DE102021117024A1

DE102021117024A1 - Aquakultursystem und Kultivierungsverfahren

Info

Publication number: DE102021117024A1
Application number: DE102021117024.9A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-07-09
Filing date: 2021-07-01
Publication date: 2022-01-13
Also published as: DE202020103976U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Aquakultursystem und ein Verfahren zur Aufzucht von aquatischen Lebewesen (2), insbesondere Fischen, und von Pflanzen (4), wobei das Aquakultursystem (90) eine Aquakulturanlage (1) für die Aufzucht von aquatischen Lebewesen (2), insbesondere Fischen, aufweist. Die Aquakulturanlage (1) umfasst einen Kulturbehälter (6) mit Kulturwasser (5) für aquatische Lebewesen (2) sowie einen Behälter (23) zur Aufzucht von Pflanzen (4) und eine Fluidverbindung (12) mit einem die Behälter (6,23) verbindenden Kreislauf (13) für das Kulturwasser (5). Im Aquakultursystem (90), insbesondere in dem Behälter (23) zur Aufzucht von Pflanzen (4), wird ein Pflanzendünger (86) eingesetzt, der Kohle (80) und darin enthaltene, insbesondere gebundene, Gülle (84) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Aquakultursystem und ein Kultivierungsverfahren mit den Merkmalen im Oberbegriff der selbstständigen Verfahrens- und Vorrichtungshauptansprüche.
Eine Aquakulturanlage nebst Kultivierungsverfahren für die Aufzucht von aquatischen Lebewesen, insbesondere Fischen, ist aus der DE 20 2014 103 397 U1 bekannt. Die Aquakulturanlage weist einen Kulturbehälter mit Kulturwasser für aquatische Lebewesen, einen Behälter zur Aufzucht von Futtertieren, insbesondere marinen Würmern, einen Behälter zur Aufzucht von Pflanzen, einen Algenreaktor mit Algen, insbesondere einer Algensuspension, und eine Fluidverbindung mit einem die Behälter verbindenden Kreislauf für das Kulturwasser auf.
Die WO 2018/083084 A zeigt eine weitere Aquakulturanlage nebst Kultivierungsverfahren mit mindestens einem zusätzlichen Vorratsbehälter für das Kulturwasser. Sie ermöglicht eine getrennte und eigenständig scalierbare Produktion von Algen, von Futtertieren, insbesondere marinen Würmern und von Pflanzen, insbesondere jeweils gleicher oder unterschiedlicher Spezien.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine weiter verbesserte Aquakulturtechnik aufzuzeigen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen in den selbstständigen Verfahrens- und Vorrichtungshauptansprüchen.
Die beanspruchte Aquakulturtechnik, d.h. das Aquakultursystem und das zugehörige Kultivierungsverfahren, haben mehrere Vorteile hinsichtlich Funktion, Effizienz, Umweltverträglichkeit, Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit.
Das Aquakultursystem kann eine Aquakulturanlage und weitere Systemkomponenten umfassen. Die weiteren Systemkomponenten erhöhen die Nachhaltigkeit und die Umweltverträglichkeit der Aquakulturtechnik. Die Aquakulturtechnik, insbesondere die Aquakulturanlage und die Zuchtverfahren, können natürlich, nachhaltig und rückstandsfrei sein. Für das Aquakultursystem kann auf anderweitig vorhandene Strukturen zurückgegriffen werden. Dies können z.B. Strukturen und Komponenten eines aufgelassenen Kraftwerks, bevorzugt Kohlekraftwerks, sein. Dies führt zu hohen Synergieeffekten und ermöglicht für bisher im Verbrennungsbetrieb von fossilen Brennstoffen emissionskritische Kohlekraftwerke eine neue, effiziente, umweltgünstige und nachhaltige Daseinsberechtigung.
Besondere Vorteile ergeben sich auch durch eine Koppelung der Aquakulturtechnik mit einer Verwertung von Abfällen, die z.B. aus der Landwirtschaft, insbesondere der Zucht von Landtieren, und/oder von Pflanzen und/oder von Kläranlagen stammen.
In einem ersten Erfindungsaspekt umfasst die Aquakulturtechnik, insbesondere das Aquakultursystem, eine Aquakulturanlage für die Aufzucht von aquatischen Lebewesen, insbesondere Fischen und eine Aufzucht von Pflanzen mit ein oder mehreren entsprechenden Behältern sowie einer Fluidverbindung mit einem Kreislauf für das Kulturwasser. Die Pflanzen können zum Filtern von gelösten Ausscheidungen der gezüchteten aquatischen Lebewesen im Kulturwasser genutzt werden. Die gelösten Ausscheidungen können Nährstoffe für die Pflanzen enthalten.
In dem Aquakultursystem, insbesondere in dem Behälter zur Aufzucht von Pflanzen oder an anderer geeigneter Stelle, ist ein Pflanzendünger angeordnet, der Kohle und darin enthaltene, insbesondere gebundene, Gülle aufweist. Die Gülle kann aus der landwirtschaftlichen Viehzucht, z.B. von Schweinen und/oder Rindern, stammen. Dieser Pflanzendünger kann für eine nachaltige und ausreichende Nährstoffversorgung der Pflanzen dienen.
Der Pflanzendünger hat den Vorteil, dass wertvolle Stickstoffverbindungen, z.B. Nitrate, und andere in der Gülle enthaltene Düngewirkstoffe nur allmählich freigegeben werden. Sie müssen ggf. von den Pflanzen geholt werden. Eine Beeinträchtigung des im Kreislauf geführten Kulturwassers und der Aufzucht der aquatischen Lebewesen kann vermieden werden. Andererseits ist der Pflanzendünger für die Pflanzen besonders gut wirksam und nachhaltig. Der Pflanzendünger kann evtl. weitere Zuschlagstoffe, z.B. Phosphorverbindungen, enthalten. Der Pflanzendünger bildet eine Systemkomponente.
Die im Pflanzendünger enthaltene Kohle dient als huminhaltiges Bindemittel. Sie kann von unterschiedlicher Herkunft sein. Es kann sich z.B. um fossile Kohle, insbesondere um Braunkohle handeln. Andererseits kann die Kohle als Holzkohle oder als hydrothermale Kohle ausgebildet sein, welche aus Klärschlamm oder Biomasse, z.B. aus Pflanzen, gewonnen wird. Die beiden letztgenannten Kohlearten haben den Vorteil, dass sie CO2-neutral sind. Für fossile Kohle, insbesondere Braunkohle, ergibt sich der Vorteil, dass diese bisher nur zur Verbrennung genutzte Kohleart auch für andere umweltverträgliche und nachhaltige Zwecke nutzbar ist. Die Energie- und Umweltbilanz ist positiv. Andererseits können vorhandene Strukturen, insbesondere Kohlegruben und Kohlekraftwerke, weitergenutzt und anderen neuen und wertvollen Nutzungen zugeführt werden.
Das Aquakultursystem kann als Systemkomponente eine Kohleversorgung für fossile Kohle, insbesondere Braunkohle, oder für Holzkohle aufweisen. Die Kohleversorgung kann als Lager, als Kohlegrube oder in anderer Weise ausgebildet sein. Das Aquakultursystem kann als Systemkomponente auch eine Aufbereitungsanlage für hydrothermale Kohle aus Klärschlamm oder aus Biomasse beinhalten. Die hydrothermale Kohle kann vor Ort aus Klärschlamm oder aus anderer, z.B. pflanzlicher, Biomasse erzeugt und genutzt werden. Hierbei können auch Nebenprodukte, wie Phosphate in Flüssigphase und dgl. anfallen und genutzt werden, eventuell als weiterer Pflanzendünger. Die hydrothermale Kohle kann selbst Nährstoffe für Pflanzen enthalten und diese umweltverträglich sowie ohne negative Beeinträchtigung des Kulturwasser-Kreislaufs an die Pflanzen abgeben.
Außerdem ergibt sich eine günstige Energiebilanz. Die Klärschlämme können von Kläranlagen aus der näheren Umgebung energie- und aufwandsgünstig zugeführt werden. Andere, z.B. pflanzliche, Biomasse kann von Kompostieranlagen etc. bezogen werden. Besondere Vorteile ergeben sich bei einer Einbindung des Aquakultursystems und der Kläranlagen in eine Industrie- und Gewerbeumgebung.
Das Aquakultursystem kann als Systemkomponente eine Aufbereitungseinrichtung für die Erzeugung des besagten Pflanzendüngers aus Kohle und Gülle beinhalten. Dies ist besonders günstig in Verbindung mit einer ebenfalls systeminternen Kohleversorgung und/oder einer Aufbereitungsanlage für hydrothermale Kohle aus Klärschlamm oder Biomasse. Insbesondere für die hydrothermale Kohle können deren Gewinnung und Weiterverwertung im gleichen Aquakultursystem erfolgen.
Andererseits ist es möglich, Pflanzendünger aus Kohle und Gülle im Überschuss und über den Eigenbedarf für die Aufzucht der aquatischen Lebewesen und der Pflanzen hinaus zu produzieren sowie an die Landwirtschaft oder andere Abnehmer zu vertreiben. Die beanspruchte Aquakulturtechnik kann über die eigentlichen Zwecke hinaus zur Strukturverbesserung in der näheren und weiteren Umgebung genutzt werden.
Das Aquakultursystem und die Aquakulturanlage nach dem ersten Erfindungsaspekt kann weitere Bestandteile beinhalten. Diese können ebenfalls im Kulturwasserkreislauf eingebunden sein. Ein solcher Bestandteil kann z.B. ein Behälter zur Aufzucht von Futtertieren, insbesondere marinen Würmern sein. Dieser Behälter und die gezüchteten Futtertiere können als Filter für ungelöste Partikel, z.B. Feststoffe, im Kulturwasser genutzt werden, wobei diese Partikel z.B. von Ausscheidungen der gezüchteten aquatischen Lebewesen stammen. Alternativ kann statt der Futtertiere und eines hiervon gebildeten Futtertierfilters eine mechanische Filterung oder eine andere Filtertechnik für die Grobpartikel genutzt werden.
Das Aquakultursystem, insbesondere die Aquakulturanlage, kann alternativ oder zusätzlich als Bestandteil einen Algenreaktor mit Algen, insbesondere einer Algensuspension, aufweisen. Die Algen können zur Ernährung der Futtertiere und ggf. auch der aquatischen Lebewesen genutzt werden.
In einem zweiten Erfindungsaspekt kann die Aquakulturtechnik, insbesondere das Aquakultursystem, für die Aufzucht von aquatischen Lebewesen einen Kulturbehälter mit Kulturwasser und einen Behälter zur Aufzucht von Futtertieren, insbesondere marinen Würmern, und eine Fluidverbindung mit einem Kreislauf für das Kulturwasser aufweisen. Die Futtertiere können für die Ernährung der gezüchteten aquatischen Lebewesen eingesetzt werden.
Die Aquakulturtechnik, insbesondere das Aquakultursystem, kann als Systemkomponente einen Speicher mit einer Klimaeinrichtung aufweisen, in dem Eier von Futtertieren gespeichert und in einem nicht zum Schlüpfen von Jungtieren geeignetem Klima gehalten werden können. Die Eier können dank der Klimaeinrichtung insbesondere bei niedriger Temperatur unterhalb der Schlüpftemperatur gehalten werden.
Der Speicher mit der Klimaeinrichtung hat den Vorteil, dass die Aufzucht oder Nachzucht von Futtertieren ganzjährig und saisonunabhängig erfolgen kann. Die von den Futtertieren erzeugten Eier können zu einem Großteil aus dem besagten Aufzuchtbehälter oder aus einem Nachzuchtbehälter entfernt und in dem Speicher mit der Klimaeinrichtung zwischengelagert werden. Aus dem verbliebenen Anteil von Eiern im Aufzuchtbehälter oder Nachzuchtbehälter können dann Jungtiere schlüpfen und heranwachsen. Anschließend können nach und nach und chargenweise Eier aus dem Speicher in den Aufzuchtbehälter oder Nachzuchtbehälter zurückgeführt und dort unter geeigneten klimatischen Bedingungen zum Schlüpfen von Jungtieren gebracht werden.
Dank der Klimaeinrichtung ist eine Zwischenspeicherung der lebendigen Eier über einen längeren Zeitraum möglich, so dass über das gesamte Jahr oder zumindest über einen Großteil des Jahres verteilt Jungtiere schlüpfen können. Sobald die Jungtiere geschlechtsreif und befruchtet sind, fallen außerdem neue Eier im Behälter für die Aufzucht der Futtertiere an, sodass der Nachschub an Jungtieren gesteuert werden kann und die entnommenen Futtertiere ersetzen kann, die zur Aufzucht der aquatischen Lebewesen oder für eine andere Verwertung, z.B. zur Erzeugung von Hämoglobin oder Blutplasma, genutzt werden.
Ein Speicher, ggf. mit Klimaeinrichtung, kann auch für Eier von den gezüchteten aquatischen Lebewesen und ggf. für deren Nachzucht vorgesehen sein.
Das Aquakultursystem, insbesondere die Aquakulturanlage, nach dem zweiten Erfindungsaspekt kann einen oder mehrere weitere Bestandteile beinhalten. Diese können ebenfalls im Kulturwasserkreislauf eingebunden sein. Ein solcher Bestandteil kann z.B. ein Behälter zur Aufzucht von Pflanzen sein. Dieser kann als Pflanzenfilter der vorgenannten Art genutzt werden. Ferner kann ein Algenreaktor mit Algen, insbesondere einer Algensuspension, vorhanden sein. Der Aufzuchtbehälter von Pflanzen bzw. der Pflanzenfilter und der Algenreaktor sind vorteilhaft, aber nicht unbedingt erforderlich. Eine Filterung von gelösten Ausscheidungen der gezüchteten aquatischen Lebewesen im Kulturwasser kann auch mit einer anderen Filtertechnik erreicht werden. Statt der Algen kann andere und anderweitig gewonnene Biomasse eingesetzt werden.
Besondere Vorteile ergeben sich bei einer Kombination der Aquakulturtechnik, insbesondere Aquakultursysteme, nach dem ersten und zweiten Erfindungsaspekt.
Die Aquakulturtechnik, insbesondere das Aquakultursystem, kann eine zusätzliche Verwertung für Futtertiere und/oder Pflanzen und/oder Algen aufweisen. Hierdurch ergibt sich eine gesteigerte wirtschaftliche Nutzungsmöglichkeit und eine Verbesserung der Nachhaltigkeit und der Umweltunterstützung.
Die Aquakulturtechnik, insbesondere das Aquakultursystem, ermöglichen eine skalierbare Produktion von Futtertieren, Pflanzen und Algen, die über den internen Bedarf der Aquakulturtechnik für die Aufzucht von aquatischen Lebewesen hinausgeht. Insbesondere können Pflanzen und Algen im Überschuss produziert und eigenständig vermarktet werden. Der auf Kohle und Gülle basierende Pflanzendünger ist hierfür von besonderem vorteil. Pflanzen und Algen können als Nahrungsmittel, als Grundstoffe für die Produktion von Kosmetika, Medikamenten und zu anderen Zwecken eingesetzt werden. Algen können auch als Brennstoff verwendet werden. Die Futtertiere, insbesondere die marinen Würmer, können für die besagte Produktion von Hämoglobin bzw. Blutplasma, als Nahrungsmittel oder auch als Köder oder dgl. eingesetzt werden.
Das Aquakultursystem kann als Systemkomponente eine eigene Energieversorgung aufweisen. Diese kann z.B. einen mit Holzkohle oder hydrothermaler Kohle betriebenen Energieerzeuger aufweisen. Hierdurch ergibt sich eine weitere und systemimmanente Nutzungsmöglichkeit für die Kohle. Die CO2-Neutralität ist hier ebenfalls von Vorteil. Mit der Energieversorgung können eine Klimahalle, die Klimaeinrichtung des Speichers und andere Verbraucher innerhalb des Aquakultursystems mit Energie versorgt werden. Alternativ oder zusätzlich sind andere Energiearten nutzbar, z.B. Sonnenenergie, Biogas, Windkraft oder dgl.. Die Energieversorgung kann entsprechende zusätzliche oder alternative Ausbildungen haben.
