwendung zur Fischzucht. Es ist aber vorstellbar, sie auch zur Aufzucht von anderen im Wasser lebenden Lebewesen wie Muscheln, Krebsen, Garnelen, Austern, Algen und dergleichen zu verwenden.The degradation rate of the biofilter can advantageously be adapted to the nitrification rate, which is actually required in the aquaculture system for detoxifying the process water and keeping the living organism healthy. The energy and / or material consumption that arises when operating the biofilter can be reduced as a result. Accordingly, costs can be saved for the operation of the aquaculture system.
The aquaculture system according to the invention is particularly well suited for use in fish farming. However, it is conceivable to also use them for the rearing of other organisms living in the water, such as mussels, crabs, shrimp, oysters, algae and the like.

Zweckmäßigerweise ist die genannte Verstelleinrichtung dazu eingerichtet, die Abbaurate in Abhängigkeit von dem in der Aquakulturanlage anfallenden Ammoniak und/oder Ammonium zu verstellen. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Verstelleinrichtungen derart vorzusehen, dass sich die Abbaurate automatisch einstellen lässt.The adjustment device mentioned is expediently set up to adjust the degradation rate depending on the ammonia and / or ammonium produced in the aquaculture system. It has proven to be particularly advantageous to provide the adjustment devices in such a way that the degradation rate can be set automatically.

Zweckmäßigerweise wird die Abbaurate eingestellt derart, dass der Ammonium- und/oder Ammoniakgehalt in dem Prozesswasser einen Grenzwert nicht übersteigt. Der Grenzwert für den Ammoniakgehalt beträgt vorzugsweise 1,1 mg/l und entspricht dem Maximalwert, bei dem die Lebewesen, insbesondere Fische, ohne Beeinträchtigung durch eine toxische Wirkung gezüchtet werden können. Dieser Grenzwert gilt insbesondere bei einem pH-Wert zwischen 7 und 8, bevorzugt zwischen 7,4 und 7,8. Weitere Grenzwerte für den Ammoniakgehalt sind in dem Artikel „Ammonia toxicity, tolerance, and excretion“ von Y.K. Ip, S.F. Chew, D.J. Randall in Fish Physiology, Volume 20, 2001, Pages 109-148, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S 1546509801200053?via%3Dihub, der in diese Anmeldung miteinbezogen wird, genannt.The degradation rate is expediently set in such a way that the ammonium and / or ammonia content in the process water does not exceed a limit value. The limit value for the ammonia content is preferably 1.1 mg / l and corresponds to the maximum value at which the living organisms, in particular fish, can be bred without being adversely affected by a toxic effect. This limit value applies in particular at a pH between 7 and 8, preferably between 7.4 and 7.8. Further limit values for the ammonia content can be found in the article "Ammonia toxicity, tolerance, and excretion" by Y.K. Ip, S.F. Chew, D.J. Randall in Fish Physiology, Volume 20, 2001, Pages 109-148, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S 1546509801200053? Via% 3Dihub, which is incorporated into this application.

Während es vorstellbare wäre, die Aquakulturanlage mit einer Einrichtung zur Messung des Gehalts von Ammonium und/oder Ammoniak im Prozesswasser zu versehen und die Abbaurate in Abhängigkeit von einem Ergebnis einer Messung des Ammoniak- und/oder Ammoniumgehalts zu verstellen, ist die Aquakulturanlage in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung dazu vorgesehen, die Abbaurate in Abhängigkeit von der Fütterung der Lebewesen, insbesondere in Abhängigkeit vom Zeitraum der Fütterung oder/und von der bei der Fütterung eingegebenen Masse an Futter, zu verstellen.While it would be conceivable to provide the aquaculture system with a device for measuring the content of ammonium and / or ammonia in the process water and to adjust the degradation rate depending on a result of a measurement of the ammonia and / or ammonium content, the aquaculture system in one is special Preferred embodiment of the invention is provided to adjust the degradation rate depending on the feeding of the living being, in particular depending on the period of feeding and / and on the mass of feed entered during feeding.

Da es nach der Fütterung in einem Zeitraum, der sich ziemlich genau abschätzen lässt, zu Exkrementausscheidungen durch die Lebewesen und damit einer Steigerung des Ammoniums- und/oder Ammoniakgehalts kommt, eignet sich die Fütterung als Parameter zur Verstellung der Abbaurate.Since there is excrement excretion by the living organisms and thus an increase in the ammonium and / or ammonia content after feeding in a period that can be estimated fairly accurately, feeding is suitable as a parameter for adjusting the degradation rate.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die die Verstelleinrichtung dazu eingerichtet, die Abbaurate unter Anwendung eines Modells, mittels dessen sich der Gehalt von Ammoniak und/oder Ammonium im Prozesswasser in Abhängigkeit von der Fütterung einschätzen lässt, zu verstellen.In a particularly preferred embodiment of the invention, the adjustment device is set up to adjust the degradation rate using a model by means of which the content of ammonia and / or ammonium in the process water can be estimated as a function of the feeding.