Die Aquakulturtechnik, insbesondere das Aquakultursystem, kann eine eigene und neue Infrastruktur haben. Es ist aber auch eine Integration in bestehende Strukturen, z.B. in ein aufgelassenes Kraftwerk, möglich. Besondere Vorteile ergeben sich bei einem Kohlekraftwerk. Hier sind einige der vorgenannten Systemkomponenten bereits vorhanden. Dies betrifft große Behälter und Fluidverbindungen, die für die besagte Aufzucht von aquatischen Lebewesen, Pflanzen und Futtertieren sowie Algen genutzt werden können. Auch eine Energieversorgung nebst Energieerzeuger sind vorhanden. Außerdem gibt es großräumige Hallen für die Unterbringung der besagten Systemkomponenten. Ein aufgelassenes Kraftwerk, insbesondere Kohlekraftwerk, kann dadurch einer neuen Nutzung zugeführt werden und muss nicht abgerissen werden. Ein Aquakultursystem kann mit Vorteil in bestehende Industrieumgebungen integriert werden und kann in vorteilhafter Weise vorhandene Ressourcen unter Wahrung von Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit nutzen.
Die in einem Aquakultursystem eingesetze Aquakulturanlage kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, z.B. gemäß der WO 2016/012489 A1 oder der WO 2019/106125 A1 . Letztere hat besondere Vorteile für die getrennte und eigenständig skalierbare Produktion von Algen, Futtertieren und Pflanzen, insbesondere jeweils aus gleichen oder unterschiedlichen Spezien. Hierfür sind ein oder mehrere zusätzliche Vorratsbehälter für das Kulturwasser und angepasste Fluidverbindungen, insbesondere mit Unterkreisläufen, von Vorteil.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Der Aufwand für die Fütterung der aufgezogenen aquatischen Lebewesen, insbesondere Fische, kann durch die Fütterung mittels einer in die Aquakulturanlage integrierten Futterproduktion und mit den Futtertieren, insbesondere marinen Würmern, wesentlich reduziert werden. Der Wasserverbrauch ist ebenfalls sehr gering. Es kann ein natürlicher Fütterkreislauf für die aquatischen Lebewesen gebildet werden. Ein Einsatz von anderen organischen Futtermitteln, insbesondere Fischmehl, sowie von Antibiotika kann entfallen.
Die Futtertiere nehmen einerseits die partikulären Ausscheidungen der aquatischen Lebewesen oder auch sonstige ungelöste Partikel im Kulturwasser auf und können dadurch eine Filterfunktion als Futtertierfilter erfüllen. Die Futtertiere können ihrerseits mit diesen Partikeln sowie mit Algen, insbesondere Mikroalgen aus einem Algenreaktor ernährt werden. Die Aquakulturanlage weist ferner einen Filter für die im Kulturwasser gelösten Ausscheidungen der aquatischen Lebewesen auf. Hierfür eignet sich besonders ein Pflanzenfilter.
Vorteilhafterweise ist ein zusätzlicher Vorratsbehälter für das Kulturwasser im Kreislauf des Kulturwassers angeordnet. Die Anordnung dieses zusätzlichen Vorratsbehälters ermöglicht eine Optimierung der Aufzucht der aquatischen Lebewesen, Futtertiere, Pflanzen und Algen. Die für die jeweilige Aufzucht benötigten Kulturwassermengen können in ausreichender Größe und getrennt voneinander bereit gestellt werden.
Außerdem können Filterfunktionen für das Kulturwasser bzw. den Filterkreislauf verbessert werden. Partikuläre Ausscheidungen der aquatischen Lebewesen, insbesondere Fische, können von den Futtertieren gefressen werden und können sich ggf. in deren Behälter ablagern. Gelöste Ausscheidungen der aquatischen Lebewesen, insbesondere Fische, können von den Pflanzen aufgenommen werden und können sich ggf. in deren Behälter ablagern. Dieser mehrstufige Filterprozess und der Filterkreislauf mit einem Futtertierfilter und einem Pflanzenfilter können optimiert werden. Insbesondere können die mehreren Filterfunktionen oder Filterstufen voneinander getrennt und eigenständig sowie bedarfsgerecht gesteuert werden.
Der zusätzliche Vorratsbehälter kann eine Pufferfunktion für das Kulturwasser haben. Die Kulturwasserzufuhr zu den verschiedenen Behältern für die besagten Aufzuchten kann bedarfsweise gesteuert werden. Die Zufuhrmengen zu diesen Behältern und/oder die Zyklen in den Filterstufen können unabhängig voneinander eingestellt werden. Der zusätzliche Vorratsbehälter ermöglicht insbesondere die Bildung von Unter-Kreisläufen des Kulturwassers. Diese können jeweils eigenständig an den zusätzliche Vorratsbehälter für das Kulturwasser angeschlossen sein und und können jeweils eigenständig gesteuert werden. Der Kreislauf des Kulturwassers kann durch einen oder mehrere Unter-Kreisläufe untergliedert oder ergänzt werden.
Der zusätzliche Vorratsbehälter kann im Filterkreislauf zwischen den Futtertierfilter und den Pflanzenfilter geschaltet sein. Die beiden Filter sind dadurch nicht unmittelbar miteinander gekoppelt. Die Koppelung erfolgt mittelbar über den zusätzlichen Vorratsbehälter. Hier kommen die getrennt gefilterten Teilmengen des Kulturwassers zusammen und vermischen sich. Der zusätzliche Vorratsbehälter kann auch parallel im Filterkreislauf geschaltet sein.
Der Behälter zur Aufzucht von Pflanzen kann eigenständig mit einer Fluidverbindung an den besagten Vorratsbehälter angeschlossen sein. Hierdurch kann ein eigenständiger Unter-Kreislauf für die Filterung der gelösten Ausscheidungen im Kulturwasser gebildet werden.
Der Behälter zur Aufzucht von Futtertieren kann ebenfalls eigenständig mit einer Fluidverbindung an den besagten Vorratsbehälter angeschlossen sein. Hierdurch kann ein eigenständiger Unter-Kreislauf für die Versorgung der Futtertiere gebildet werden.
Der Behälter zur Aufzucht von Futtertieren kann auslassseitig über eine Fluidverbindung mit einem Fluidzulauf des Vorratsbehälters für das Kulturwasser verbunden sein. Einlassseitig kann der Futtertierbehälter mit dem Kulturbehälter und dem zusätzlichen Vorratsbehälter für das Kulturwasser verbunden sein. Die Fluidabläufe des Kulturbehälters und des besagten Vorratsbehälters können verbunden sein. Hierdurch kann ein Unter-Kreislauf für die Filterung der partikulären Ausscheidungen gebildet werden.
In einem weiteren Erfindungsaspekt kann der Algenreaktor mit einem weiteren Unter-Kreislauf an den Futtertierbehälter eigenständig angeschlossen sein. Die Futtertiere können mit Algen, insbesondere einer Algensuspension, aus dem Algenreaktor gefüttert werden. Ein im Kulturwasserkreislauf angeordneter zusätzlicher Vorratsbehälter für das Kulturwasser ist dabei vorteilhaft, aber nicht unbedingt erforderlich.
Die Futtertiere können neben den Algen mit im Kulturwasser enthaltenen Nährstoffen gefüttert werden. Es wird ein eigenständiger Fütterkreislauf für die Futtertiere gebildet. Dieser Unter-Kreislauf für die Fütterung kann von dem vorgenannten Unter-Kreislauf für die Filterung der partikulären Ausscheidungen bedarfsweise getrennt werden. Hierfür ist es außerdem günstig, wenn mindestens zwei Gruppen von jeweils ein oder mehreren Futtertierbehältern vorhanden sind.
Das Kulturwasser kann in geeigneter und schonender Weise aufbereitet werden. Es kann aus frischem Wasser hergestellt werden, das aus einem Brunnen oder einer Wasserleitung oder dgl. stammt. Dem frischen Wasser werden vorzugsweise nur anorganische Nährstoffe, insbesondere Nährsalze, Elektrolyte oder dgl. zugesetzt. Hierdurch kann eine reine Nährstofflösung gebildet werden. Das frische Wasser kann außerdem einer besonders intensiven Filterung unterworfen werden, insbesondere einer Umkehrosmose und/oder einer Ultra-Filtration. Dem Vorratsbehälter für das Kulturwasser können ein oder mehrere weitere Vorratsbehälter vorgeschaltet werden, mit denen die Herstellung und Aufbereitung des Kulturwassers erfolgt. Das Wasser kann Süßwasser oder Salzwasser sein.
Gemäß einem weiteren Erfindungsaspekt ist ein Vorratsbehälter für eine ggf. salzhaltige Nährstofflösung vorhanden. Ein im Kulturwasserkreislauf angeordneter zusätzlicher Vorratsbehälter für das Kulturwasser ist dabei vorteilhaft, aber nicht unbedingt erforderlich.
Der Vorratsbehälter für die Nährstofflösung ist z.B. dem Vorratsbehälter für das Kulturwasser vorgeschaltet. Die aus frischem Wasser bestehende Nährstofflösung ist noch nicht mit Ausscheidungen der aquatischen Lebewesen belastet. Der Vorratsbehälter für die Nährstofflösung kann über eine Fluidverbindung eigenständig mit dem Pflanzenbehälter verbunden sein. Hierdurch können ein weiterer Unter-Kreislauf und ein eigenständig erfinderischer Nährstoffkreislauf für die Pflanzen gebildet werden.
Die beanspruchte Aquakulturtechnik ermöglicht einen Mehrfachnutzen. In einem weiteren Erfindungsaspekt können die Aufzuchten von aquatischen Lebewesen, Futtertieren, Pflanzen und Algen mengenmäßig voneinander entkoppelt werden und sind eigenständig skalierbar.
Die Aquakulturanlage und das Verfahren können zur getrennten und eigenständig scalierbaren Produktion von Algen, Futtertieren, insbesondere marinen Würmern und Pflanzen, insbesondere jeweils gleicher oder unterschiedlicher Spezien, vorgesehen und ausgebildet sind bzw. eingesetzt werden. Ein im Kulturwasserkreislauf angeordneter zusätzlicher Vorratsbehälter für das Kulturwasser ist dabei vorteilhaft, aber nicht unbedingt erforderlich.
Die Futtertiere können außer zum Füttern der aquatischen Lebewesen und zum Filtern von partikulären Ausscheidungen auch zu anderen Zwecken benutzt werden. Die Produktionsmengen bzw. Zuchtmengen können entsprechend groß gewählt werden. Die naturnahen Verhältnisse in der Aquakulturanlage und die bevorzugte Vermeidung einer Zugabe von Antibiotika und/oder organischen Nährstoffen, z.B. Fischmehl, für die Fütterung der gezüchteten aquatischen Lebewesen sind hierfür besonders vorteilhaft.
Mit der vorgenannten Aquakulturanlage und dem Kultivierungsverfahren können marine Würmer, insbesondere Wattwürmer, auf natürlichem Wege und ohne Verseuchung mit Antibiotika oder anderen Schadstoffen produziert werden. Die marinen Würmer, insbesondere Wattwürmer, sind naturbelassen und eignen sich besonders als gesundes, natürliches und reines Ausgangsmaterial für die Produktion von Hämoglobin bzw. Blutplasma. Die Wurmproduktion ist mit der beanspruchten Aquakulturtechnik skalierbar. Sie kann zudem eigenständig erfolgen.
Die Pflanzen können außer zur Filterung von gelösten Ausscheidungen auch zum Verzehr oder zu anderen Zwecken produziert bzw. gezüchtet werden. Der eigenständigen Unter-Kreislauf und der Nährstoffkreislauf mit Anschluss an einen Vorratsbehälter für eine Nährstofflösung sind für eine Skalierung der Pflanzenproduktion besonders vorteilhaft.
Die Aquakulturtechnik kann zur Aufzucht oder Mästung von aquatischen Lebewesen und Futtertieren sowie Pflanzen und Algen benutzt werden. Nach der Ernte kann der Besatz erneuert werden durch Einsatz neuer aquatischer Lebewesen, Futtertiere, Algen und Pflanzen. In einem Erfindungsgedanken ist eine Nachzucht von aquatischen Lebewesen und/oder Futtertieren, insbesondere marinen Würmern, vorgesehen, die in die Aquakulturanlage und das Kultivierungsverfahren eingebunden sein kann. Hierfür kann jeweils eine entsprechende Nachzuchteinrichtung vorhanden sein. Die Systemkomponente eines Speichers und einer Klimaeinrichtung für die Eier kann eigenständig vorhanden oder einer Nachzuchteinrichtung zugeordnet sein.
Die Nachzuchteinrichtung kann in den Kreislauf des Kulturwassers und/oder der Nährstofflösung eingebunden sein. Mit der Nachzuchteinrichtung können vermehrungsgünstige Umgebungsbedingungen für Elterntiere der aquatischen Lebewesen und/oder Futtertiere geschaffen werden. Hierfür können insbesondere die klimatischen Bedingungen, die Beleuchtung und dgl. beeinflusst werden. Insbesondere können Naturphänomene, wie Vollmond oder dergleichen, simuliert werden, um die Vermehrung bzw. Reproduktion zu stimulieren.
Die Aquakulturtechnik kann durch die Nachzucht und die anlageneigene Vermehrung und Reproduktion der aquatischen Lebewesen und/oder Futtertiere verselbstständigt und weitestgehend unabhängig von einer permanenten externen Nachlieferung von Jungtieren gemacht werden. Allenfalls ist zur Auffrischung des Genpools ab und zu die Einbringung von neuen Elterntieren oder Eiern nützlich.
Die erwähnte eigene Energieversorgung der Aquakulturtechnik, insbesondere des Aquakultursystems, kann z.B. auch eine Solaranlage und/oder eine Biogasanlage umfassen, die z.B. mit einer Überschussproduktion von Algen aus dem Algenreaktor gespeist werden kann. Die Energieversorgung kann in einer Ausführung den Energiebedarf der kompletten Aquakulturanlage und ggf. auch des Aquakultursystems eigenständig, im vollen Umfang und im Dauerbetrieb decken. Sie kann dadurch den Anlagen- und Systembetrieb in Gebieten ohne ausreichendes öffentliches Energieangebot ermöglichen. Besonders günstig ist dabei eine Nutzung von vorhandener Energie aus der Umwelt, z.B. Sonnenstrahlung, Wind oder Wärme. In einer anderen Ausführung ist eine Ausbildung mit einem brennstoffbetriebenen Stromgenerator möglich, der im Dauerbetrieb läuft oder zeitweise, z.B. bei Ausfall einer anderweitigen Energieeinspeisung, z.B. aus einem öffentlichen Stromnetz, oder aus anderen Gründen einspringt. Die Energieversorgung kann z.B. als Notstromaggregat ausgebildet sein.
Für die autarke Ausbildung ist auch eine programmierbare Steuerung von Vorteil, insbesondere in Verbindung mit einer Kommunikationseinrichtung zur Datenfernübertragung. Die vorgenannte Nachzucht ist ebenfalls nützlich für die Unabhängigkeit und Autarkie.
In einem weiteren Erfindungsgedanken ist vorgesehen, dass die Aquakulturanlage als vorgefertigte und bevorzugt modulare Bau- und Funktionseinheit ausgebildet ist.
Die ggf. autarke Aquakulturanlage kann standardisiert sein und ggf. als skalierbares Baukastensystem bereit gestellt werden. Sie kann im Binnenland und in weiter Entfernung von Gewässern, insbesondere vom Meer, aufgestellt und betrieben werden. Die Nahrungsmittelproduktion kann nahe zu den Verbrauchern gebracht werden.
Der Aufwand für Planung, Installation und Betrieb des ggf. autarken Aquakultursystems kann minimiert und vereinfacht werden. Auch die fachlichen Anforderungen an einen Betreiber Aquakultursystems können reduziert werden. Die programmierbare Steuerung entlastet den Betreiber. Die Aquakulturanlage kann ggf. als betriebsfertige Einheit hergestellt und vermarktet werden, z.B. in einem Franchise-System.
In einem weiteren Erfindungsgedanken ist vorgesehen, dass die Aquakulturanlage eine umgebende Klimahalle mit einer Einrichtung zur Klimasteuerung aufweist.