Ferner wäre vorstellbar, die Verstelleinrichtung einzurichten derart, dass die Abbaurate in Abhängigkeit von einer pro Zeiteinheit abgegebenen Masse von Exkrementen, die durch in der Aquakulturanlage gezüchtete Lebewesen abgegeben werden, zu verstellen.It would also be conceivable to set up the adjustment device in such a way that the degradation rate is adjusted as a function of a mass of excrement given off per unit of time, which is given off by living beings bred in the aquaculture system.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Verstelleinrichtung dazu eingerichtet, die Abbaurate in Abhängigkeit von einem Gehalt an Sauerstoff im Prozesswasser zu verstellen. Zweckmäßigerweise weist die Aquakulturanlage dafür eine Einrichtung zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts des Prozesswassers auf, vorzugsweise zur Bestimmung beim Eintritt des Prozesswassers in den Biofilter und/oder beim Austritt des Prozesswassers aus dem Biofilter. Wird der Sauerstoffgehalt beim Eintritt und beim Austritt gemessen, lässt sich anhand der Differenz der Sauerstoffgehalte ermitteln, wie viel Ammonium und/oder Ammoniak der Biofilter umsetzt. Dadurch lassen sich Rückschlüsse darauf ziehen, wie viel Ammonium und/oder Ammoniak im Prozesswasser ist und damit wie groß die Abbaurate einzustellen ist.In a further embodiment of the invention, the adjustment device is set up to determine the rate of degradation as a function of a content To adjust oxygen in the process water. For this purpose, the aquaculture system expediently has a device for determining the oxygen content of the process water, preferably for determining when the process water enters the biofilter and / or when the process water exits the biofilter. If the oxygen content is measured when entering and exiting, the difference in the oxygen content can be used to determine how much ammonium and / or ammonia the biofilter converts. This allows conclusions to be drawn as to how much ammonium and / or ammonia is in the process water and thus how large the degradation rate should be set.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Verstelleinrichtung dazu vorgesehen, den Volumenstrom, mit dem das Prozesswasser durch den Biofilter geleitet wird, zu verstellen, vorzugsweise einzustellen.
Umfasst die Aquakulturanlage, wie nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, eine Pumpe, mittels derer das Prozesswasser durch den Biofilter bewegt wird, ist die Verstelleinrichtung zweckmäßigerweise dazu eingerichtet, die Pumpleistung der Pumpe zu verändern bzw. einzustellen.
Vorteilhaft kann die Pumpleistung an die benötigte Abbaurate angepasst werden. Sie kann reduziert werden, wenn lediglich eine vergleichsweise geringe Abbaurate benötigt wird. Dementsprechend kann der Energieaufwand zum Betreiben der Pumpe verringert werden und die damit verbundenen Energiekosten zum Betreiben der Pumpe eingespart werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Aquakulturanlage eine Bypassleitung, mittels derer das Prozesswasser an dem Biofilter vorbeibewegt werden kann und eine Einrichtung zum Verstellen des Volumenstroms an Prozesswasser durch die Bypassleitung, z.B. ein Ventil oder eine Drosselklappe. Da durch Verstellung bzw. Einstellung des Volumenstroms durch die Bypassleitung Einfluss darauf genommen werden kann, wieviel Prozesswasser durch den Biofilter fließt, lässt sich auch dadurch die Abbaurate verändern.In one embodiment of the invention, the adjusting device is provided for adjusting, preferably adjusting, the volume flow with which the process water is passed through the biofilter.
If, as provided according to a particularly preferred embodiment of the invention, the aquaculture system comprises a pump by means of which the process water is moved through the biofilter, the adjusting device is expediently set up to change or adjust the pump output of the pump.
The pump power can advantageously be adapted to the required degradation rate. It can be reduced if only a comparatively low degradation rate is required. Accordingly, the energy expenditure for operating the pump can be reduced and the associated energy costs for operating the pump can be saved.
In one embodiment of the invention, the aquaculture system comprises a bypass line, by means of which the process water can be moved past the biofilter, and a device for adjusting the volume flow of process water through the bypass line, for example a valve or a throttle valve. Since the amount of process water flowing through the biofilter can be influenced by adjusting or adjusting the volume flow through the bypass line, the degradation rate can also be changed.

Zweckmäßigerweise ist die Verstelleinrichtung dazu eingerichtet, einen Volumenstrom an Gas, mit dem der Biofilter begast wird, zu verstellen bzw. einzustellen. Die Menge an zur Begasung verwendetem Gas kann an die benötigte Abbaurate angepasst werden und z.B. gesteigert werden, wenn eine vergleichsweise große Abbaurate benötigt oder reduziert werden, wenn lediglich eine vergleichsweise geringe Abbaurate benötigt wird.
ist der Biofilter, wie in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, ein aerober Biofilter, wird er zweckmäßigerweise mit einem sauerstoffhaltigen Gas, beispielsweise handelsüblichem technischen Sauerstoff, begast.
Der Biofilter weist zweckmäßigerweise Bakterien, insbesondere Bakterienkulturen, z.B. der Gattungen Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospria, Nitrobacter, Nitrococcus und Nitrospina, auf, die Ammonium und/oder Ammoniak zu Nitrit und wiederum Nitrit zu Nitrat oxidieren. Vorteilhaft ist das Nitrat für die Lebewesen deutlich weniger toxisch als Ammonium oder/und Ammoniak.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Aquakulturanlage eine Einrichtung zum Durchwirbeln des Prozesswassers im Biofilter auf, die vorzugsweise eine Rühreinrichtung oder/und eine Einrichtung zum Einblasen von Luft in den Biofilter umfasst.The adjustment device is expediently set up to adjust or adjust a volume flow of gas with which the biofilter is gassed. The amount of gas used for gassing can be adapted to the required degradation rate and can be increased, for example, if a comparatively large degradation rate is required or reduced if only a comparatively low degradation rate is required.
If the biofilter, as provided in the preferred embodiment of the invention, is an aerobic biofilter, it is expediently gassed with an oxygen-containing gas, for example commercially available technical oxygen.
The biofilter expediently has bacteria, in particular bacterial cultures, for example of the genera Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospria, Nitrobacter, Nitrococcus and Nitrospina, which oxidize ammonium and / or ammonia to nitrite and in turn nitrite to nitrate. The nitrate is advantageously less toxic to living organisms than ammonium and / or ammonia.
In one embodiment of the invention, the aquaculture system has a device for whirling the process water in the biofilter, which preferably comprises a stirring device and / or a device for blowing air into the biofilter.

In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Verstelleinrichtung eine Regelungs- und/oder Steuereinrichtung, mittels derer sich Steuer- und/oder Regelgrößen der Aquakulturanlage einstellen, vorzugsweise steuern bzw. regeln, lassen. Diese zu beeinflussenden Steuer- und/oder Regelgrößen umfassen zweckmäßigerweise zumindest einen der nachfolgend genannten Parameter: die Abbaurate, den Volumenstrom an Prozesswasser durch den Biofilter, den Volumenstrom an Prozesswasser durch die Bypassleitung, und/oder den Volumenstrom an Gas, insbesondere an Sauerstoff, der in das Prozesswasser bzw. den Biofilter gegeben wird.In one embodiment of the invention, the adjusting device comprises a regulating and / or control device, by means of which control and / or regulating variables of the aquaculture system can be set, preferably controlled or regulated. These control and / or regulating variables to be influenced expediently comprise at least one of the parameters mentioned below: the degradation rate, the volume flow of process water through the biofilter, the volume flow of process water through the bypass line, and / or the volume flow of gas, in particular oxygen, the is added to the process water or biofilter.