Innerhalb der Klimahalle können günstige klimatische Bedingungen für die Aufzucht und ggf. auch die Nachzucht von Tieren und Pflanzen geschaffen und konstant gehalten werden. Die bevorzugt eigenständige Energieversorgung und eine eigene programmierbare Steuerung sind hierfür von besonderem Vorteil.
Die Behälter für die vorgenannten Aufzuchten und die zusätzliche Vorratsbehälter können jeweils einzeln oder mehrfach vorhanden sein. Die vorgenannten verschiedenen Unter-Kreisläufe können jeweils eine eigene Pumpenanordnung aufweisen.
Die jeweiligen Behälter zur Aufzucht von Futtertieren und Pflanzen können jeweils mehrfach vorhanden sein. Für die besagten Behälter empfiehlt sich jeweils eine Turm- oder Kaskadenanordnung, wobei das Kulturwasser die verschiedenen Behälter nacheinander und durch Schwerkraft in einer Kaskade durchfließt. Der Energie- und Pumpaufwand kann reduziert werden. Außerdem lassen die Behälter sich platz- und kostensparend in einem Regal unterbringen. Dies erleichtert auch die Handhabung bei der Zuchtpflege und der Ernte sowie der Instandhaltung.
Im Kulturbehälter für die aquatischen Lebewesen und im Behälter zur Aufzucht von Futtertieren sind bevorzugt bodenseitige Substratschichten, insbesondere Sandschichten und/oder Kiesschichten, vorhanden. Im Kulturbehälter können diese Substratböden einen Teil der Futtertiere beherbergen, die dadurch in gewohnter Umgebung weiterleben können und für die aquatischen Lebewesen, insbesondere gründelnde Fische oder Garnelen, eine längerfristige und gut zugängliche Futterquelle bilden. Diese Behälter können einen optimierten Fluidablauf besitzen. Dieser kann getrennte und/oder optimierte Auslassöffnungen für das Kulturwasser und/oder das Substrat besitzen. Er ermöglicht einerseits einen permanenten und dabei kontrollierten Ablauf von Kulturwasser. Andererseits erlaubt er auf einfache Weise einen Abzug der Substratschicht und der darin enthaltenen Futtertiere.
Die Aquakulturanlage hat ferner den Vorteil eines besonders einfachen konstruktiven und kostengünstigen Aufbaus und Betriebs. Hierbei ist die Anordnung der Behälter in Stapeln von Vorteil. Gleiches gilt für den bevorzugt vertikalen Aufbau der Aquakulturanlage und die Unterbringung in einem Regal.
Wenn die Aquakulturanlage mit Salzwasser betrieben wird, kann durch eine Flutungseinrichtung eine meeresähnliche Umgebung mit Ebbe und Flut für die Futtertiere und/oder die Pflanzen simuliert werden. Hierdurch können z.B. die Umgebungsbedingungen für salzwassertolerante Pflanzen bzw. Halophyten optimiert werden. Alternativ oder zusätzlich ist auch ein kontinuierlicher Durchflussmodus möglich. Dieser hat insbesondere für die skalierbare Pflanzenproduktion und einen eigenständigen Nährstoffkreislauf mit Anbindung an den Vorratsbehälter für eine Nährstofflösung Vorteile.
Wechselnde Wasserstände mit einem intermittierenden Befüllen und Leeren der Behälter für Futtertiere und/oder Pflanzen und eine Simulation von Ebbe und Flut haben weitere Vorteile. Der für eine Zeit stehende Wasserstand führt zu einer Beruhigung und einer längeren Verweildauer des Kulturwassers, was die Aufnahme der partikulären Ausscheidungen und der Algen durch die Futtertiere erleichtert und begünstigt. Bei Ebbe können die Behälter und insbesondere das dortige Substrat trockenfallen. Die partikulären Ausscheidungen und die Algen können sich auf oder im Substrat absetzen, was ebenfalls günstig für die Aufnahme durch die Futtertiere ist. Außerdem können sich durch die wechselnden Wasserstände oder Wasserhöhen zusätzliche Filter- und Spüleffekte im Substratbereich ergeben, die für die Filterfunktion vorteilhaft sind. Ähnliche Effekte und Vorteile bestehen auch bei einem Pflanzenfilter.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Aquakulturtechnik angegeben.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:

1: Eine schematische Darstellung eines Aquakultursystems mit einer Aquakulturanlage und weiteren Systemkomponenten,
2: eine schematische Darstellung einer Aquakulturanlage,
3: einen hydraulischen Schaltplan einer Aquakulturanlage,
4: eine modifizierte Aquakulturanlage in einer schematischen Draufsicht mit Darstellung von verschiedenen Wasserkreisläufen,
5 und 6: eine Draufsicht und einen Längsschnitt durch einen Algenreaktor,
7: eine Draufsicht auf einen Kulturbehälter für aquatische Lebewesen,
8: eine Stirnansicht des Kulturbehälters gemäß Pfeil VIII von 7,
9: eine Schnittdarstellung durch den Kulturbehälter in einer Ansicht gemäß Pfeil IX von 7,
10: eine Anordnung von mehreren Behältern zur Aufzucht von Futtertieren in einer perspektivischen Ansicht,
11: einen Längsschnitt durch die Anordnung von 10,
12 und 13: eine Schnittdarstellung und eine perspektivische Ansicht eines oberen Futtertierbehälters der Anordnung von 10,
14 und 15: eine geschnittene Seitenansicht und eine Draufsicht auf einen unteren Futtertierbehälter der Anordnung von 10,
16: eine Unteransicht eines oberen Futtertierbehälters der Anordnung von 10,
17: einen Fluidablauf mit einem Ablaufrohr und einen Siphon im Längsschnitt,
18: eine perspektivische Darstellung eines Fluidzulaufs mit einer Fluidüberleitung,
19 bis 22: verschiedene Ausbildungsvarianten eines Behälters für die Aufzucht von Pflanzen.

Die Erfindung betrifft ein Aquakultursystem (90) mit einer Aquakulturanlage (1) sowie einer oder mehreren weiteren Systemkomponenten und ein Kultivierungsverfahren für aquatische Lebewesen (2). Die Erfindung betrifft ferner mehrere weitere nachfolgend genannte eigenständige Erfindungsaspekte.
Die Aquakulturanlage (1) kann z.B. entsprechend der WO 2026/012489 A1 oder der WO 2019/106125 A1 ausgebildet sein. Sie kann zur Aufzucht von aquatischen Lebewesen (2), von Futtertieren (3), insbesondere marinen Würmern, von Pflanzen (4) und ggf. von Algen eingesetzt werden. Dies geschieht bevorzugt in Verbindung mit verschiedenen, ggf. mehrfach vorhandenen, Behältern (6,6',22,22',23,27) und einem bevorzugt gemeinsamen Kreislauf (13) von Kulturwasser (5). Ferner kann eine Wasserversorgung (87) mit mindestens einem zusätzlichen Vorratsbehälter (54) für Kulturwasser (5) eingesetzt werden. Die Aquakulturanlage (1) wird nachfolgend beispielhaft beschrieben und gezeigt.
1 zeigt das Aquakultursystem (90) mit einer Aquakulturanlage (1) und mit weiteren Systemkomponenten. Diese Systemkomponenten sind z.B. ein aus Kohle (80) und Gülle (84) gebildeter Pflanzendünger (86) sowie ggf. eine Aufbereitungseinrichtung (85) für diesen Pflanzendünger. Andere Systemkomponenten können eine Aufbereitungseinrichtung (85) für den Pflanzendünger (86), und/oder eine Kohleversorgung (83) und/oder eine Aufbereitungsanlage (79) für hydrothermale Kohle (81) sein. Eine Systemkomponente kann ferner von einem Speicher (75) für Eier (3") von Futtertieren (3) gebildet werden. Auch eine Verwertung (88) für aquatische Lebewesen (2), Futtertiere (3), Pflanzen (4) und Algen kann eine Systemkomponente bilden. Das Aquakultursystem (90) kann ferner eine Energieversorgung (42) mit einem eigenen Energieerzeuger (77) als Systemkomponente umfassen.
Der Pflanzendünger (86) dient zum Düngen der in der Aquakulturanlage (1) gezüchteten Pflanzen (4). Der Pflanzendünger (86) ist aus Kohle (80) und darin enthaltener Gülle (84) gebildet. Die Gülle (84) kann in der Kohle (80) gebunden sein. Die Kohle (80) und die Gülle (84) können bei der Herstellung in einem Behälter miteinander vermischt werden, wobei sich eine Schichtung mit Flüssig- und Feststoffphasen sowie Zwischenstufen im Behälter ausbilden kann. Die Feststoffphasen können abgezogen und ggf. entwässert werden, wobei der Pflanzendünger (86) in einer für die Aquakulturanlage (1) geeigneten Form, z.B. in Granulatform, gewonnen werden kann. Die Herstellung des Pflanzendüngers (86) aus Kohle (80) und Gülle (84) kann z.B. gemäß der DE 10 2011 120 504 A1 , DE 10 2016 223 352 A1 oder DE 10 2017 005 770 A1 erfolgen. Die Aufbereitungsanlage (85) kann entsprechend ausgebildet sein.
Die Kohle (80) kann z.B. als Braunkohle oder Holzkohle (82) oder als hydrothermale Kohle (81) ausgebildet sein. Für Braunkohle oder Holzkohle (82) kann eine Kohleversorgung (83) im Aquakultursystem (90) enthalten sein. Dies kann z.B. ein Kohllager, eine Kohlegrube oder andere Abbaustätte oder dergleichen sein.
Die hydrothermale Kohle (81) kann aus Klärschlamm (78) oder aus Biomasse (78'), insbesondere pflanzlichen Abfällen, durch eine hydrothermale Carbonisierung hergestellt werden, wobei die Kohlenstoffanteile des Klärschlamms (78) oder der Biomasse (78') bei hohen Temperaturen und unter hohem Druck in einen braunkohleartigen Brennstoff umgewandelt werden. Hierbei können dem Klärschlamm (78) wertvolle Phosphate in einer Flüssigphase entzogen werden, die nachfolgend aufbereitet und als Düngemittel genutzt werden können. In der hydrothermalen Kohle (81) können Phosphor- und Stickstoffverbindungen aus dem Klärschlamm (78) oder der Biomasse (78') enthalten sein und verbleiben. Sie können bei dem Pflanzendünger (86) als Düngebestandteile genutzt werden.
In der Aufbereitungsanlage (79) für die hydrothermale Kohle (81) werden der Klärschlamm (78) oder die Biomasse (78') in einem Wärmetauscher unter hoher Temperatur von z.B. 200° C und hohem Druck von z.B. 20 bar erwärmt und wandeln sich durch Zugabe eines Katalysators in einen Kohleschlamm um. Diese wird anschließend über einen weiteren Wärmetauscher wieder abgekühlt und einer Presse zugeführt, in welcher der Kohleschlamm mechanisch entwässert und soweit verdichtet wird, dass ein braunkohleartiger Brennstoff entsteht. Die hydrothermale Kohle (81) kann z.B. gemäß der DE 10 2012 019 659 A1 , WO 2017/102814 A1 , WO 2019/068717 A1 , DE 10 2008 049 737 A oder EP 2 991 934 B1 hergestellt werden.
In der bevorzugten Ausführungsform wird Braunkohle oder Holzkohle oder hydrothermale Kohle (81) aus Biomasse (78') für die Gewinnung des Pflanzendüngers (86) eingesetzt. Die hydrothermale Kohle (81) kann auch zur thermischen Verbrennung im Energieerzeuger (77) eingesetzt werden. Bei hydrothermale Kohle (81) aus Klärschlamm (78) kann die Verwendung für die Erzeugung von Pflanzendünger (86) vom Gehalt an Schwermetallen etc. im Klärschlamm (78) abhängig gemacht werden.
Mit dem Energieerzeuger (77) kann Energie in unterschiedlichen Formen gewonnen werden, z.B. Wärmeenergie für eine Beheizung und/oder elektrische Energie für den Betrieb von elektrischen Geräten, z.B. einer Klimaeinrichtung (76) zur Klimatisierung des Speichers (75) für die Eier (3").
Der Speicher (75) kann eigenständig vorhanden sein oder kann auch einer Einrichtung (47) für die Nachzucht von Futtertieren (3) zugeordnet sein. Der Speicher (75) weist geeignete Speichermittel zur Aufnahme der Eier (3") in bevorzugt mehreren getrennten Chargen auf. Mit der Klimaeinrichtung (76) kann das Klima im Speicher (75) derart eingestellt werden, dass die Eier (3") längere Zeit aufbewahrt werden können, ohne dass aus den Eiern Jungtiere schlüpfen. Insbesondere kann die Temperatur im Speicher (75) auf einen Wert unterhalb der Schlüpftemperatur gehalten werden. Ansonsten können im Speicher (75) geeignete Umgebungsbedingungen für die Eier (3") geschaffen werden, z.B. hinsichtlich feuchter oder nasser Umgebung, Luftzufuhr und dgl..
Das Aquakultursystem (90) ist in der Ausführungsform von 1 mit der Aquakulturanlage (1) und mit zumindest einigen der weiteren Systemkomponenten in einem Kraftwerk (89) angeordnet. Das Kraftwerk (89) kann z.B. ein aufgelassenes Kohlekraftwerk sein, welches über große abgedeckte Hallen, große Behälter und Fluidverbindungen, eine Heizanlage und dgl. verfügt.
In der oder den Hallen kann mittels der Energieversorgung (42), insbesondere des Energieerzeugers (77), ein für die verschiedenen Züchtungen vorteilhaftes Umgebungsklima geschaffen werden. Dies betrifft Temperatur und ggf. auch Feuchtegehalt der Umgebungsluft. Das Kraftwerk (89) kann eine oder mehrere Heizanlagen für Brennmittel aufweisen, die als Energieversorgung (42) bzw. als Energieerzeuger (77) genutzt werden können. Sie können zur klimaneutralen Verbrennung mit Holzkohle (82) und/oder mit hydrothermaler Kohle (81) befeuert werden.
Die Verwertung (88) kann in das Kraftwerk (89) integriert sein oder kann extern angeordnet sein.
Die aquatischen Lebewesen (2) sind im gezeigten und bevorzugten Ausführungsbeispiel Fische, insbesondere Raubfische, z.B. Seezungen. Dies können Salzwasserfische oder Süßwasserfische sein. Alternativ oder zusätzlich können die aquatischen Lebewesen (2) Weichtiere (Mollusca), z.B. Austern, Miesmuscheln etc. oder Krebstiere (Crustacea), z.B. Garnelen, sein. Die Aquakulturanlage (1) dient zur Aufzucht und Mästung von solchen aquatischen Lebewesen (2). Die zyklische Zuchtdauer für Salzwasserfische (2), z.B. Seezungen, beträgt z.B. zwischen 1-2 Jahren.
Die Aquakulturanlage (1) weist einen Kulturbehälter (6), insbesondere Fischtank, mit Kulturwasser (5) oder Prozesswasser zur Aufnahme der aquatischen Lebewesen (2) auf. Das Kulturwasser (5) kann Salzwasser oder Süßwasser sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird Salzwasser bevorzugt.
Wie 2 bis 4 verdeutlichen, kann die Aquakulturanlage (1) außer dem Kulturbehälter (6) einen Behälter (22) für Futtertiere (3) und einen Behälter (23) für Pflanzen (4) sowie einen Algenreaktor (9) aufweisen. Die Behälter (6,22,23) und ggf. der Algenreaktor (9) können jeweils einzeln oder mehrfach vorhanden sein. Die Aquakulturanlage (1) kann ferner eine Steuerung (44) aufweisen. Die Steuerung (44) kann auch zur Steuerung des Aquakultursystems (1) und von einer oder mehreren der genannten Systemkomponenten eingesetzt werden.