Als Messgröße zur Regelung wird zweckmäßigerweise zumindest eine der nachfolgend genannten Größen herangezogen: der Ammonium- und/oder Ammoniakgehalt im Prozesswasser, der Sauerstoffgehalt im Prozesswasser, vorzugsweise bei Eintritt und/oder bei Austritt aus der Biofiltriereinrichtung, insbesondere dem Biofilter, die Abbaurate, der Volumenstrom an Prozesswasser durch den Biofilter, der Volumenstrom an Prozesswasser durch die Bypassleitung, der Volumenstrom an Gas, insbesondere an Sauerstoff, der in das Prozesswasser bzw. den Biofilter gegeben wird und/oder die Menge an Futter, die in die Aquakulturanlage gegeben wird.At least one of the variables mentioned below is expediently used as the measurement variable for the control: the ammonium and / or ammonia content in the process water, the oxygen content in the process water, preferably when entering and / or leaving the biofiltration device, in particular the biofilter, the degradation rate and the volume flow of process water through the biofilter, the volume flow of process water through the bypass line, the volume flow of gas, in particular oxygen, which is added to the process water or the biofilter and / or the amount of feed that is added to the aquaculture system.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Biofilter ein Bewegt-Bett-Biofilter oder ein Trickling-Biofilter.
Der Bewegt-Bett-Biofilter wird in einem Behältnis, das von einem Becken, in dem die Lebewesen gehalten werden, getrennt ist, mittels der Durchwirbelungseinrichtung homogen durchmischt. Auf einem oder mehreren Trägern für die Bakterienkulturen, sog. Biofilm Carriers, die innerhalb des Biofilters angeordnet sind, siedeln die genannten Bakterienkulturen.
Der Trickling-Biofilter umfasst einen Tropfkörper, der vorzugsweise gelochte Röhren umfasst. Ein Biofilm, der die Bakterienkulturen enthält, haftet dabei an dem Tropfkörper und wird von den Prozesswassertropfen mit Nährstoffen und abzubauenden Stoffen umspült bzw. versorgt. Es findet ebenfalls die Umsetzung von Ammonium und/oder Ammoniak zu Nitrit und von Nitrit in weniger toxisches Nitrat statt.In one embodiment of the invention, the biofilter is a moving bed biofilter or a trickling biofilter.
The moving bed biofilter is mixed homogeneously by means of the vortexing device in a container which is separated from a basin in which the living beings are kept. The bacterial cultures mentioned settle on one or more carriers for the bacterial cultures, so-called biofilm carriers, which are arranged within the biofilter.
The trickling biofilter comprises a trickling filter, which preferably comprises perforated tubes. A biofilm that contains the bacterial cultures adheres to the trickling filter and is washed or supplied with nutrients and substances to be broken down by the process water drops. There is also the conversion of ammonium and / or ammonia to nitrite and from nitrite to less toxic nitrate.

In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Aquakulturanlage eine Einrichtung zur automatischen Fütterung der in der Aquakulturanlage zu züchtenden Lebewesen. Mittels der Fütterungseinrichtung wird Futter in zumindest ein Becken der Aquakulturanlage eingegeben, in dem die Lebewesen gehalten werden. Die Fütterungseinrichtung weist zweckmäßigerweise eine Fütterungssteuerung auf, die die Zeiträume, zu denen gefüttert wird, und die Menge an Futter, das verfüttert wird, steuert. Die Fütterungssteuerung steuert die Fütterung vorzugsweise in Abhängigkeit von der Menge der zu fütternden Lebewesen, insbesondere unter Berücksichtigung deren Art, Anzahl, Größe und/oder Masse, wobei vorzugsweise auch ein anzunehmendes Wachstum der Lebewesen berücksichtigt wird. Zweckmäßigerweise sind die Fütterungssteuerung und die Einrichtung zur Verstellung der Abbaurate derart miteinander verbunden, dass Informationen über die Fütterung von der Fütterungseinrichtung an die Verstelleinrichtung übertragen werden. In a further development of the invention, the aquaculture system comprises a device for automatic feeding of the organisms to be bred in the aquaculture system. By means of the feeding device, feed is introduced into at least one basin of the aquaculture system in which the living organisms are kept. The feeding device expediently has a feeding control which controls the periods at which feeding is carried out and the amount of feed which is fed. The feeding control preferably controls the feeding as a function of the amount of living beings to be fed, in particular taking into account their type, number, size and / or mass, preferably also taking into account an assumed growth of the living beings. The feeding control and the device for adjusting the degradation rate are expediently connected to one another in such a way that information about the feeding is transmitted from the feeding device to the adjusting device.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Aquakulturanlage einen Filter zum Trennen von Feststoff aus dem Prozesswasser auf, wobei vorzugsweise ein Filter zum Trennen der groben Feststoffe, die vorzugsweise einen Durchmesser ≥ 40 µm aufweisen, und ggf. ein Filter zum Trennen von Feinpartikeln, die vorzugsweise einen Durchmesser < 40 µm aufweisen, vorgesehen sind.
Zum Trennen der groben Feststoffe ist zweckmäßigerweise ein Trommelfilter vorgesehen, der eine Trommel umfasst, die mit einer Filtergaze mit einer definierten Maschenweite, von bspw. 40 µm, bespannt ist. Das Prozesswasser gelangt vorzugsweise über einen Einlauf in die Trommel und wird durch die Schwerkraft bei Durchgang durch die Filtergaze gefiltert. In regelmäßigen Abständen wird die Trommel zweckmäßigerweise gedreht, um die Filterleistung aufrecht zu erhalten. Der obenstehende Teil der Trommel wird durch Spüldüsen von außen nach innen rückgespült. Das Spülwasser wird in einer Rinne aufgefangen und entfernt. Das geklärte Wasser wird in einem Sumpf unterhalb des Trommelfilters gesammelt und von dort mittels zumindest einer Pumpe weiterverteilt.In a further embodiment of the invention, the aquaculture system has a filter for separating solids from the process water, preferably a filter for separating the coarse solids, which preferably have a diameter 40 40 μm, and optionally a filter for separating fine particles preferably have a diameter <40 microns are provided.
To separate the coarse solids, a drum filter is expediently provided, which comprises a drum which is covered with a filter gauze with a defined mesh size, for example 40 μm. The process water preferably enters the drum via an inlet and is filtered by gravity as it passes through the filter gauze. The drum is conveniently rotated at regular intervals to maintain filter performance. The above part of the drum is backwashed from the outside to the inside by flushing nozzles. The rinsing water is collected in a channel and removed. The clarified water is collected in a sump below the drum filter and from there distributed by means of at least one pump.