Bei einer Mehrfachanordnung der Behälter (22) zur Aufzucht von Futtertieren (3) empfiehlt sich eine Turm- oder Kaskadenanordnung der Behälter. Die Behälter (23) zur Aufzucht von Pflanzen (4) können ebenfalls eine solche Turm- oder Kaskadenanordnung haben. Die Behälter (22) und die Behälter (23) sind dabei jeweils übereinander angeordnet. Sie können dabei in einem Stapel direkt übereinander und mit gegenseitiger Berührung und Abstützung angeordnet sein. Die nachfolgend erläuterten 10 bis 18 zeigen eine solche Anordnung. Alternativ können die Behälter (22,23) in einem Turm oder Regal direkt übereinander und mit gegenseitigem Abstand angeordnet sein. Eine Kaskadenanordnung schließt auch eine Terrassenanordnung ein, in der die Behälter (22,23) jeweils übereinander und mit seitlichem Abstand angeordnet sind.
Das Kulturwasser (5) durchfließt die verschiedenen Behälter (22,23) in einer Kaskade jeweils nacheinander und durch Schwerkraft Der Energie- und Pumpaufwand kann reduziert werden. Außerdem lassen die Behälter (22,23) sich platz- und kostensparend in einem Regal unterbringen. Dies erleichtert auch die Handhabung bei der Zuchtpflege und der Ernte sowie der Instandhaltung.
Die Behälter (6,22,23) und der Algenreaktor (9) können miteinander hydraulisch über jeweils eine Fluidverbindung (12) in einem Wasserkreislauf (13) für das Kulturwasser oder Prozesswasser (5) verbunden sein. 2 bis 4 zeigen hierzu beispielhaft eine Anordnung der Behälter (6,22,23) und des Algenreaktors (9) sowie hydraulische Schaltpläne. Der Wasserkreislauf (13) des Kulturwassers (5) kann in sich geschlossen sein. Er kann dabei auch einen oder mehrere Unter-Kreisläufe (13a,13',13") aufweisen.
2 und 3 zeigen eine erste Variante der Aquakulturanlage (1). Die Anordnung der Behälter (6,22,23) und des Algenreaktors (9) sowie der Wasserkreislauf (13) für das Kulturwasser (5) können entsprechend der WO 2016/012489 A1 ausgebildet sein. In 4 ist eine zweite, modifizierte Variante der Aquakulturanlage (1) dargestellt.
Beide Varianten zeigen außerdem mehrere weitere Modifikationen der Aquakulturanlage (1). Von den nachfolgend beschriebenen Modifikationen können eine oder mehrere in beliebiger Zahl und Kombination in der Aquakulturanlage (1) vorhanden sein.
Bei der ersten Variante von 2 sind die Modifikationen schematisch dargestellt. Die zweite Variante von 4 zeigt eine mögliche Einbindung der Modifikationen in eine Aquakulturanlage (1).
Eine Modifikation betrifft eine Nachzucht (2') von aquatischen Lebewesen und/oder eine Nachzucht (3') von Futtertieren. Eine andere Modifikation beinhaltet ein Anordnung von mindestens einem zusätzlichen Vorratsbehältern (54,53) für Kulturwasser (5) oder eine Nährstofflösung (5'). Die Aquakulturanlage (1) kann hierfür eine Wasserversorgung (87) mit weiteren Einrichtungen aufweisen.
Eine Modifikation betrifft einen eigenständigen Fütterkreislauf (15') für Futtertiere (3). Eine weitere Modifikation zielt auf einen eigenständigen Nährstoffkreislauf (15") für Pflanzen. Eine autarke Ausbildung der Aquakulturanlage (1) ist ebenfalls eine Modifikation. Eine Modifikation betrifft die Ausbildung der Aquakulturanlage (1) als vorgefertigte und bevorzugt modulare Bau- und Funktionseinheit. Als weitere Modifikation ist eine die Aquakulturanlage (1) umgebende Klimahalle (55) anzusehen. Wieder eine andere Modifikation besteht in einer skalierbaren Produktion von Algen, Futtertieren (3) und Pflanzen. Eine weitere Modifikation betrifft die natürliche Aufzucht von marinen Würmern in der Aquakulturanlage (1) für die Gewinnung von Hämoglobin bzw. Blutplasma.
Der Kulturbehälter (6) kann eine beliebig geeignete Form haben und aus einem geeigneten Material, z.B. Kunststoff oder Metall, Holz oder Beton, bestehen. Der Kulturbehälter (6) kann an der Oberseite offen sein. Am Boden des Kulturbehälters (6) kann sich eine Substratschicht (28), z.B. Sand, eine Mischung aus grobkörnigem Perlit mit Sand, eine andere sandhaltige Mischung oder dgl. befinden. Der Zulauf und Ablauf (33,29) für das Kulturwasser (5) sind an Fluidverbindungen (12), z.B. geschlossene Leitungen in Form von Rohren oder Schläuchen, angeschlossen. Alternativ sind bereichsweise offene Leitungen oder Kanäle möglich.
In 4, 7, 8 und 9 ist beispielhaft eine Ausführungsform des Kulturbehälters (6) dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Alternativ kann der Kulturbehälter (6) als offener Tank mit einem bodenseitigen Ablauf (29), z.B. in Form eines Siphons, und mit einem Zulauf (33) in Form eines eingetauchten Zulaufrohrs mit mehreren, in unterschiedlichen Tankhöhen befindlichen Auslauföffnungen ausgebildet sein. Die WO 2016/012489 A1 zeigt beispielhaft eine solche Ausführung.
Die Futtertiere (3) werden in den Kulturbehälter (6) und in das dortige Kulturwasser (5) gegeben. Sie können dort schweben oder schwimmen und von den aquatischen Lebewesen (2) gefressen werden. Die Substratschicht (28) kann ebenfalls Futtertiere (3) enthalten. Gründelnde Fische (2) können die Substratschicht (28) durchwühlen und die dortigen Futtertiere (3) fressen. Die bevorzugt nahrungstechnisch unmodifizierten, insbesondere naturbelassenen, Futtertiere (3) können lebend verfüttert werden.
Als Futtertiere (3) können z.B. marine Würme verwendet werden. Hierunter fallen insbesondere Borstenwürmer (Polychaeta), Wattwürmer (Arenicola marina), Seeringelwürmer (Nereididae) und andere. Alternativ oder zusätzlich sind andere Arten von Futtertieren (3) möglich.
Auf eine nahrungstechnische Modifikation der Futtertiere (3) durch Zerkleinerung, Aufbereitung oder Weiterverarbeitung, insbesondere Extrudieren, zu Fischfutter bzw. Trockenfutter kann verzichtet werden. Die Ernährung und Ernährungsweise der aquatischen Lebewesen (2) kann dadurch wesentlich verbessert werden. Der bei den besagten marinen Würmern vorhandene Schleimmantel wirkt sich z.B. besonders gesundheitsfördernd aus. Borstenwürmer z.B. bilden in ihrem natürlichen Lebensraum einen wichtigen Bestandteil in der Ernährung vieler kommerzieller nutzbarer Fisch- und Krebstierarten. Als solche tragen sie zu einer besonders guten Verdaulichkeit und Stärkung des Immunsystems bei.
Die Futtertierproduktion kann in einen Wasserkreislauf (13) des Kulturwassers (5) in der Aquakulturanlage (1) integriert werden. Dies kann für die Verträglichkeit von Vorteil sein. Der gegenseitige Austausch von Stoffwechselprodukten (chemische Botenstoffe, Aminosäuren etc.) durch das gemeinsame Kulturwasser wirkt sich positiv auf das Wachstum und die Haltungsbedingungen der aquatischen Lebewesen (2) aus.
Der Behälter (22) mit den Futtertieren (3) kann einerseits einen Futtertierfilter (7), insbesondere einen Wurmfilter, bilden, welcher partikuläre Stoffe aus dem Kulturwasser (5) filtert. Der Futtertierfilter (7) ist mit dem Kulturbehälter (6) in einem Filterkreislauf (14) des Kulturwassers (5) verbunden. Der Behälter (22) mit den Futtertieren (3) weist am Boden (59) ebenfalls eine Substratschicht der vorgenannten Art, insbesondere eine Sandschicht oder eine sandhaltige Schicht, auf.
Die partikulären Stoffe können partikuläre Ausscheidungen der aquatischen Lebewesen (2) im Kulturbehälter (6), Futterreste oder sonstige Feststoffe sein. Sie werden von den Futtertieren (3) aufgenommen und aus dem Kulturwasser (5) entfernt. Die Futtertiere (3) können außerdem ggf. Plankton und Mikroorganismen aus dem Kulturwasser filtern. Ferner ist eine Nahrungsaufnahme der Futtertiere (3) von der Substratschicht (28) mit Hilfe ihrer Kiefer möglich. Insbesondere die marinen Würmer (3) können mit diesen partikulären Stoffen gefüttert werden. Andererseits können in einer Substratschicht (28), insbesondere einer Sandschicht, des Futtertierfilters (7) weitere Reinigungsprozesse des Kulturwassers stattfinden, wie z.B. Stickstoff-Entfernung, Mineralisation, Nitrifikation, Denitrifikation und Annamox.
Der Futtertierfilter (7) und der Kulturbehälter (6) sind ferner in einem Fütterkreislauf (15) verbunden. Die Futtertiere (3) dienen als Lebendfutter zur Ernährung der aquatischen Lebewesen (2) und werden in geeigneter Weise in den Kulturbehälter (6) überführt.
Der Algenreaktor (9) kann ebenfalls in den Fütterkreislauf (15) eingebunden sein. In einer Modifikation können der Algenreaktor (9) und der Behälter (22) mit den Futtertieren (3) in einem eigenständigen Fütterkreislauf (15') verbunden sein.
Der Algenreaktor (9) ist in beiden Varianten bevorzugt als Photobioreaktor für die Mikroalgenzucht ausgebildet. Im Algenreaktor (9) werden Algen, insbesondere Mikroalgen, in einer Algensuspension (40) gezüchtet. Den Algen können Nährstoffe und Licht für die Photosynthese zugeführt werden. Der Algenproduktionszyklus kann z.B. 1 bis 2 Wochen dauern.
Die Algensuspension (40) kann den Futtertieren (3) für deren Ernährung über den in 2 und 3 gezeigten Wasserkreislauf (13) zugeführt werden. Die Algensuspension (40) kann dabei auch in den Kulturbehälter (6) gelangen. Die Futtertiere (3) und die damit gefütterten aquatischen Lebewesen (2) können mittels der Algen auf natürlichem und artgerechtem Weg gesund und ohne Schadstoffe sowie kostengünstig ernährt werden. Bedarfsweise kann den aquatischen Lebewesen (2) und den Futtertieren (3) anderes und zusätzliches Futter zugeführt werden. Bei dem eigenständigen Fütterkreislauf (15') kann ein Zutritt von Algen, insbesondere Algensuspension (40), in den Kulturbehälter (6) vollständig oder zumindest weitestgehend verhindert werden.
Der Behälter (23) für die Aufzucht von Pflanzen (4) kann als Filter (8), insbesondere Pflanzenfilter, für die im Kulturwasser (5) gelösten Ausscheidungen der aquatischen Lebewesen (2) fungieren. Er kann dem Futtertierfilter (7) zugeordnet, insbesondere nachgeschaltet sein. Ein Teil der Behälter (23) kann auch vorrangig der Pflanzenzucht dienen und weniger oder keine Filterfunktion haben.
In 19 bis 22 ist ein Pflanzenfilter (8) in zwei Varianten dargestellt. In dem oder den Behältern (23) ist der besagte Pflanzendünger (86) in geeigneter Form, z.B. als Granulat, enthalten.
Der Pflanzenfilter (8) weist in beiden Varianten einen oder mehrere an der Oberseite offene, wannenartige Behälter (23) mit einem Fluidzulauf (33) und einem Fluidablauf (29) auf. Die Pflanzen (4) sind an das jeweilige Kulturwasser (5) angepasst. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel kommen salztolerante Pflanzen bzw. Halophyten, insbesondere Queller, zum Einsatz.
Die Pflanzen (4) sind in der Variante von 22 in einer Hydroponik (35) oder Hydrokultur im Behälter (23) gehalten. Die Pflanzen (4) wurzeln in einem anorganischen Substrat, welches in wasserdurchlässigen Pflanztöpfen gehalten ist. Die Pflanzenwurzeln können dadurch vom Kulturwasser (5) umströmt werden. Sie können die im Kulturwasser (5) enthaltenen gelösten Ausscheidungen als Nährstoffe aufnehmen und das Wasser reinigen. Der Pflanzendünger (86) kann zwischen dem Substrat eingelagert sein oder kann auch das Substrat bilden.
Die Pflanzen (4) können Nutz- und Speisepflanzen sein, z.B. Queller. Sie werden von den im Kulturwasser (5) gelösten Ausscheidungen und zusätzlich vom Pflanzendünger (86) ernährt und können zu gegebener Zeit geerntet werden. Bei Süßwasserbetrieb werden andere geeignete Pflanzen (4), z.B. Gemüse- oder Salatpflanzen, verwendet.
Der Fluidablauf (29) der Pflanzenbehälter (23) kann in ähnlicher Weise wie beim Kulturbehälter (6) und beim Futtertierbehälter (22) ausgebildet sein. Die Ausbildung wird nachfolgend erläutert.
Der Pflanzenfilter (8) bzw. der oder die Behälter (23) können eine Flutungseinrichtung (36) aufweisen, mit der der Wasserstand relativ zu den Pflanzen (4) verändert werden kann. Hierdurch kann für salztolerante Pflanzen abwechselnd Ebbe und Flut simuliert werden, wobei die Pflanzen (4) nicht oder nur nur im Wurzelbereich und zeitweise vollständig von Kulturwasser (5) umspült werden.
Der oder die Behälter (22) zur Aufzucht von Futtertieren (3) bzw. der Futtertierfilter (7) können ebenfalls eine solche Flutungseinrichtung (36) aufweisen. Hierdurch kann eine meeresähnliche Umgebung mit Ebbe und Flut für die Futtertiere (3), insbesondere die marinen Würmer, simuliert werden. Hierdurch kann die Aufnahme der Ausscheidungen und der Algen durch die Futtertiere (3) aus der Flüssigkeit erleichtert und optimiert werden. Die Ausscheidungen und Algen können sich auch an der Substratschicht (28) absetzen und hier von den Futtertieren (3) gefressen werden. Generell kann eine z.B. durch die Ebbe-Simulation oder auf andere Weise verlängerte Verweildauer des Kulturwassers (5) im Futtertierfilter (7) und/oder Pflanzenfilter zur Optimierung der Filterfunktion beitragen.
Die Flutungseinrichtung (36) kann auf unterschiedliche Weise den relativen Wasserstand ändern. In der gezeigten Ausführungsform sind z.B. die Pflanztöpfe der Hydroponik (35) untereinander durch einen Träger verbunden und können in ihrer Höhenlage innerhalb des Behälters (23) mit einem steuerbaren Stellantrieb verändert werden. In einer anderen Ausführungsform kann der Wasserstand (41) erhöht und gesenkt werden. In einer dritten Variante ist eine beiderseitige Verstellung möglich.
Eine Erhöhung und Senkung des Wasserstands (41) in den verschiedenen gestapelten Behältern (22,23) bzw. in der Turm- oder Kaskadenanordnung ist in folgender Weise möglich. Durch den Fluidzulauf (33) wird kontinuierlich Kulturwasser (5) in den Behälter (22,23) gepumpt, bis der Wasserspiegel (41) den Überlaufpunkt des Siphons (31) erreicht. Wird dieser Punkt überschritten, bildet sich im Ablaufrohr (30) durch den Unterdruck ein Saughebereffekt aus. Dieser bewirkt, dass das Kulturwasser (6) aus dem Behälter (22,23) schneller entleert wird, als es neu befüllt werden kann. Sobald der Wasserspiegel (41) bis zu einem kritischen Punkt abgesunken ist, zieht der Siphon (31) Luft und der Saughebereffekt bricht zusammen. Danach beginnt das Prinzip von neuem.
Die bodenseitigen Substratschichten (28) bzw. Hydrokulturschichten weisen ein Gefälle von z.B. 8% auf. An ihrem niedrigsten Punkt befindet der Siphon (31) am Ende des in den Behälter (22,23) ragenden Ablaufrohrs (30). Dies ermöglicht die weitgehend restlose Entleerung des Kulturwassers (5) aus dem Behälter (22,23) und die kurzzeitige Trockenlegung des Bodensubstrates. Dieser Vorgang ist für die Sauerstoffanreicherung des Substrates und die optimale Funktion des Futtertierfilters (7) oder Pflanzenfilters (8) bedeutsam.
Die bodenseitige Substratschicht (28) kann auch abgelegte Eier (3") der Futtertiere (3) aufnehmen. Alle oder ein Teil der Eier (3") kann kurz nach der Eiablage und vor dem Schlüpfen der Jungtiere aus dem oder den Behältern (23) entnommen und in den Speicher (75) zur Zwischenlagerung gebracht werden. Ein Teil der Eier (3") kann in einer Variante in dem oder den Behältern (23) zum Schlüpfen von Jungtieren verbleiben.
2 und 3 verdeutlichen einen hydraulischen Schaltplan der ersten Variante der Aquakulturanlage (1) für die Verbindung von Kulturbehälter (6), Futterfilter (7), Filter (8) und Algenreaktor (9). Das Kulturwasser (5) wird in der Aquakulturanlage (1) in einem geschlossenen Wasserkreislauf (13) geführt. Bedarfsweise kann dabei an einer Wasserzufuhr (10) Frischwasser zugeführt werden. An einer Wasserabfuhr (11) kann verbrauchtes Kulturwasser (5) aus dem Kreislauf (13) entnommen werden. Ferner kann im Wasserkreislauf (13) eine Wasseraufbereitung (20) angeordnet sein.
Für die Umwälzung des Kulturwassers (5) im Wasserkreislauf (13) sind ein oder mehrere Pumpensümpfe (16,18) mit ein oder mehreren zugeordneten Pumpen (17,19) vorgesehen. Die Pumpensümpfe können als Sammelbehälter für das Kulturwasser (5) ausgebildet sein. An einen Pumpensumpf (16, 18) können mehrere Fluidverbindungen (12) und mehrere Abnehmer bzw. Komponenten (6,7,8,9) der Aquakulturanlage (1) angeschlossen sein. Die Fluidverbindungen (12) zwischen den verschiedenen Komponenten der Aquakulturanlage (1) werden durch die besagten, vorzugsweise geschlossenen Leitungen, gebildet.
Gemäß 2 und 3 ist der Kulturbehälter (6) ablaufseitig über eine Fluidverbindung (12) mit einem ersten Pumpensumpf (16) eingangseitig verbunden. Ausgangseitig weist der Pumpensumpf (16) mehrere Fluidverbindungen (12) auf. Er ist einerseits über eine Rückführleitung (24) mit dem Fluidzulauf (33) des Kulturbehälters (6) verbunden. In der Rückführleitung (24) kann die erwähnte Wasseraufbereitung (20) angeordnet sein. Ferner ist der Pumpensumpf (16) über eine Fluidverbindung (12) mit dem Futtertierfilter (7) zulaufseitig verbunden.
Ablaufseitig ist der Futtertierfilter (7) mit einem zweiten Pumpensumpf (18) verbunden. Aus diesem Pumpensumpf (18) wird der Filter (8), insbesondere Pflanzenfilter, gespeist. Das Kulturwasser (5) kann aus dem Filter (8) über eine Rückführleitung (26) in den zweiten Pumpensumpf (18) zurückfließen. Dies kann z.B. durch Schwerkraft geschehen. Ferner kann das Kulturwasser (5) aus dem zweiten Pumpensumpf (18) über eine Rückführleitung (25) am Futtertierfilter (7) vorbei zum ersten Pumpensumpf (16) gefördert werden.
Der Algenreaktor (9) ist ebenfalls über eine Fluidverbindung (12) an den zweiten Pumpensumpf (18) zulaufseitig angeschlossen. In dieser Fluidverbindung (12) kann sich der vorerwähnte Zu- und Ablauf (10,11) befinden. Ablaufseitig ist der Algenreaktor (9) mit dem Futtertierfilter (7) verbunden.
Ein Teil der Fluidverbindungen (12) kann von aktiven Förderleitungen gebildet werden, in denen Pumpendruck ansteht. Andere Fluidverbindungen (12), insbesondere die Rückleitungen (24,25,26) können passive Förderleitungen sein, in denen das Kulturwasser (5) durch Schwerkraft fließt.
3 zeigt das hydraulische Schaltschema von 2 und zusätzlich die räumliche Zuordnung der Komponenten der Aquakulturanlage (1). Hierbei sind auch eine oder mehrere diskontinuierliche Fluidverbindungen (21) ersichtlich, durch die der Wasserstrom zeitweise abgesperrt werden kann. Eine solche diskontinuierliche Fluidverbindung (21) ist z.B. an den zulauf- und ablaufseitigen Fluidverbindungen (12) des Algenreaktors (9) angeordnet.
Wie 3 verdeutlicht, kann der Kulturwassertransport durch den Futtertierfilter (7) und/oder durch den Filter (8), insbesondere Pflanzenfilter, durch Schwerkraft und in einer kaskadenförmigen Filteranordnung erfolgen. Die Pumpe (17) fördert das Kulturwasser (5) aus dem ersten Pumpensumpf (16) über eine Fluidverbindung zum Futtertierfilter (7), insbesondere zu dessen oberen Fluidzulauf (33). Von dieser Fluidverbindung (12) zweigt die Rückführleitung (24) zum Kulturbehälter (6) und dessen Fluidzulauf (33) ab. Vom Kulturbehälter (6) kann das Kulturwasser über den Fluidablauf (29) durch Schwerkraft zum tiefer liegenden ersten Pumpensumpf (16) fließen.
Der zweite Pumpensumpf (18) ist oberhalb des ersten Pumpensumpfes (16) und unterhalb des Futtertierfilters (7) angeordnet, wobei seine Pumpe (19) das Kulturwasser (5) zum Filter (8), insbesondere Pflanzenfilter, und bevorzugt zu dessen oberen Fluidzulauf (33) fördert. Über die Rückführleitung (26) fließt das Kulturwasser (5) ablaufseitig aus dem Filter (8) durch Schwerkraft wieder zum zweiten Pumpensumpf (18).
Die Pumpe (19) kann andererseits über eine entsprechende Ventilanordnung und diskontinuierliche Fluidverbindung (21) Kulturwasser (5) zulaufseitig in den Algenreaktor (9) pumpen. Von hier kann die Algensuspension (40) durch Schwerkraft direkt zum Futtertierfilter (7) oder in dessen Fluidverbindung (12) vom ersten Pumpensumpf (16) fließen.
Die Wasserströme innerhalb der Aquakulturanlage (1) können unterschiedlich groß sein, wobei die Verteilung über den oder die Pumpensümpfe (16,18) in Verbindung mit entsprechenden Steuermitteln, insbesondere Ventilen, erfolgt. Zwischen dem Kulturbehälter (6) und dem ersten Pumpensumpf (16) werden z.B. 1.000 l/h über die Rückleitung (24) umgepumpt. Dem Behälter (22) bzw. Futtertierfilter (7) wird wegen der Retentionszeit ein demgegenüber verringerter Volumenstrom von z.B. 300 l/h zugeführt und nach Durchlaufen in den zweiten Pumpensumpf (18) geleitet. Der hiervon dem Pflanzenfilter (8) zugeführte Volumenstrom kann noch stärker verringert sein. Er kann z.B. 100 l/h betragen. Die restlichen 200 l/h können über die Rückleitung (25) wieder dem ersten Pumpensumpf (16) zugeführt werden.
Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform der Aquakulturanlage (1) ist ein zusätzlicher Vorratsbehälter (54) für das Kulturwasser (5) im Kreislauf (13) für das Kulturwasser angeordnet. Er ist zusätzlich zu den auch bei dieser Ausführungsform vorhandenen Pumpensümpfen (16,18) angeordnet. Der Vorratsbehälter (54) kann ein Volumen haben, welches die im Kreislauf (13) stündlich umgewälzten Wassermengen deutlich, insbesondere um ein Mehrfaches, übersteigt. Der zusätzliche Vorratsbehälter (54) kann mehrfach vorhanden sein.
Der Behälter (23) zur Aufzucht von Pflanzen (4) ist eigenständig mit einer eigenen Fluidverbindung (12) an den Vorratsbehälter (54) angeschlossen. Hierdurch kann ein Unter-Kreislauf (13a) für die Filterung des Kulturwassers (5) und zum Abtrennen der besagten gelösten Ausscheidungen gebildet werden. Die Fluidverbindung (12) kann über eine eigene Pumpenanordnung, insbesondere auch einen eigenen Pumpensumpf, verfügen. Dies ist in der Zeichnung der Übersicht halber nicht dargestellt.
Die Fluidverbindung (12) bzw. der Unter-Kreislauf (13a) kann mit den ggf. mehrfach angeordneten Behältern (23) in geeigneter Weise verbunden sein. In 4 ist eine Ausführung dargestellt, bei der die Behälter (23) nebeneinander und ggf. auf gleicher Höhe angeordnet sind. Sie sind parallel an die Fluidverbindung (12) bzw. den Unter-Kreislauf (13a) angeschlossen. Alternativ ist die vorerwähnte Turm- oder Kaskadenanordnung von Behältern (23) möglich. Hierbei sind die Behälter (23) in der Kaskade untereinander angeordnet und z.B. für einen Wasserdurchfluss per Schwerkraft in Reihe geschaltet.
Der einzeln oder mehrfach vorhandene Behälter (22) zur Aufzucht von Futtertieren (3) kann ebenfalls über einen Unter-Kreislauf (13c) mit dem oder den zusätzlichen Vorratsbehälter(n) (54) verbunden sein.
In der gezeigten Ausführung von 4 ist der einzeln oder mehrfach vorhandene Behälter (22) zur Aufzucht von Futtertieren (3) auslassseitig über eine Fluidverbindung (12), insbesondere über den einen Pumpensumpf (18), mit einem Fluidzulauf (33) des zusätzlichen Vorratsbehälters (54) verbunden. Dieser Fluidzulauf (33) ist getrennt von dem Anschluss der ein oder mehreren Behälter (23) zur Aufzucht von Pflanzen (4) am zusätzlichen Vorratsbehälter (54) angeordnet. Aus dem oder den Behältern (22) bzw. aus dem Futtertierfilter (7) kann dadurch das durch Abscheiden von partikulären Ausscheidungen der aquatischen Lebewesen (2) gefilterte Kulturwasser (5) eigenständig und unabhängig vom Anschluss des Pflanzenfilters (8) in den Vorratsbehälter (54) eingespeist werden.
Eingangsseitig sind der Futtertierfilter (7) bzw. die ein oder mehreren Behälter (22) zur Aufzucht von Futtertieren (3) an den anderen und ersten Pumpensumpf (16) angeschlossen.
Ein Fluidablauf (29) des zusätzlichen Vorratsbehälters (54) ist über eine Fluidverbindung (12) mit einem Fluidablauf (29) des Kulturbehälters (6) verbunden. Hierdurch wird ein weiterer Unter-Kreislauf (13b) für das Kulturwasser (5) gebildet. Das im Vorratsbehälter (54) gesammelte und zumindest teilweise von den partikulären und gelösten Ausscheidungen befreite Kulturwasser (5) kann direkt in den Kreislauf (13) bzw. die Rückführleitung (24) eingespeist werden. Dies kann durch Gefälle oder Eigendruck oder durch eine Pumpenanordnung, ggf. mit einem Pumpensumpf, erfolgen. Alternativ kann der Fluidablauf (29) des Kulturbehälters (6) mit einem nachgeschalteten gemeinsamen Pumpensumpf (16) verbunden sein.
Bei der gezeigten Anordnung sind der Futtertierfilter (7) und der Pflanzenfilter (8) getrennt voneinander und eigenständig an den zusätzlichen Vorratsbehälter (54) angeschlossen. Hierdurch werden auch eigenständige Filterkreisläufe (14a,14b) gebildet. Die in den betreffenden Unter-Kreisläufen (13a,13b,13c) oder Filterkreisläufen (14a,14b) umgewälzten Fördermengen oder Volumina des Kulturwassers (5) können unterschiedlich groß sein. Die besagten Filterprozesse oder Filterstufen können gleichzeitig oder zeitversetzt ablaufen. Sie können kontinuierlich oder intermittierend durchgeführt werden. Durch den zusätzlichen Vorratsbehälter (54) wird der gesamte Filterprozess optimiert. Dem Kreislauf (13) für das Kulturwasser (5) kann vom Vorratsbehälter (54) permanent gefiltertes und gereinigtes Kulturwasser (5) zugeführt werden.
Auslassseitig sind der Futtertierfilter (7) bzw. die ein oder mehreren Behälter (22) zur Aufzucht von Futtertieren (3) an den Pumpensumpf (18) und dessen Pumpenanordnung (19) angeschlossen. Von hier wird zumindest ein Teil des zugeführten und hinsichtlich der partikulären Ausscheidungen gefilterten Kulturwassers (5) in den zusätzlichen Vorratsbehälter (54) gepumpt.
Die Pumpensümpfe (16,18) bzw. ihre Sammelbehälter sind benachbart angeordnet. Sie können untereinander eine Fluidverbindung haben. Insbesondere kann ein Teil des vorgefilterten Kulturwassers (5) aus dem Pumpensumpf (18) in den Pumpensumpf (16) durch die Fluidverbindung direkt eintreten. Die Pumpensümpfe (16,18) können in einem gemeinsamen Mischtank mit Zwischenwandung zur Trennung der Sammelbehälter untergebracht sein.
Aus dem gemeinsamen Pumpensumpf (16) wird das Kulturwasser (5) zum Kulturbehälter (6) und zum Futtertierfilter (7) gepumpt. Die Fördermengen können gleich oder unterschiedlich groß sein. In einem Ausführungsbeispiel werden zwei Drittel der gesamten Fördermenge zum Kulturbehälter (6) und das restliche Drittel zum Futtertierfilter (7) gefördert.
Der zusätzliche Vorratsbehälter (54) stellt eine erste Modifikation dar. Er kann auch bei der ersten Variante der Aquakulturanlage (1) gemäß 2 und 3 angeordnet sein. Er kann dort an geeigneter Stelle angeordnet sein, z.B. zwischen den Pumpensümpfen (16,18).
Die Aquakulturanlage (1) kann gemäß eines weiteren zusätzlichen Erfindungsaspekts einen zusätzlichen Vorratsbehälter (53) für eine Nährstofflösung (5') aufweisen. Die Nährstofflösung (5') kann auf Salzwasser oder auf Süßwasser basieren. Der zusätzliche Vorratsbehälter (53) kann dem vorgenannten zusätzlichen Vorratsbehälter (54) für das Kulturwasser (5) vorgeschaltet sein und kann diesem bedarfsweise eine frische Nährstofflösung (5') gesteuert zuführen. Die Nährstofflösung (5') wird aus frischem Wasser und vorzugsweise nur aus anorganischen Nährstoffen, insbesondere Nährsalzen, Elektrolyten und anorganischem Dünger sowie Mineralien und Spurenelementen gebildet.
Der Vorratsbehälter (53) für die Nährstofflösung (5') kann eingangsseitig mit einem weiteren Vorratsbehälter (52) für Süßwasser oder ggf. direkt mit einem Anschluss (50) für die Zufuhr von frischem Wasser, insbesondere Brunnenwasser oder Leitungswasser, verbunden sein. Dem Anschluss (50) kann eine Filtereinrichtung (51) zugeordnet sein, in der das frische Wasser einer intensiven Filterung unterworfen wird. Dies kann z.B. eine Umkehr-Osmose oder eine Ultra-Filtration sein. In dem ggf. vorhandenen Vorratsbehälter (52) kann das gefilterte Süßwasser, insbesondere Osmosewasser, gespeichert werden.
Wenn eine salzhaltige Nährstofflösung (5') bzw. salzhaltiges Kulturwasser (5) benötigt wird, kann dem Süßwasser bzw. Osmosewasser oder auch der bereits gebildeten Nährstofflösung (5') Salz in geeigneter Dosierung gesteuert zugesetzt werden. Hierfür können geeignete Mischeinrichtungen und Mischbehälter (nicht dargestellt) vorhanden sein.