Zum Trennen der Feinpartikel ist zweckmäßigerweise ein Abschäumer vorgesehen, der vorzugsweise mittels Flotation funktioniert. Flotation ist das Anlagern von Feststoffen an Gasblasen, sowie die anschließende Trennung der Feststoffteilchen aus der Flüssigkeit in einer Schaumphase. Der Abschäumer weist ein Luftblasenerzeugungssystem (Venturi) mit darunter liegendem Abstromraum und darüber befindlichen Kontakt- und Reaktionsraum, einer Schaumtransportzone und dem Schaumsammelraum auf. Zur Unterstützung der Schaumbildung und Verringerung der Keimlast im Prozesswasser wird Ozon aus einem Ozongenerator in das Luftblasenerzeugungssystems zu dosiert. Der Volumenstrom durch den Abschäumer liegt bei etwa einem Drittel des Hauptvolumenstroms.To separate the fine particles, a skimmer is expediently provided, which preferably works by means of flotation. Flotation is the attachment of solids to gas bubbles, as well as the subsequent separation of the solid particles from the liquid in a foam phase. The skimmer has an air bubble generation system (Venturi) with an underlying discharge space and contact and reaction space above, a foam transport zone and the foam collection space. To support foam formation and reduce the germ load in the process water, ozone is dosed from an ozone generator into the air bubble generation system. The volume flow through the skimmer is about a third of the main volume flow.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Aquakulturanlage eine Einrichtung zur Denitrifikation zum Abbau von in dem Biofilter gebildeten Nitrat auf. Die Denitrifikationseinrichtung umfasst einen anaerob, also unter Luftanschluss, arbeitenden Denitrifikationsbiofilter. Durch Bakterien, die ebenfalls auf einem Trägerfilm angeordnet sind und die durch ein Rührwerk in Bewegung gehalten werden, wird das Nitrat aus dem Denitrifikationsbiofilter zu gasförmigem Stickstoff umgesetzt, der dann aus der Aquakulturanlage entweicht. Ferner könnte ein Denitrifikationsfilter verwendet werden, in dem die Bakterien als Flocken vorliegen. In one embodiment of the invention, the aquaculture system has a device for denitrification to break down nitrate formed in the biofilter. The denitrification device comprises a denitrification biofilter that works anaerobically, that is to say with an air connection. Bacteria, which are also arranged on a carrier film and which are kept in motion by an agitator, convert the nitrate from the denitrification biofilter to gaseous nitrogen, which then escapes from the aquaculture system. A denitrification filter in which the bacteria are present as flakes could also be used.

Zweckmäßigerweise umfasst die Aquakulturanlage ferner eine Einrichtung zur CO2-Desorption, mittels derer sich Kohlenstoffdioxid aus dem Prozesswasser entfernen lässt. Das Prozesswasser wird in der CO2-Desoprtionseinrichtung über eine Gitterstruktur geleitet, damit eine möglichst große Oberfläche des Prozesswassers in Kontakt mit Umgebungsluft kommt. Durch ein Gebläse wird ein Gegenstrom mit der Umgebungsluft erzeugt. Das Kohlenstoffdioxid geht vom fein verrieselten Prozesswasser in die Umgebungsluft über und lässt sich so aus dem Prozesswasser entfernen.The aquaculture system expediently further comprises a device for CO 2 desorption, by means of which carbon dioxide can be removed from the process water. The process water is passed through a grid structure in the CO 2 desorption device so that the largest possible surface area of the process water comes into contact with ambient air. A counterflow with the ambient air is generated by a fan. The carbon dioxide passes from the finely sprinkled process water into the ambient air and can thus be removed from the process water.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den beigefügten Zeichnungen, die sich auf die Ausführungsbeispiele beziehen, näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Aquakulturanlage,
  • 2 schematisch den Aufbau einer Biofiltriereinrichtung der Aquakulturanlage nach 1,
  • 3 schematisch den Aufbau einer weiteren Biofiltriereinrichtung,
  • 4 den Verlauf des Ammonium- und/oder Ammoniakgehalts in der Aquakulturanlage nach 1 bei verschiedenen Betriebsarten der Biofiltriereinrichtung nach 2,
  • 5 einen Pumpleistungsverlauf einer Pumpe einer Biofiltriereinrichtung nach 2 in Abhängigkeit von der Zeit, und
  • 6 den Energieverbrauch der Pumpe der Biofiltriereinrichtung in den in 5 gezeigten verschiedenen Betriebsarten.
The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments and the accompanying drawings, which relate to the exemplary embodiments. Show it:
  • 1 schematically the structure of an aquaculture system according to the invention,
  • 2nd schematically the structure of a biofiltration device of the aquaculture system 1 ,
  • 3rd schematically the construction of a further biofiltration device,
  • 4th the course of the ammonium and / or ammonia content in the aquaculture system 1 in different modes of operation of the biofiltration device 2nd ,
  • 5 a pump performance curve of a pump of a biofiltration device 2nd depending on the time, and
  • 6 the energy consumption of the pump of the biofiltration device in the 5 shown different operating modes.

Eine in 1 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Aquakulturanlage 1 weist ein Becken 8 auf, in dem Lebewesen, die in der Aquakulturanlage 1 gezüchtet werden sollen, in Prozesswasser gehalten werden. Um das Prozesswasser in einer Qualität zu halten, in der sich die Lebewesen gut entwickeln können, umfasst die Aquakulturanlage 1 eine Prozesswasserbehandlungseinrichtung 9, mittels derer Feststoffe aus dem Prozesswasser getrennt werden können, um das Prozesswasser, beispielsweise von Futterresten und Exkrementen der Lebewesen, zu reinigen. Die Prozesswasserbehandlungseinrichtung kann einen Trommelfilter und/oder einen Abschäumer aufweisen. Sie kann ferner eine CO2-Desorptionsvorrichtung umfassen, mittels derer sich der Kohledioxidgehalt des Prozesswassers reduzieren lässt.One in 1 schematically illustrated aquaculture system according to the invention 1 has a pelvis 8th on, in the living thing, in the aquaculture facility 1 should be grown, kept in process water. To process water of a quality The aquaculture facility includes keeping in which the organisms can develop well 1 a process water treatment facility 9 , by means of which solids can be separated from the process water in order to clean the process water, for example from food residues and excrement of living beings. The process water treatment device can have a drum filter and / or a skimmer. It can also include a CO 2 desorption device, by means of which the carbon dioxide content of the process water can be reduced.

Die Aquakulturanlage 1 umfasst ferner eine Biofiltriereinrichtung 7, die unten genauer anhand der 2 und 3 erläutert wird. Das Becken 8, die Prozesswasserbehandlungseinrichtung 9, die Biofiltriereinrichtung 7 sind durch Leitungen 19,20,21 verbunden. Das Prozesswasser wird von dem Becken 8 über Leitungen 21 zunächst in die Prozesswasserbehandlungseinrichtung 9, von dort über die Leitung 19 von der Prozesswasserbehandlungseinrichtung in die Biofiltriereinrichtung 7 und über die Leitung 20 von der Biofiltriereinrichtung 7 wieder in das Becken 8 bewegt.The aquaculture facility 1 also includes a biofilter 7 , which are detailed below using the 2nd and 3rd is explained. The basin 8th , the process water treatment facility 9 , the biofiltration device 7 are connected by lines 19, 20, 21. The process water is from the pool 8th over lines 21 first in the process water treatment facility 9 , from there via the line 19th from the process water treatment device into the biofiltration device 7 and over the line 20 from the biofiltration device 7 back into the pool 8th emotional.

Die Aquakulturanlage 1 umfasst ferner eine Fütterungseinrichtung 4, mittels derer Futter in das Becken 8 gegeben werden kann. Die Fütterungseinrichtung 4 ist derart vorgesehen, dass sich Fütterungszeitpunkte oder Fütterungszeiträume sowie die Menge an in das Becken abzugebendem Futter, vorzugsweise automatisch, steuerbar sind.The aquaculture facility 1 also includes a feeding device 4th , by means of which feed into the basin 8th can be given. The feeding facility 4th It is provided in such a way that feeding times or feeding periods and the amount of feed to be released into the tank can be controlled, preferably automatically.

Die in 2 gezeigte Biofiltriereinrichtung 7 umfasst einen aerob arbeitenden Biofilter 2, der Bakterienkulturen aufweist, die Ammonium und/oder Ammoniak zu Nitrit sowie Nitrit zu Nitrat oxidieren.
Das Prozesswasser tritt über die Rohrleitung 19 in die Biofiltriereinrichtung 7 ein. An der Eintrittsstelle ist eine Sauerstoffmesseinheit 10 angeordnet, mittels derer sich der Sauerstoffgehalt des Prozesswassers beim Eintritt in die Biofiltriereinrichtung 7 bestimmen lässt.
Die Biofiltriereinrichtung 7 weist ferner eine Pumpe 5 auf, mittels derer das Prozesswasser durch die Biofiltriereinrichtung 7 bewegt wird. Damit sich die Pumpleistung der Pumpe 5 einstellen lässt, umfasst die Biofiltriereinrichtung 7 einen Umrichter 15, der sich mittels einer Einrichtung 3 zur Verstellung einer Abbaurate, bei welcher mittels des Biofilters 2 Ammonium und/oder Ammoniak im Prozesswasser abgebaut werden. Zur Unterstützung der Leitung des Prozesswassers durch den Biofilter 2 kann die Biofiltriereinrichtung 7 ferner mit einem Kompressor 22 versehen sein, mittels dessen sich Umgebungsluft in den Biofilterpumpen lässt, um das Prozesswasser dort durchzuwirbeln und dadurch gut mit dem Biofilter 2 in Kontakt zu bringen.
Zur Speisung des Biofilters 2 mit Sauerstoff ist die Biofiltriereinrichtung 7 mit einer Sauerstoffquelle 12 versehen, die hier durch eine Gasflasche mit technischem Sauerstoff gebildet ist. Die Sauerstoffquelle 12 ist über eine mit einem Ventil 13 versehene Gasleitung und über einen Injektor 14 mit einer Rohrleitung der Biofiltriereinrichtung 7 verbunden, über die das Prozesswasser in die Biofiltriereinrichtung 2 bewegt wird. Über den Injektor 14 kann das Prozesswasser mit dem Sauerstoff begast werden.In the 2nd Biofiltration device shown 7 includes an aerobic biofilter 2nd , which has bacterial cultures that oxidize ammonium and / or ammonia to nitrite and nitrite to nitrate.
The process water flows through the pipeline 19th into the biofilter 7 a. There is an oxygen measuring unit at the entry point 10th arranged, by means of which the oxygen content of the process water when entering the biofiltration device 7 can be determined.
The biofiltration device 7 also has a pump 5 by means of which the process water through the biofiltration device 7 is moved. So that the pump performance of the pump 5 can be adjusted, includes the biofiltration device 7 a converter 15 , which means a facility 3rd to adjust a degradation rate, at which by means of the biofilter 2nd Ammonium and / or ammonia are broken down in the process water. To support the flow of process water through the biofilter 2nd can the biofiltration device 7 also with a compressor 22 be provided, by means of which ambient air can be in the biofilter pumps in order to swirl the process water there and thus well with the biofilter 2nd to bring in contact.
For feeding the biofilter 2nd with oxygen is the biofiltration device 7 with an oxygen source 12th provided, which is formed here by a gas bottle with technical oxygen. The oxygen source 12th is about one with a valve 13 provided gas line and via an injector 14 with a pipe of the biofiltration device 7 connected via which the process water into the biofiltration device 2nd is moved. About the injector 14 the process water can be gassed with oxygen.

Die Verstelleinrichtung 3, die vorzugsweise eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung umfasst, ist dazu vorgesehen, das Ventil 13 einzustellen, um die Menge an Sauerstoff, die dem Prozesswasser zugeführt wird, einzustellen.The adjustment device 3rd , which preferably comprises a control and / or regulating device, is provided for the valve 13 to adjust the amount of oxygen that is added to the process water.

In Flussrichtung des Prozesswassers hinter dem Biofilter 2 ist an einer Stelle, an der das Prozesswasser aus der Biofiltriereinrichtung 7 austritt, eine weitere Sauerstoffmesseinrichtung 11 angeordnet, mittels derer sich der Sauerstoffgehalt des Prozesswassers bei Austritt aus der Biofiltriereinrichtung 7 bestimmen lässt.
Mittels der Sauerstoffmesseinrichtungen 10, 11 lässt sich zum einen überwachen, ob das Prozesswasser einen ausreichend großen Sauerstoffgehalt für die Lebewesen aufweist, zum anderen kann durch eine Sauerstoff-Differenzmessung ermittelt werden, wie groß der Sauerstoffverbrauch und damit die Abbaurate im Biofilter 2 ist.In the flow direction of the process water behind the biofilter 2nd is at a point where the process water from the biofiltration device 7 emerges, another oxygen measuring device 11 arranged, by means of which the oxygen content of the process water is exiting the biofiltration device 7 can be determined.
By means of the oxygen measuring devices 10th , 11 On the one hand, it can be monitored whether the process water has a sufficiently large oxygen content for the living being, on the other hand, an oxygen difference measurement can be used to determine how large the oxygen consumption and thus the rate of degradation in the biofilter 2nd is.