Der Vorratsbehälter (53) für die Nährlösung (5') kann auch bei der ersten Variante der Kultureinrichtung (1) von 2 und 3 vorhanden sein. Er kann dort ebenfalls zwischen den Pumpensümpfen (16,18) angeordnet sein.
Der zusätzliche Vorratsbehälter (53) für die ggf. salzhaltige Nährstofflösung (5') kann mit dem Pflanzenfilter (8) bzw. den ein oder mehreren Behältern (23) zur Aufzucht von Pflanzen (4) über einen eigenen schaltbaren Wasserkreislauf (13") verbunden sein. Dieser Wasserkreislauf (13") für die Nährlösung (5') kann vom Wasserkreislauf (13) für das Kulturwasser (5) getrennt sein.
Die Vorratsbehälter (52,53,54) bzw. Tanks T1, T2, T3 und ggf. der Wasseranschluss (50) sowie die Filtereinrichtung (5) können Bestandteil einer Wasserversorgung (87) sein.
Dies kann ggf. weniger Teile, insbesondere nur den oder die Vorratsbehälter (53,54) aufweisen.
Gemäß eines Erfindungsaspekts kann die Aquakulturanlage (1) einen eigenständigen Nährstoffkreislauf (15") aufweisen. Die Pflanzen (4) des Pflanzenfilters (8) können dadurch unabhängig von dem Filterkreislauf (14) ernährt werden. Der Nährstoffkreislauf (15") kann mittels des schaltbaren Wasserkreislaufs (13") gebildet werden. Im Nährstoffkreislauf (15") kann ein eigener Pumpensumpf (70) bzw. eine eigene Pumpenanordnung vorhanden sein. Die im Nährstoffkreislauf (15") umgewälzten Fördermengen der Nährstofflösung (5') können wesentlich größer als die umgewälzten Fördermengen des Kulturwassers (5) im Unter-Kreislauf (13a) bzw. Filterkreislauf (14a) mit Anschluss des Pflanzenfilters (8) an den Vorratsbehälter (54) für das Kulturwasser (5) sein. In den Behältern (23) zur Aufzucht von Pflanzen (4) kann der Nährstoffgehalt reduziert und auf ein für das Kulturwasser (5) erträgliches Maß gesenkt werden.
Nach einem weiteren Erfindungsaspekt kann die Aquakulturanlage (1) einen eigenständigen Fütterkreislauf (15') für die Futtertiere (3), insbesondere die marinen Würmer, aufweisen. Die Futtertiere (3) werden dabei mit Algen, insbesondere einer Algensuspension (40), aus dem Algenreaktor (9) gefüttert. Der Algenreaktor (9) und der oder die Behälter (22) zur Aufzucht von Futtertieren (3) sind über einen eigenen schaltbaren Wasserkreislauf (13') für die Algensuspension (40) miteinander verbunden.
Der Algenreaktor (9) weist einen steuerbaren Fluidablauf (29) auf, der mit einem eigenen Pumpensumpf (69) sowie einer Pumpenanordnung verbunden ist. Außerdem kann eine steuerbare bzw. schaltbare Entnahmestelle (71) für den Abzug der Algensuspension (40) und für deren anderweitige Verwendung vorhanden sein. Durch den Pumpensumpf (69) und die Pumpenanordnung wird die Algensuspension (40) im schaltbaren Wasserkreislauf (13') umgewälzt. Der Wasserkreislauf (13') für die Algensuspension (40) kann vom Wasserkreislauf (13) für das Kulturwasser (5) bzw. vom Filterkreislauf (14) getrennt werden.
Die Ernährung der Futtertiere (3) kann in Pausenzeiten durchgeführt werden, in denen der Filterprozess im Futtertierfilter (7) gestoppt ist oder verlagert ist. Der Ernährungsprozess kann gesteuert werden, z.B. über eine Trübemessung der im Wasserkreislauf (13') umgewälzten Algensuspension (40). Mit fortschreitender Nahrungsaufnahme der Futtertiere (3) aus der Algensuspension (40) klärt sich diese. Nach Beendigung des Ernährungsprozesses der Futtertiere (3) mit Algen kann der Filterprozess des Futtertierfilters (7) wieder gestartet werden.
In der Aquakulturanlage (1) können die vorgenannten Behälter (6,22,23,52,53,54) jeweils in einer Einzelanordnung oder einer Mehrfachanordnung vorhanden sein.
Beim Futtertierfilter (7) können mehrere Behälter (23) zur Aufzucht von Futtertieren (3) in zwei oder mehr Gruppen angeordnet sein. Die Gruppen können jeweils ein oder mehrere Behälter (22) aufweisen. Diese können vorzugsweise in der besagten Turm- oder Kaskadenanordnung angeordnet sein.
Die Gruppen der Behälter (22) sind jeweils eigenständig an den Kreislauf (13) für das Kulturwasser (5) und den Kreislauf (13') für die Algensuspension (50) angeschlossen. Hierdurch können die Gruppen eigenständig und insbesondere abwechselnd mit den Kreisläufen (13,13') verbunden bzw. über schaltbare Ventile oder dgl. mit Kulturwasser (5) oder der Algensuspension (40) beaufschlagt werden.
Der Algenreaktor (9) kann zulaufseitig mit einer Nährstofflösung (5') versorgt werden. Er kann insbesondere an dem zusätzlichen Vorratsbehälter (53) angeschlossen sein. Hierbei kann eine Förderung der Nährstofflösung (5') durch einen Pumpensumpf und eine Pumpenanordnung oder durch Gefälle erreicht werden. Die Förderung kann wie in den anderen Fällen schaltbar sein. Zudem kann dabei eine Behandlung der Nährstofflösung (5') stattfinden, z.B. durch einen UV-Filter.
Im Wasserkreislauf (13) für das Kulturwasser (5) kann die vorgenannte Wasseraufbereitung (20) angeordnet sein. Diese kann z.B. dem Kulturbehälter (6) zugeordnet bzw. vorgeschaltet sein. Die Wasseraufbereitung (20) kann z.B. einen UV-Filter und/oder eine Sauerstoffanreicherung und/oder eine Entgasung und/oder einen Abschäumer aufweisen. Die in 2 und 3 angedeutete Anordnung kann auch bei der Aquakulturanlage (1) von 4 vorhanden sein. Sie ist dort nicht dargestellt.
Im Wasserkreislauf (13) für das Kulturwasser (5) und/oder der Nährstofflösung (5') kann ferner mindestens eine Messeinrichtung (43) angeordnet sein. Dies kann eine Einzel- oder Mehrfachanordnung sein. Eine Messeinrichtung (43) ist z.B. an den Pumpensümpfen (16,18) bzw. dem dortigen Mischbehälter angeordnet. Die Messeinrichtung (43) kann eine Trübung und/oder einen PH-Wert und/oder Inhaltsstoffe im Wasser erfassen. Derartige Inhaltsstoffe können z.B. Sauerstoff, Kohlendioxid, Kochsalz, Stickstoffoxide, Ammoniak, Phosphat, Metalle oder dergleichen sein. Eine Messeinrichtung (43) kann auch an einem Kulturbehälter (6) oder an einem Vorratsbehälter (53, 54) für das Kulturwasser (5) oder die Nährlösung (5') angeordnet sein. Die eine oder mehreren Messeinrichtung(en) (43) sind mit der Steuerung (44) verbunden. Anhand der Messergebnisse kann die Aquakulturanlage (1) gesteuert und ggf. geregelt werden.
Die Messeinrichtung (43) kann in beiden Varianten der Aquakulturanlage (1) vorhanden sein.
Der Algenreaktor (9) kann in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein. Dies kann z.B. eine Ausbildung gemäß der WO 2016/012489 A1 sein. Alternativ kann der Algenreaktor (9) auch einen geschlossenen Behälter aufweisen.
4 bis 5 zeigen eine andere Ausführungsform. Sie ist z.B. als sogenannter offener Pond ausgebildet. Der Algenreaktor (9) weist einen mit Wasser, insbesondere mit einer Nährstofflösung (5'), gefüllten und belüfteten sowie nach oben offenen Reaktorbehälter (27) auf. Der Reaktorbehälter (27) hat in der Draufsicht eine ringartige Form und ist mit einer Algensuspension (40) gefüllt. Die Algensuspension (40) beinhaltet vorzugsweise Mikroalgen. Der Algenreaktor (9) weist ferner eine Umwälzeinrichtung (37) zur Umwälzung der Algensuspension (40) im ringförmigen Reaktorbehälter (27) unter Bildung einer ruhigen Kreislaufströmung in Strömungsrichtung (38) auf. Die Umwälzeinrichtung (37) ist z.B. als Schaufelrad mit einem steuerbaren elektrischen Antriebsmotor ausgebildet. Die Umwälzeinrichtung (37) kann sich an einer Engstelle des Reaktorbehälters (27) befinden. Der Reaktorbehälter (37) kann außerdem eine oder mehrere Leiteinrichtungen (39) für die im Kreislauf umgewälzte Strömung der Algensuspension (40) aufweisen. Der Algenreaktor (9) kann einzeln oder mehrfach in der Aquakulturanlage (1) vorhanden sein.
7 bis 9 zeigen eine eingangs erwähnte Ausführungsform des Kulturbehälters (6). Dieser kann z.B. wannenförmig ausgebildet sein und eine längliche, insbesondere quaderartige Form haben. Der Kulturbehälter (6) weist am einen Stirnende einen Fluidzulauf (33) und am gegenüberliegenden anderen Ende einen Fluidablauf (29) auf. Der Fluidablauf (29) kann einen oberen Fluidabzug (64) für Oberflächenwasser und einen unteren Fluidabzug (65) für Bodenwasser aufweisen. Fette, Öle und andere eher ungünstige Bestandteile im Kulturwasser (5) sammeln sich an der Wasseroberfläche bzw. am Wasserspiegel (41) und können über den oberen Fluidabzug (64) getrennt vom Bodenwasser abgezogen werden. Im Bereich des Bodenwassers kann eine beruhigte Strömung vom Zulauf (33) zum Ablauf (29) bestehen.
An der Ablaufseite und ggf. an der Zulaufseite kann ein wannenartiger Überlauf (63) für das Oberflächenwasser vorhanden sein. Der Überlauf (63) kann einstellbar sein. Er kann z.B. eine höhenverstellbare Überlaufwand aufweisen. Der obere Fluidabzug (64) mündet am Überlauf (63) .
An der Zulaufseite kann ebenfalls ein oberer Fluidabzug (64) vorhanden sein, der am Überlauf (63) mündet. An der Zulaufseite kann der Fluidabzug (64) alternativ ein oberer Fluidzulauf sein. Dieser kann den näher am Boden angeordneten Zulauf (33) ergänzen.
Die Fluidabzüge (64,65) können jeweils mehrfach angeordnet sein. Sie können außerdem einstellbar sein. Der untere Fluidablauf (65) kann in beliebiger Weise ausgebildet und ggf. geschaltet oder gesteuert sein.
Am unteren Fluidablauf (65) ist z.B. eine vorgesetzte Blende (66) an der Stirnwand des Kulturbehälters (6) angeordnet, die einen Abstand vom Boden des Kulturbehälters (6) hat. Hinter der wandförmigen Blende (66) wird ein Hohlraum (67) gebildet. Dieser befindet sich zwischen der Behälterstirnwand und der Blendenrückseite. Der aufrechte Hohlraum (67) ist im oberen Bereich mit dem unteren Fluidabzug (65) verbunden. Der z.B. in die Behälterstirnwand eingelassene Hohlraum (67) kann eine nach oben sich verjüngende Verengung (68) aufweisen. Er kann z.B. die in 8 gezeigte aufrechte Dreiecksform aufweisen. Am oberen Verengungsbereich befindet sich der Fluidabzug (65). Die Verengung (68) kann durch die Seitenwände der nutenartigen und den Hohlraum (67) bildenden Vertiefung in der Behälterstirnwand gebildet werden. Durch diese Anordnung kann im Bereich des unteren Fluidabzugs (65) ein Unterdruck erzeugt werden. Das im unteren Behälterbereich befindliche Bodenwasser kann dadurch kontinuierlich und gleichmäßig aus dem Kulturbehälter (6) abgezogen werden.
Im Kulturbehälter (6) kann gemäß 9 eine Messeinrichtung (43) angeordnet sein. Mit dieser kann z.B. Die Trübung des Kulturwassers (5) erfasst werden. In Abhängigkeit von der Trübung können die Umwälzung des Kulturwassers (5) sowie die Filterprozesse gesteuert oder geregelt werden. Ferner kann am Behälterboden ein Auslass (61) zur Entleerung des Kulturbehälters (6) angeordnet sein. Am Boden des Kulturbehälters (6) befindet sich das eingangs erwähnte Substrat (28) mit den Futtertieren (3). Im Kulturwasser (5) sind außerdem die vorerwähnten anorganischen Nährstoffe enthalten.
10 bis 18 zeigen eine konstruktive Ausbildung und Anordnung von Behältern (22) für die Aufzucht von Futtertieren (3). In entsprechender Weise können auch Behälter (23) für die Aufzucht von Pflanzen (4) ausgebildet sein. Die gezeigte Ausbildung und Anordnung der Behälter (22,23) hat ebenfalls eigenständige erfinderische Bedeutung. Sie kann auch bei anderen bekannten Aquakulturanlagen (1), insbesondere gemäß der WO 2016/012489 A1 , eingesetzt werden.
Die Behälter (22,23) können übereinander in einer Turm- oder Kaskadenanordnung angeordnet sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind mehrere einzelne Behälter (22,23) in einem Stapel direkt aufeinander mit gegenseitiger Berührung und Abstützung angeordnet. In einer Kaskadenanordnung können mehrere Behälter (22,23) übereinander und mit seitlichem Versatz angeordnet sein, z.B. in der Art einer gestuften Terrassenanordnung. Alternativ können mehrere Behälter (22,23) übereinander mit gegenseitiger Distanz z.B. turmartig in einem Regal oder Rack angeordnet sein.
In der gezeigten Ausführungsform haben die einzelnen Behälter (22,23) eine geeignete Querschnittsform, die z.B. kreisrund, oval oder prismatisch sein kann. Die gezeigte kreisrunde Ausbildung hat konstruktive und funktionale Vorteile hinsichtlich der Stabilität, Stapelbarkeit und der Futtertierhaltung (3). Die einzelnen Behälter (22) weisen jeweils eine umlaufende aufrechte Seitenwand (56) auf, innerhalb der ein Boden (59) in erhabener Position und bevorzugt mit Abstand von der Behälterunterseite liegend angeordnet ist. Der Boden (59) wird mit einer Stützeinrichtung (62) über die Seitenwand (56) abgestützt. Die Stützeinrichtung (62) kann z.B. von unterhalb des Bodens (59) angeordneten Querträgern gebildet sein, die beidendig an der Seitenwand (56) befestigt sind und ggf. durch diese nach außen ragen können.
Der Boden (59) hat ein Gefälle (60). An der tiefsten Stelle des Bodens (59) ist am Behälter (22,23) ein verschließbarer Auslass (61) angeordnet. Dieser kann sich in der Seitenwand (56) befinden und kann von außen bedient werden. Auf dem Boden (59) ist die erwähnte Substratschicht (28), insbesondere in Form einer Sandschicht, mit darin enthaltenen Futtertieren (3) der genannten Art angeordnet. Durch das Gefälle und den Auslass (61) können die Substratschicht (28) und die Futtertiere (3) abgelassen und entnommen werden.
Die Seitenwand (56) der oberen Behälter (22,23) im Stapel hat eine geringere Höhe als die Seitenwand (56) des unteren Behälters (22,23). Die Seitenwand (56) der oberen Behälter (22,23) weist Fußteile (57) auf, die in Umfangsrichtung mit Abstand und unter Bildung von Öffnungen (58) in der Seitenwand (56) verteilt angeordnet sind. Die Fußteile (57) stützen sich an einer entsprechenden, ringartigen Oberseite der Seitenwand (56) des nächstfolgenden Behälters (22,23) ab und sind hier geführt. Die Öffnungen (58) erlauben die Belüftung und Beleuchtung im Behälterstapel.