Alternativ oder ergänzend dazu könnte vor, hinter und/oder in der Biofiltriereinrichtung 7 eine Ammonium- und/oder Ammoniakgehaltsmesseinrichtung vorgesehen sein. Die Abbaurate kann in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Messung des Ammonium- und/oder Ammoniakgehalts ein- bzw. verstellt werden.Alternatively or in addition, could be in front of, behind and / or in the biofiltration device 7 an ammonium and / or ammonia content measuring device can be provided. The degradation rate can be adjusted or adjusted depending on the result of the measurement of the ammonium and / or ammonia content.

Beim Betrieb der Aquakulturanlage 1 lässt sich die Abbaurate, mit der Ammoniak und/oder Ammonium im Prozesswasser mittels des Biofilters 2 abgebaut wird, zum einen durch Einstellung der Pumpleistung der Pumpe 5 und damit durch Einstellung des Volumenstroms, mit dem das Prozesswasser durch den Biofilter 2 bewegt wird, und zum anderen durch Einstellung des Ventils 13 und damit des Volumenstroms, mit welchem dem Prozesswasser Sauerstoff zugeführt wird, verstellen.When operating the aquaculture facility 1 the degradation rate with which ammonia and / or ammonium in the process water can be achieved using the biofilter 2nd is reduced, on the one hand by adjusting the pump output of the pump 5 and thus by adjusting the volume flow with which the process water through the biofilter 2nd is moved, and on the other hand by adjusting the valve 13 and thus adjust the volume flow with which the process water is supplied with oxygen.

Um die Abbaurate an das in der Aquakultur 1 anfallende Ammonium und/oder Ammoniak anzupassen, ist die Verstelleinrichtung 3 derart programmiert, dass die Pumpleistung und/oder der Volumenstrom an Sauerstoff in Zeiträumen reduziert wird, in denen im Prozesswasser vergleichsweise wenig Ammonium und/oder Ammoniak anfällt, da die Lebewesen verhältnismäßig wenig Exkremente ausscheiden. In Zeiträumen, in denen die Lebewesen vergleichsweise viel Exkremente ausscheiden und dadurch der Gehalt an Ammonium und Ammoniak steigt, wird die Pumpleistung sowie der Volumenstrom an Sauerstoff zur Erhöhung der Abbaurate gesteigert. Dazu sind in der Verstelleinrichtung die Fütterungszeiten und Zeiträume, zu denen die Fütterungseinrichtung 4 Futter in das Becken 8 eingibt, zweckmäßigerweise hinterlegt. Typischerweise scheiden z.B. Fische je nach Art, Alter und Umgebungstemperatur zwischen 4 und 12 Stunden nach Fütterung der Nahrungsaufnahme die Exkremente aus.At the rate of degradation to that in aquaculture 1 Adjusting the resulting ammonium and / or ammonia is the adjustment device 3rd programmed in such a way that the pump power and / or the volume flow of oxygen is reduced in periods in which comparatively little ammonium and / or ammonia is produced in the process water, since the living organisms excrete relatively little excrement. In periods in which living things excrete a comparatively large amount of excrement and the content of ammonium and ammonia increases, the pumping power and the volume flow of oxygen are increased to increase the rate of degradation. For this purpose, the feeding times and periods during which the feeding device are in the adjustment device 4th Feed in the basin 8th enters, deposited appropriately. Typically, depending on the species, age and ambient temperature, fish excrete the excrement between 4 and 12 hours after feeding the food.

Die Verstelleinrichtung 3 könnte mit der Fütterungseinrichtung 4 auch zur Datenübertragung verbunden sein, damit Informationen über die Fütterung wie beispielsweise die Fütterungszeiträume und die Mengen an in das Becken 8 eingegebene Futter in die Verstelleinrichtung übermittelt werden können und die Verstelleinrichtung 3 in Abhängigkeit von der Information die Abbaurate verstellen kann.The adjustment device 3rd could with the feeding facility 4th also be connected to data transmission so that information about feeding such as the feeding periods and the amounts of in the pelvis 8th entered feed can be transmitted to the adjustment device and the adjustment device 3rd can change the degradation rate depending on the information.

In 4 ist der Verlauf des Gehalts an Ammonium und/oder Ammoniak im Becken 8 über einen Zeitraum von 5 Tagen beim Betrieb der Biofiltriereinrichtung 7 mit unterschiedlichen Pumpleistungen, die in 5 dargestellt sind, gezeigt.
Wie 5 zu entnehmen ist, wird die Pumpleistung in den Zeiträumen, in denen der Ammonium- und/oder Ammoniakgehalt groß ist, d.h. in Zeiträumen, in denen durch die Lebewesen vergleichsweise viel Exkremente ausgeschieden werden und in einem sich daran anschließenden Zeitraum derart eingestellt, dass die Flussrate, wie anhand der gepunkteten Linie im Graphen in 5 gezeigt, 300 l/min beträgt. Wird die Pumpleistung zu den Zeiträumen, in denen der Ammonium- und/oder Ammoniakgehalt vergleichsweise gering ist, so reduziert, dass die Flussrate 150 l/min oder sogar nur 60 l/min beträgt (vgl. die durchgezogene Linie und die Strich-Punkt-Linie in den Graphen in den 4 - 6), verändert sich, wie 4 zeigt, der Gehalt an Ammonium und/oder Ammoniak im Prozesswasser im Vergleich zum Betrieb mit der Pumpleistung von 300 l/min nur verhältnismäßig geringfügig. Er bleibt insbesondere deutlich unter einem Grenzwert, unterhalb dessen die Belastung mit Ammonium und/oder Ammoniak für die Lebewesen toxisch angesehen werden. Bei Zucht von Doraden beträgt der Grenzwert beispielsweise 1,1 mg/l bei einem pH-Wert von 7,6.In 4th is the course of the ammonium and / or ammonia content in the pool 8th over a period of 5 days when operating the biofiltration device 7 with different pump outputs, which in 5 are shown.
How 5 can be seen, the pumping power in the periods in which the ammonium and / or ammonia content is high, ie in periods in which a comparatively large amount of excreta is excreted and in a subsequent period in such a way that the flow rate as shown by the dotted line in the graph in 5 shown is 300 l / min. If the pump output is reduced during the periods in which the ammonium and / or ammonia content is comparatively low, the flow rate is 150 l / min or even only 60 l / min (cf. the solid line and the dash-dot line) Line in the graphs in the 4th - 6 ), changes how 4th shows, the content of ammonium and / or ammonia in the process water compared to the operation with the pump capacity of 300 l / min only relatively small. In particular, it remains well below a limit below which the exposure to ammonium and / or ammonia is considered toxic to living beings. When breeding sea bream, the limit is, for example, 1.1 mg / l at a pH of 7.6.

Durch die Reduzierung der Pumpleistung lässt sich die Leistungsaufnahme und damit der Energieverbrauch der Biofiltriereinrichtung 7, der mit dem Betrieb der Pumpe zusammenhängt, deutlich reduzieren. 6 zeigt mit denselben Linienarten, die für die 4 und 5 verwendet worden sind, die Leistungsaufnahme über einen Zeiträumen von 5 Tagen bei den unterschiedlichen Flussraten normiert auf die Leistungsaufnahme nach 5 Tagen beim Betrieb mit einer Flussrate von 300 l/min. Wie der Grafik zu entnehmen ist, reduziert sich die Leistungsaufnahme beim Betrieb mit einer Flussrate von 150 l/min im Verhältnis zum Betrieb mit 300 l/min auf 72 % und beim Betrieb mit einer Flussrate von 60 l/min im Verhältnis zu derjenigen von 300 l/min auf 60 %. Dementsprechend lässt sich die Aquakulturanlage 1 durch die Reduzierung der Pumpleistung wesentlich kostengünstiger betreiben.By reducing the pump power, the power consumption and thus the energy consumption of the biofiltration device can be reduced 7 , which is related to the operation of the pump. 6 shows with the same line styles as for the 4th and 5 have been used, the power consumption over a period of 5 days at the different flow rates normalized to the power consumption after 5 days when operating at a flow rate of 300 l / min. As can be seen in the graphic, the power consumption when operating at a flow rate of 150 l / min in relation to operation at 300 l / min is reduced to 72% and when operating at a flow rate of 60 l / min in relation to that of 300 l / min to 60%. Accordingly, the aquaculture facility can be 1 operate much cheaper by reducing the pump power.

In analoger Weise lässt sich die Abbaurate auch dadurch an den Ammonium- und/oder Ammoniakgehalt anpassen, dass der Volumenstrom an die in den Biofilter 7 einzugebenden Sauerstoff in Zeiträumen, in denen im Prozesswasser vergleichsweise wenig Ammonium und/oder Ammoniak anfällt, reduziert wird. Dementsprechend können dann die Kosten für den Sauerstoff reduziert werden.In an analogous manner, the degradation rate can also be adapted to the ammonium and / or ammonia content in that the volume flow matches that in the biofilter 7 Oxygen to be entered in periods in which comparatively little ammonium and / or ammonia is produced in the process water is reduced. Accordingly, the cost of oxygen can be reduced.

Es versteht sich, dass die Pumpleistung und der Volumenstrom an Sauerstoff zur Verstellung der Abbaurate auch gleichzeitig geändert werden könnten.It goes without saying that the pump power and the volume flow of oxygen could also be changed at the same time in order to adjust the degradation rate.

Wie in 3 gezeigt ist, kann die Biofiltriereinrichtung 7 zusätzlich mit einer Bypassleitung 6 versehen sein, über die sich das Prozesswasser an dem Biofilter 2 vorbeileiten lässt. Um einstellen zu können, in welchen Anteilen das Prozesswasser durch den Biofilter 2 und die Bypassleitung 6 geleitet wird, sind in der zu dem Biofilter 2 führenden Leitung und in der Bypassleitung 6 jeweilig eine Drosselklappe 16,17 angeordnet, die sich ebenfalls durch die Verstelleinrichtung 3 einstellen lassen.As in 3rd is shown, the biofiltration device 7 additionally with a bypass line 6 be provided, through which the process water on the biofilter 2nd lets pass by. In order to be able to set the proportions of the process water through the biofilter 2nd and the bypass line 6 are directed to the biofilter 2nd leading line and in the bypass line 6 In each case a throttle valve 16, 17 is arranged, which is also through the adjusting device 3rd let set.

Um einen Rückfluss durch die Bypassleitung 6 zu vermeiden, ist sie ferner mit einem Rückschlagventil 18 versehen.
Die Abbaurate kann mittels der Bypassleitung 6 zusätzlich durch Verstellung des Anteils an Prozesswasser, das durch den Biofilter 2 geleitet wird, verstellt werden.To backflow through the bypass line 6 to avoid, it is also a check valve 18th Mistake.
The rate of degradation can be determined using the bypass line 6 additionally by adjusting the proportion of process water that is generated by the biofilter 2nd is directed, adjusted.

Alternativ oder ergänzend zu der Verstellung der Abbaurate in Abhängigkeit zu der Fütterung könnte die Abbaurate unter Heranziehung der Messergebnisse der Sauerstoffmesseinrichtung 10 und/oder der Sauerstoffmesseinrichtung 11 und ggf. der genannten Differenzmessung als Regelungsmessgröße geregelt werden. Die Regelung würde zweckmäßigerweise umfassen, dass der Volumenstrom an Prozesswasser durch den Biofilter, der Volumenstrom an Prozesswasser durch die Bypassleitung und/oder der Volumenstrom an Gas, insbesondere an Sauerstoff, der in das Prozesswasser bzw. den Biofilter gegeben wird, als Regelgrößen verändert werden.As an alternative or in addition to the adjustment of the degradation rate as a function of the feeding, the degradation rate could be based on the measurement results of the oxygen measuring device 10th and / or the oxygen measuring device 11 and, if necessary, the mentioned differential measurement can be regulated as a control measurement variable. The control would expediently include that the volume flow of process water through the biofilter, the volume flow of process water through the bypass line and / or the volume flow of gas, in particular oxygen, which is added to the process water or the biofilter, are changed as control variables.