In den Behältern (22,23) ist an geeigneter Stelle, insbesondere mittig, jeweils ein Fluidablauf (29) angeordnet. Er weist ein aufrechtes Ablaufrohr (30) auf, welches den schrägen Boden (59) durchsetzt. An der Oberseite des Ablaufrohrs (30) ist z.B. ein Siphon (31) mit Abstand über dem Boden (59) angeordnet, der die vorbeschriebene Funktion hat. Unterhalb des Bodens (59) weist der Fluidablauf (29) eine quer gerichtete, z.B. rohrartige Fluidüberleitung (34) auf, die am unteren Ende des Ablaufrohrs (30) angeschlossen ist. Die Fluidüberleitung (34) bildet den Fluidzulauf (33) für den nächst tieferen Behälter (22,23) und mündet mit Abstand über dessen Boden (59).
Die Fluidüberleitung (34) kann an einer oder mehreren geeigneten Stellen, z.B. an den Enden ihrer Rohrform, Auslassöffnungen (32) aufweisen. Bei dem unteren Behälter (22, 23) kann die Fluidüberleitung (34) durch die Seitenwand (56) nach außen geführt und an eine Fluidverbindung (12) angeschlossen sein. Je nach Verteilung der Auslassöffnungen (32) an der Fluidüberleitung (34) an dem oder den oberen Behältern (22, 23) kann eine Beregnungsfunktion oder eine Schwallüberleitung erfolgen. Die Fluidüberleitung (34) kann statt der gezeigten geraden Rohrform mit mittigem Anschluss an das Ablaufrohr (30) eine beliebige andere Gestalt, z.B. in einer Stern- oder Ringanordnung haben. Mit der gezeigten Anordnung kann durch die Fluidüberleitung (34) in der besagten Kaskade das Kulturwasser (5) oder evtl. auch eine Nährstofflösung (5') vom einen Behälter (22,23) direkt in den nächst tieferen Behälter im Stapel eingebracht werden.
Alternativ ist eine andere Ausbildung für andere Kaskadenanordnungen möglich. Die gezeigte Ausbildung von Ablauf (29) und Zulauf (33) mit dem Siphon (31) ist auch zur Wasserstandsregulierung, insbesondere zur Simulation von Ebbe und Flut, von Vorteil.
19 bis 21 zeigen die vorerwähnte alternative Ausbildung eines Behälters (23) zur Aufzucht von Pflanzen (74). Dieser kann im Ebbe/Flut- Modus oder im Durchlaufmodus betrieben werden. Der gezeigte Behälter (23) weist am Boden eine wasserdurchlässige, perforierte Noppenbahn (72) zur Aufnahme einer Substratschicht (74) mit den Pflanzen (4) (nicht dargestellt) und dem Pflanzendünger (6) auf. Der Behälter (23) kann eine beliebig geeignete Querschnittsform, z.B. die gezeigte Rechteckform haben. Der Behälter (23) kann seitlich an die Substratschicht (74) angrenzende und seitlich wasserdurchlässige Entwässerungsrinnen (73) für den Fluidzulauf (33) und den Fluidablauf (29) aufweisen. Die innere Seitenwand der getrennt angeordneten Entwässerungsrinnen (73) bildet jeweils die seitliche Begrenzung für die Substratschicht (74). Die Wasserdurchlässigkeit kann am Bodenbereich der Entwässerungsrinnen (73) bestehen. Für den Fluidablauf (29) kann am Rinnenboden eine Öffnung vorhanden sein.
In der mit Bergen und Tälern versehenen Noppenbahn (72) wird die Substratschicht (74) aufgenommen und abgestützt. Die Perforationen können an den Oberwänden oder den schrägen Seitenwänden der Noppenbahn (72) vorhanden sein. Die Substratschicht (74) kann aus einem beliebig geeigneten Material bestehen, z.B. Erde oder Sand oder größeren Partikeln einer Hydrokultur. Die Bewässerung der Substratschicht (74) kann über die Noppenbahn (72) von unten her erfolgen. Bedarfsweise kann hierbei auch in der vorerwähnten Weise der Wasserstand verändert sowie Ebbe und Flut simuliert werden. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine Beregnung der Pflanzen (4) möglich. Dies ist insbesondere in Verbindung mit dem Nährkreislauf (15") möglich und vorteilhaft.
In der Aquakulturanlage (1) weisen die vorbeschriebenen Fluidverbindungen (12) und die verschiedenen Wasserkreisläufe (13,13',13") Ventile, Schieber oder andere steuerbare Schaltelemente auf, mit denen der Durchfluss gesperrt oder freigegeben werden kann. Fernsteuerbare Schaltelemente können ebenfalls mit der Steuerung (44) verbunden sein. Ferner können andere durchflussregulierende Einrichtungen, z.B. Drosseln oder dgl. vorhanden sein.
Die vorbeschriebene Aquakulturanlage (1) dient in den verschiedenen Varianten zur Aufzucht und Mästung von aquatischen Lebewesen (2) und Futtertieren (3), insbesondere marinen Würmern. Hierfür werden geeignete Jungtiere in die Behälter (6,22) eingesetzt und großgezogen bzw. gemästet. Bei einer längeren Zuchtdauer können Jungtiere unterschiedlicher Altersstufen getrennt voneinander in jeweils verschiedenen Behältern (6,22) gehalten werden. Nach der Ernte wird ein neuer Jungtierbesatz in die jeweils geleerten Behälter (6,22) eingebracht.
In einem Erfindungsaspekt ist eine Nachzucht (2') für aquatische Lebewesen (2) und/oder eine Nachzucht (3') für Futtertiere (3) vorgesehen. Bei der Nachzucht (2',3') kann mit geeigneten Elterntieren eine Vermehrung und Reproduktion von aquatischen Lebewesen (2) und/oder Futtertieren (3) erfolgen. Die Nachzucht (2',3') kann jeweils in die Aquakulturanlage (1) in beiden Varianten integriert sein. Die Nachzucht (2',3') kann bei Erreichen eines geeigneten Reifegrads in die Behälter (6,22) der Aquakulturanlage (1) für die weitere Aufzucht und Mästung umgesetzt werden.
Wie 4 verdeutlicht, weist die Aquakulturanlage (1) eine Einrichtung (47) zur Nachzucht (2') von aquatischen Lebewesen und/oder eine Einrichtung (47) zur Nachzucht (3') von Futtertieren, insbesondere marinen Würmer, auf. Die jeweilige Einrichtung (47) kann in den bestehenden Kreislauf (13) des Kulturwasser (5) eingebunden sein. Ferner ist eine Einbindung der Einrichtung (47) zur Nachzucht (3') von Futtertieren in einen bestehenden Fütterkreislauf (15') möglich. Alternativ können eigene Wasser- und Fütterkreisläufe vorhanden sein.
Die Einrichtung (47) stellt vermehrungsgünstige Umgebungsbedingungen für die Nachzucht (2',3') her. Hierbei können auch natürliche und z.B. jahreszeitabhängige Umgebungsbedingungen simuliert werden. Marine Würmer, insbesondere Wattwürmer, vermehren sich vornehmlich unter natürlichen Umgebungsbedingungen, die im Herbst, insbesondere Oktober, eines Jahres herrschen. Für manche Arten kann z.B. Vollmond als Stimulation für die Vermehrung nützlich oder erforderlich sein. Mit der Einrichtung (47) können solche Umgebungsbedingungen simuliert werden. Hierdurch können außerdem die Vermehrungszyklen beschleunigt bzw. verkürzt werden.
Die Einrichtung (47) zur Nachzucht (2',3') kann z.B. eine in den Zeichnungen angedeutete steuerbare Beleuchtungseinrichtung (48) aufweisen. Durch eine Lichtsteuerung kann die Geschlechtsreife der Elterntiere beeinflusst werden. Die Einrichtung (47) kann alternativ oder zusätzlich eine steuerbare Klimatisierungseinrichtung (49) aufweisen. Dies kann z.B. eine Heizeinrichtung sein. Außerdem kann mit der Einrichtung (47) ein für die Vermehrung bzw. Reproduktion günstiges Nahrungsangebot bereit gestellt werden. Ferner kann bedarfsweise der Salzgehalt im Kulturwasser eigenständig eingestellt werden. Die Einrichtung (47) kann einen oder mehrere, ggf. getrennte Kulturbehälter (6',22') für Mutter- oder Elterntiere sowie Laich oder Brut aufweisen. Zur gesonderten Gewinnung von Eiern der Muttertiere kann am Kulturbehälter (6',22') ein Ablauf mit einem Ablaufsieb vorhanden sein. Die Einrichtung (47) kann an die jeweiligen Bedürfnisse der zu vermehrenden Spezies angepasst werden und entsprechend unterschiedlich ausgebildet sein.
Der Nachzucht (3') für Futtertiere (3) kann ein besagter Speicher (75) für Eier (3") von Futtertieren (3) zugeordnet sein. Die zwischengelagerten Eier (3") können zum Schlüpfen der Jungtiere wahlweise der Nachzucht (3') oder dem Behälter (22) mit den Futtertieren (3) zugeführt werden. Für die Nachzucht (2') der aquatischen Lebewesen (2) kann alternativ oder zusätzlich ein Speicher (75) mit einer Klimaeinrichtung (76) für Eier der aquatischen Lebewesen (2) zugeordnet sein. Dieser Speicher ist nicht dargestellt.
Gemäß eines weiteren Erfindungsaspekts kann das Aquakultursystem (90) insgesamt oder z.B. nur die Aquakulturanlage (1) autark ausgegebildet sein. Hierfür kann es mehrere Aspekte geben.
Das autarke Aquakultursystem (90) und/oder die autarke Aquakulturanlage (1) kann eine eigene Energieversorgung (42) mit einem oder mehreren Energieerzeuger(n) (77) aufweisen. Der Energieerzeuger (77) kann thermisch arbeiten und kann z.B. Holzkohle (82) oder hydrothermale Kohle (1) verfeuern.
Ein Energieerzeuger (77) kann ferner z.B. als Solaranlage, als Wärmepumpe, als Windkraftanlage oder als andere mit Energie aus der Umwelt betriebener Energieerzeuger ausgebildet sein. Eine Solaranlage kann elektrischen Strom erzeugen, z.B. mit einer Photovoltaik. Sie kann alternativ oder zusätzlich Wärme erzeugen, z.B. durch Kollektoren. Mit einer Wärmepumpe kann Wärme aus der Umgebung, z.B. Luft, Grundwasser, Geowärme oder dgl., gewonnen und unmittelbar zu Heiz- oder Kühlzwecken benutzt sowie ggf. in elektrischen Strom oder andere Energieträger umgewandelt werden. Eine Windkraftanlage erzeugt elektrischen Strom.
Alternativ oder zusätzlich kann die Energieversorgung (42) eine Biogasanlage aufweisen. Diese kann mit geeigneter Biomasse betrieben werden, insbesondere mit den in der Algensuspension (40) enthaltenen Algen, insbesondere Mikroalgen.
Die Energieversorgung (42) kann ferner einen oder mehrere Energiespeicher, z.B. elektrische Akkumulatoren, aufweisen, die eine unterbrechungsfreie Versorgung sicherstellen. Dies hat z.B. bei Nutzung von zeitweise verfügbaren Energien, insbesondere Sonnen- und Windenergie, Vorteile.
An die Energieversorgung (42) können alle oder ein Teil der mit Energie betriebenen Einheiten des Aquakultursystems (90), insbesondere der Aquakulturanlage (1), angeschlossen sein. Dies kann insbesondere die Pumpen (17,19), Messeinrichtungen (43) sowie die Steuerung (44) und deren Komponenten sowie die Komponenten der Einrichtung (47) für eine Nachzucht (2',3') und der Systemkomponenten (75,76,79,83,85,88) betreffen.
Das Aquakultursystems (90), insbesondere die Aquakulturanlage (1), kann für die autarke Ausbildung außerdem eine programmierbare Steuerung (44) aufweisen. Mit dieser kann der Betrieb des Aquakultursystems (90), insbesondere der Aquakulturanlage (1), vollautomatisch gesteuert und bedarfsweise geregelt werden. Die programmierbare Steuerung (44) kann über geeignete Datenspeicher, insbesondere Programmspeicher, sowie eine oder mehrere Recheneinheiten sowie Eingabe- und Ausgabe-Schnittstellen verfügen. Die programmierbare Steuerung (44) kann außerdem mit einer Kommunikationseinrichtung (46) zur Datenfernübertragung verbunden sein. Die Datenfernübertragung kann drahtlos, z.B. per Funk, oder leitungsgebunden erfolgen. Die Kommunikationseinrichtung (46) ist hierfür entsprechend ausgebildet. Die Steuerung (44) kann in der erwähnten Weise mit der Energieversorgung (42) und mit den anderen steuerbaren Komponenten der Aquakulturanlage (1) verbunden sein.
In einem weiteren Erfindungsaspekt kann das Aquakultursystem (90), insbesondere die Aquakulturanlage (1), eine umgebende Klimahalle (55) mit einer Einrichtung zur Klimasteuerung aufweisen. Hierdurch kann z.B. die Umgebungsluft im Aquakultursystem (90), insbesondere in der Aquakulturanlage (1), bedarfsweise erwärmt oder gekühlt sowie ggf. im Feuchtegehalt eingestellt werden. Weitere Klimabeeinflussungen, z.B. durch Abschattung etc. sind möglich. Diese Einrichtung zur Klimasteuerung kann mit der Steuerung (44) verbunden sein.
Die Klimahalle (55) ist in 2 schematisch angedeutet. Sie überdeckt vorzugsweise alle Komponenten der Aquakulturanlage (1) und sorgt insbesondere für gleichbleibende und einstellbare klimatische Bedingungen für die Aufzucht der aquatischen Lebewesen (2), Futtertiere (3) und Pflanzen (4) sowie Algen und auch für eine Nachzucht (2',3'). Die Klimahalle (55) kann auch bedarfsweise für eine Beleuchtung oder Abschattung des Halleninnenraums dienen. Sie kann insbesondere als Sonnenschutz in heißen Umgebungsbedingungen oder als wärmeisolierender Schutz in kalten Umgebungsbedingungen fungieren. Die Klimahalle (55) kann in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein, z.B. als festes Bauwerk, als stationäres oder mobiles Zelt oder dgl..
In einem weiteren Erfindungsaspekt kann das Aquakultursystem (90), insbesondere die Aquakulturanlage (1), zur getrennten und eigenständig skalierbaren Produktion von Algen, Futtertieren (3), insbesondere marinen Würmern, und Pflanzen (4) vorgesehen und ausgebildet sein. Die Algen, Futtertiere und Pflanzen können jeweils aus gleichen oder unterschiedlichen Spezien bestehen.
Für die skalierbare Produktion sind der zusätzliche Vorratsbehälter für Kulturwasser (5), der zusätzliche Vorratsbehälter (53) für eine ggf. salzhaltige Nährstofflösung (5'), der eigenständige Fütterkreislauf (15') sowie der eigenständige Nährstoffkreislauf (15'') von besonderem Vorteil.
Durch die Skalierbarkeit der Produktion oder Mästung können die Algen, Futtertiere (3) und Pflanzen (4) in einem über ihre Filter- und Ernährungsfunktion hinausgehenden Maß aufgezogen werden. Dieses Übermaß kann zu anderen Zwecken wirtschaftlich verwertet werden, insbesondere durch Verkauf oder Betrieb einer eigenen Energieversorgung (42). Die Aquakulturanlage (1) kann dadurch über die Aufzucht von aquatischen Lebewesen (2) hinaus auf eine breitere wirtschaftliche Basis gestellt werden.
In einem zusätzlichen Erfindungsaspekt kann das Aquakultursystem (90), insbesondere die Aquakulturanlage (1), zur Aufzucht von marinen Würmern (3), insbesondere Wattwürmern, für die Produktion von Hämoglobin bzw. Blutplasma vorgesehen und ausgebildet sein. Die unter natürlichen Bedingungen aufgezogenen bzw. gemästeten marinen Würmer sind hierfür besonders gut geeignet. In der Verwertung (88) kann eine Produktion von Hämoglobin z.B. gemäß der WO 2013/030496 A1 , WO 2013/182806 A1 , WO 2014/125225 A1 oder WO 2014/184492 A1 erfolgen.