Claims (15)

Aquakulturanlage, die einen Biofilter (2) zum Abbauen von Ammoniak und/oder Ammonium aus Prozesswasser, mit dem die Aquakulturanlage (1) betrieben wird, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Aquakulturanlage (1) eine Einrichtung (3) zur automatischen Verstellung einer Abbaurate, mit welcher mittels des Biofilters (2) das Ammoniak und/oder Ammonium abgebaut wird, aufweist.Aquaculture system, which comprises a biofilter (2) for breaking down ammonia and / or ammonium from process water, with which the aquaculture system (1) is operated, characterized in that the aquaculture system (1) has a device (3) for automatically adjusting a degradation rate with which the ammonia and / or ammonium is degraded by means of the biofilter (2). Aquakulturanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, die Abbaurate in Abhängigkeit von dem in der Aquakulturanlage (1) anfallenden Ammoniak und/oder Ammonium zu verstellen.Aquaculture facility after Claim 1 , characterized in that the adjustment device (3) is set up to adjust the degradation rate depending on the ammonia and / or ammonium accumulating in the aquaculture system (1). Aquakulturanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aquakulturanlage (1) eine Einrichtung (4) zur automatischen Fütterung von in der Aquakulturanlage (1) zu züchtenden Lebewesen umfasst und die Verstelleinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, die Abbaurate in Abhängigkeit von der Fütterung zu verstellen.Aquaculture facility after Claim 1 or 2nd , characterized in that the aquaculture system (1) comprises a device (4) for automatic feeding of living beings to be bred in the aquaculture system (1) and the adjusting device (3) is set up to adjust the degradation rate depending on the feeding. Aquakulturanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, die Abbaurate in Abhängigkeit vom Zeitraum der Fütterung oder/und von der bei der Fütterung eingegebenen Menge an Futter zu verstellen.Aquaculture facility according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the adjusting device (3) is set up to adjust the degradation rate depending on the period of feeding and / or on the amount of feed entered during feeding. Aquakulturanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, die Abbaurate unter Anwendung eines Modells, mittels dessen sich der Gehalt am Ammoniak und/oder Ammonium im Prozesswasser in Abhängigkeit von der Fütterung einschätzen lässt, zu verstellen.Aquaculture facility according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the adjusting device (3) is set up to adjust the degradation rate using a model by means of which the content of ammonia and / or ammonium in the process water can be estimated as a function of the feeding. Aquakulturanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, die Abbaurate in Abhängigkeit von einem Gehalt an Sauerstoff im Prozesswasser zu verstellen, wobei die Verstelleinrichtung (3) vorzugsweise dazu eingerichtet ist, den Sauerstoffgehalt des Prozesswassers zu bestimmen, besonders bevorzugt bei Eintritt des Prozesswassers in den Biofilter (2) und/oder bei Austritt des Prozesswassers aus dem Biofilter (2).Aquaculture facility according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the adjusting device (3) is set up to adjust the degradation rate as a function of an oxygen content in the process water, the adjusting device (3) preferably being set up to determine the oxygen content of the process water, particularly preferably when entering of the process water in the biofilter (2) and / or when the process water emerges from the biofilter (2). Aquakulturanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, den Volumenstrom an Prozesswasser, das durch den Biofilter (2) geleitet wird, zu verstellen.Aquaculture facility according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the adjusting device (3) is set up to adjust the volume flow of process water which is passed through the biofilter (2). Aquakulturanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, den Volumenstrom an Gas, vorzugsweise Sauerstoff, mit dem der Biofilter (2) begast wird, zu verstellen.Aquaculture facility according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the adjusting device (3) is set up to adjust the volume flow of gas, preferably oxygen, with which the biofilter (2) is gassed. Aquakulturanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aquakulturanlage (1) eine Pumpe (5) umfasst, mittels derer das Prozesswasser durch den Biofilter (2) bewegt wird und die Verstelleinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, die Leistung, mit der die Pumpe (5) betrieben wird, zu verstellen.Aquaculture facility according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the aquaculture system (1) comprises a pump (5), by means of which the process water is moved through the biofilter (2) and the adjusting device (3) is set up to the power with which the pump (5) is operated will adjust. Aquakulturanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aquakulturanlage (1) eine Bypassleitung (6) umfasst, mittels derer das Prozesswasser an dem Biofilter (2) vorbeibewegt werden kann, und die Verstelleinrichtung (3) vorzugsweise dazu eingerichtet ist, den Volumenstrom an Prozesswasser durch die Bypassleitung (6) zu verstellen.Aquaculture facility according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the aquaculture system (1) comprises a bypass line (6), by means of which the process water can be moved past the biofilter (2), and the adjusting device (3) is preferably set up to adjust the volume flow of process water through the bypass line ( 6) to adjust. Verfahren zum Betrieb einer Aquakulturanlage (1), die einen Biofilter (2) zum Abbauen von Ammoniak und/oder Ammonium aus Prozesswasser, mit dem die Aquakulturanlage (1) betrieben wird, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abbaurate, mit welcher mittels des Biofilters (2) Ammoniak und/oder Ammonium abgebaut wird, automatisch verstellt wird.Method for operating an aquaculture system (1), which comprises a biofilter (2) for breaking down ammonia and / or ammonium from process water, with which the aquaculture system (1) is operated, characterized in that a degradation rate with which the biofilter is used (2) ammonia and / or ammonium is broken down, automatically adjusted. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbaurate in Abhängigkeit von dem in der Aquakulturanlage (1) anfallenden Ammoniak und/oder Ammonium verstellt wird.Procedure according to Claim 11 , characterized in that the degradation rate is adjusted depending on the ammonia and / or ammonium accumulating in the aquaculture system (1). Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, die Aquakulturanlage (1) eine Einrichtung (3) zur automatischen Fütterung von in der Aquakulturanlage (1) zu züchtenden Lebewesen umfasst und die Abbaurate in Abhängigkeit von der Fütterung, vorzugsweise vom Zeitpunkt der Fütterung oder/und von der bei der Fütterung eingegebenen Masse an Futter, verstellt wird.Procedure according to Claim 11 or 12th , characterized in that the aquaculture system (1) comprises a device (3) for automatic feeding of living beings to be bred in the aquaculture system (1) and the rate of degradation depending on the feeding, preferably on the time of feeding or / and that during feeding entered amount of feed is adjusted. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbaurate unter Anwendung eines Modells, mittels dessen sich der Gehalt des Ammoniaks und/oder Ammoniums im Prozesswasser in Abhängigkeit von der Fütterung einschätzen lässt, verstellt wird.Procedure according to one of the Claims 11 to 13 , characterized in that the degradation rate is adjusted using a model by means of which the content of ammonia and / or ammonium in the process water can be estimated depending on the feeding. Biofiltriereinrichtung, die einen Biofilter (2) zum Abbauen von Ammoniak und/oder Ammonium aus Prozesswasser, insbesondere einer Aquakulturanlage (1), umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Biofiltriereinrichtung (7) einer Einrichtung (3) zur automatischen Verstellung einer Abbaurate, mit welcher mittels des Biofilters (2) das Ammoniak und/oder Ammonium abgebaut wird, aufweist.Biofiltration device which comprises a biofilter (2) for breaking down ammonia and / or ammonium from process water, in particular an aquaculture system (1), characterized in that the biofiltration device (7) has a device (3) for automatically adjusting a breakdown rate with which the ammonia and / or ammonium is broken down by means of the biofilter (2).
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