Die vorgenannten Erfindungsaspekte und Modifikationen sowie Systemkomponenten des Aquakultursystems (90), insbesondere der Aquakulturanlage (1), können alle miteinander in einer Kombination gem. 1 und 4 eingesetzt werden. Alternativ ist ein Einsatz von nur einem oder wenigen dieser Erfindungsaspekte möglich. Andere der genannten Erfindungsaspekte können dabei weggelassen werden. Der Pflanzendünger (86) und der Speicher (75) für die Eier (3") können gemeinsam oder nur einzeln eingesetzt werden. Der zusätzliche Vorratsbehälter (54) für das Kulturwasser (5) und/oder der Vorratsbehälter (53) für die Nährstofflösung (5) können entfallen. Daneben sind andere Varianten in der Einzelnutzung oder kombinativen Nutzung der besagten Erfindungsaspekte möglich.
Die Aquakulturanlage (1) kann mit den vorgenannten Komponenten eine kompakte Bau- und Funktionseinheit bilden. Diese kann vorgefertigt und betriebsbereit konfiguriert sein. Sie kann stationär oder mobil sein. Die Komponenten der Aquakulturanlage (1), insbesondere Behälter (6,9,22,23,52,53,54), Fluidverbindungen (12), Pumpenanordnungen (17,19,69,70), Steuerung (44) und dgl. können in einem Gestell, Regal oder dgl. angeordnet sein. Sie können dabei vorgegebene Plätze, Anschlüsse und Verbindungen haben. Die Aquakulturanlage (1), insbesondere die Bau- und Funktionseinheit, kann eine Ausbildung haben, die fest vorgegeben oder modifizierbar, insbesondere skalierbar, ist.
Die Aquakulturanlage (1), insbesondere die Bau- und Funktionseinheit, kann modular ausgebildet sein. Sie kann ein Baukastensystem bilden. Die Module können z.B. der Kulturbehälter (6), die Filter (7,8), der Algenreaktor (9), die Einrichtung (47) für Nachzucht (2',3'), die integrierte Energieversorgung (42) und die Vorratsbehälteranordnung (52,53,54) mit integrierten Leitungen, Pump- und Steuermitteln sowie Schnittstellen für die gegenseitige Modulverbindung sein. Die Module können bedarfsweise nach dem Prinzip von plug and play zusammengestellt und verbunden werden. Die Aquakulturanlage (1), insbesondere die Bau- und Funktionseinheit, kann vorgefertigt sein bzw. in Serie hergestellt werden. Sie lässt sich komplett oder in Teilen, insbesondere Modulen, transportieren und an beliebigen geeigneten Orten aufstellen sowie betreiben. Hierfür ist die bevorzugte autarke Ausbildung von besonderem Vorteil.
Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen und der genannten Abwandlungen in beliebiger Weise miteinander kombiniert und insbesondere auch ausgetauscht werden.
Bezugszeichenliste

1: Aquakulturanlage, Zuchtanlage
2: aquatisches Lebewesen, Fisch
2': Nachzucht aquatische Lebewesen
3: Futtertier, mariner Wurm, Borstenwurm, Seeringelwurm
3': Nachzucht Futtertiere
3": Eier Futtertiere
4: Pflanze, Halophyt, Queller
5: Kulturwasser, Prozesswasser
5': Nährstofflösung
6: Kulturbehälter, Fischtank
6': Kulturbehälter, Nachzucht aquatische Lebewesen
7: Filter partikulär, Futtertierfilter, Wurmfilter
8: Filter gelöste Ausscheidung, Pflanzenfilter
9: Algenreaktor
10: Wasserzufuhr
11: Wasserabfuhr
12: Fluidverbindung, Leitung
13: Kreislauf, Wasserkreislauf für Kulturwasser
13a: Kreislauf, Unter-Kreislauf für Kulturwasser
13b: Kreislauf, Unter-Kreislauf für Kulturwasser
13c: Kreislauf, Unter-Kreislauf für Kulturwasser
13': Kreislauf, Wasserkreislauf für Futtertierfilter
13": Kreislauf, Wasserkreislauf für Pflanzenfilter
14: Kreislauf, Filterkreislauf
14a: Kreislauf, Filterkreislauf
14b: Kreislauf, Filterkreislauf
15: Kreislauf, Fütterkreislauf aquatische Lebewesen
15': Kreislauf, Fütterkreislauf Futtertiere
15": Kreislauf, Nährkreislauf Pflanzen
16: Pumpensumpf, Sammelbehälter
17: Pumpe, Förderpumpe
18: Pumpensumpf, Sammelbehälter
19: Pumpe, Förderpumpe
20: Wasseraufbereitung, Sauerstoffanreicherung, UV-Filter, Entgasung
21: Fluidtransport diskontinuierlich
22: Behälter für Futtertiere
22': Kulturbehälter, Nachzucht aquatische Futtertiere
23: Behälter für Pflanzenfilter
24: Rückführleitung
25: Rückführleitung
26: Rückführleitung
27: Reaktorbehälter
28: Substratschicht, Substratboden, Sandboden
29: Fluidablauf
30: Ablaufrohr
31: Siphon
32: Auslauföffnung
33: Fluidzulauf
34: Fluidüberleitung
35: Hydroponik, Hydrokultur
36: Flutungseinrichtung
37: Umwälzeinrichtung
38: Strömungsrichtung
39: Leiteinrichtung
40: Algensuspension
41: Wasserstand, Wasserspiegel
42: Energieversorgung
43: Messeinrichtung
44: Steuerung
45: Programmspeicher
46: Kommunikationseinrichtung
47: Einrichtung für Nachzucht
48: Beleuchtungseinrichtung
49: Heizeinrichtung
50: Brunnenwasser
51: Filtereinrichtung, Osmose, Ultrafiltration
52: Vorratsbehälter Süßwasser, Osmosewasser
53: Vorratsbehälter Nährstofflösung, salzhaltig
54: Vorratsbehälter, Puffertank
55: Klimahalle
56: Seitenwand
57: Fußteil
58: Öffnung
59: Boden
60: Gefälle
61: Auslass
62: Stützeinrichtung
63: Überlauf
64: Fluidabzug oben
65: Fluidazug unten
66: Blende
67: Hohlraum
68: Verengung
69: Pumpensumpf, Sammelbehälter für Algenreaktor
70: Pumpensumpf, Sammelbehälter für Planzenfilter
71: Entnahmestelle
72: Noppenbahn
73: Entwässerungsrinne
74: Substrat
75: Speicher für Eier
76: Klimaeinrichtung
77: Energieerzeuger
78: Klärschlamm
78': Biomasse
79: Aufbereitungsanlage hydrothermale Kohle
80: Kohle
81: Kohle hydrothermal
82: Braunkohle, Holzkohle
83: Kohleversorgung
84: Gülle
85: Aufbereitungseinrichtung für Pflanzerndünger
86: Pflanzendünger
87: Wasserversorgung
88: Verwertung
89: Kraftwerk
90: Aquakultursystem

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202014103397 U1 [0002]
WO 2018/083084 A [0003]
WO 2016/012489 A1 [0030, 0088, 0095, 0159, 0167]
WO 2019/106125 A1 [0030, 0070]
WO 2026/012489 A1 [0070]
DE 102011120504 A1 [0072]
DE 102016223352 A1 [0072]
DE 102017005770 A1 [0072]
DE 102012019659 A1 [0075]
WO 2017/102814 A1 [0075]
WO 2019/068717 A1 [0075]
DE 102008049737 A [0075]
EP 2991934 B1 [0075]
WO 2013/030496 A1 [0196]
WO 2013/182806 A1 [0196]
WO 2014/125225 A1 [0196]
WO 2014/184492 A1 [0196]

Claims

Aquakultursystem für die Aufzucht von aquatischen Lebewesen (2), insbesondere Fischen, und von Pflanzen (4), wobei das Aquakultursystem eine Aquakulturanlage (1) für die Aufzucht von aquatischen Lebewesen (2), insbesondere Fischen, mit einem Kulturbehälter (6) mit Kulturwasser (5) für aquatische Lebewesen (2) sowie mit einem Behälter (23) zur Aufzucht von Pflanzen (4) und mit einer Fluidverbindung (12) mit einem die Behälter (6,23) verbindenden Kreislauf (13) für das Kulturwasser (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Aquakultursystem (90), insbesondere in dem Behälter (23) zur Aufzucht von Pflanzen (4), ein Pflanzendünger (86) angeordnet ist, der Kohle (80) und darin enthaltene, insbesondere gebundene, Gülle (84) aufweist.
Aquakultursystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohle (80) als Braunkohle oder Holzkohle (82) oder als hydrothermale Kohle (81) aus Klärschlamm (78) oder Biomasse (78') ausgebildet ist.
Aquakultursystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aquakultursystem (1) eine Kohleversorgung (83) für Braunkohle oder Holzkohle (82) und/oder eine Aufbereitungsanlage (79) für hydrothermale Kohle (81) aus Klärschlamm (78) oder Biomasse (78') aufweist.
Aquakultursystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aquakultursystem (1) eine Aufbereitungseinrichtung (85) für die Erzeugung des Pflanzendüngers (86) aus Kohle (80) und Gülle (84) aufweist.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aquakultursystem (90), insbesondere die Aquakulturanlage (1), einen Behälter (22) zur Aufzucht von Futtertieren (3), insbesondere marinen Würmern (3), und ggf. einen Algenreaktor (9) mit Algen, insbesondere einer Algensuspension (40), mit Einbindung in den Kreislauf (13) für das Kulturwasser (5) aufweist.
Aquakultursystem für die Aufzucht von aquatischen Lebewesen (2), insbesondere Fischen, wobei das Aquakultursystem (90) eine Aquakulturanlage (1) für die Aufzucht von aquatischen Lebewesen (2), insbesondere Fischen, mit einem Kulturbehälter (6) mit Kulturwasser (5) für aquatische Lebewesen (2) sowie mit einem Behälter (22) zur Aufzucht von Futtertieren (3), insbesondere marinen Würmern (3), und mit einer Fluidverbindung (12) mit einem die Behälter (6,22) verbindenden Kreislauf (13) für das Kulturwasser (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Aquakultursystem (90) einen Speicher (75) mit einer Klimaeinrichtung (76) aufweist, der dazu vorgesehen und ausgebildet ist, Eier (3") von Futtertieren (3) zu speichern und dabei in einem nicht zum Schlüpfen geeigneten Klima, insbesondere bei niedriger Temperatur unterhalb der Schlüpftemperatur, zu halten.
Aquakultursystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aquakultursystem (90), insbesondere die Aquakulturanlage (1), einen Behälter (23) zur Aufzucht von Pflanzen (4) und ggf. einen Algenreaktor (9) mit Algen, insbesondere einer Algensuspension (40), mit Einbindung in den Kreislauf (13) für das Kulturwasser (5) aufweist.
Aquakultursystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aquakulturanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ausgebildet ist.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aquakultursystem (90) eine zusätzliche Verwertung (88) für Futtertiere (3), insbesondere marine Würmer, und/oder für Pflanzen (4) und/oder für Algen aufweist.
Aquakultursystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Verwertung (88) für marine Würmer (3), insbesondere Wattwürmer, eine Einrichtung zur Produktion von Hämoglobin bzw. Blutplasma aus den marine Würmern (3) aufweist.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aquakultursystem (90) eine eigene Energieversorgung (42) aufweist.
Aquakultursystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgung (42) einen mit Holzkohle (82) oder hydrothermaler Kohle (80) betriebenen Energieerzeuger (77) aufweist.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aquakultursystem (90) in einem aufgelassenen Kraftwerk (89), insbesondere Kohlekraftwerk, angeordnet ist.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aquakultursystem (90), insbesondere die Aquakulturanlage (1), einen zusätzlichen Vorratsbehälter (54) für das Kulturwasser (5) aufweist, der in dem Kreislauf (13) des Kulturwassers (5) angeordnet ist.
Aquakultursystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (23) zur Aufzucht von Pflanzen (4) eigenständig mit einer Fluidverbindung (12), insbesondere über einen Unter-Kreislauf (13a) des Kulturwassers (5), an den Vorratsbehälter (54) angeschlossen ist.
Aquakultursystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (22) zur Aufzucht von Futtertieren (3) eigenständig mit einer Fluidverbindung (12), insbesondere über einen Unter-Kreislauf (13c) des Kulturwassers (5), an den Vorratsbehälter (54) angeschlossen ist.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Behälter (22) zur Aufzucht von Futtertieren (3) übereinander in einer Turm- oder Kaskadenanordnung mit Distanz oder in einem Stapel mit gegenseitiger Berührung und Abstützung angeordnet sind.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Boden (59) eines Behälters (22) eine Substratschicht (28), insbesondere eine Sandschicht, mit darin enthaltenen Futtertieren (3), insbesondere marinen Würmern, bevorzugt Wattwürmern oder Borstenwürmern, angeordnet ist
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Behälter (22) zur Aufzucht von Futtertieren (3) eine Flutungseinrichtung (36) zur Veränderung des Wasserstands, insbesondere zur Simulation von Ebbe und Flut, aufweist.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Algenreaktor (9) einen mit Wasser, insbesondere einer Nährstofflösung (5'), gefüllten und belüfteten, ringartigen Reaktorbehälter (27) mit einer Algensuspension (40), bevorzugt aus Mikroalgen, einer Umwälzeinrichtung (37) und einer Leiteinrichtung (39) für die umgewälzte Strömung aufweist.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (23) zur Aufzucht von Pflanzen (4) einen Fluidzulauf (33) und einen Fluidablauf (29) sowie eine Hydroponik (35) oder Hydrokultur mit den Pflanzen (4) oder am Boden eine wasserdurchlässige, perforierte Noppenbahn (72) zur Aufnahme einer Substratschicht (74) mit den Pflanzen (4) aufweist.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (23) zur Aufzucht von Pflanzen (4) eine Flutungseinrichtung (36) zur Veränderung des Wasserstands relativ zu den Pflanzen (4), insbesondere zur Simulation von Ebbe und Flut, aufweist.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Wasserkreislauf (13) für das Kulturwasser (5) eine Wasseraufbereitung (20) und/oder eine Messeinrichtung (43) angeordnet ist.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aquakultursystem (90), insbesondere die Aquakulturanlage (1), einen eigenständigen Nährstoffkreislauf (15") aufweist, wobei Pflanzen (4) mit einer ggf. salzhaltigen Nährstofflösung (5') ernährt werden.
Aquakultursystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Aquakultursystem (90), insbesondere die Aquakulturanlage (1), einen zusätzlichen Vorratsbehälter (53) für eine ggf. salzhaltige Nährstofflösung (5') aufweist.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aquakultursystem (90), insbesondere die Aquakulturanlage (1), einen eigenständigen Fütterkreislauf (15') für die Futtertiere (3), insbesondere marine Würmer, aufweist, wobei die Futtertiere (3) mit Algen, insbesondere einer Algensuspension (40), aus dem Algenreaktor (9) gefüttert werden.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aquakultursystem (90), insbesondere die Aquakulturanlage (1), eine programmierbare Steuerung (44), insbesondere mit einer Kommunikationseinrichtung (46) zur Datenfernübertragung, aufweist.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aquakultursystem (90), insbesondere die Aquakulturanlage (1), eine Einrichtung (47) zur Nachzucht (2') von aquatischen Lebewesen (2) aufweist.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aquakultursystem (90), insbesondere die Aquakulturanlage (1), eine Einrichtung (47) zur Nachzucht (3') von Futtertieren (3), insbesondere marinen Würmern, aufweist.
Aquakultursystem nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (75) für Eier (3") der Einrichtung (47) zur Nachzucht (3') zugeordnet ist.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aquakultursystem (90), insbesondere die Aquakulturanlage (1), eine umgebende Klimahalle (55) mit einer Einrichtung zur Klimasteuerung aufweist.
Aquakultursystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aquakultursystem (90), insbesondere die Aquakulturanlage (1), zur getrennten und eigenständig scalierbaren Produktion von Algen, Futtertieren (3), insbesondere marinen Würmern und Pflanzen (4), insbesondere jeweils gleicher oder unterschiedlicher Spezien, vorgesehen und ausgebildet ist.