DE19909172A1

DE19909172A1 - Verfahren zum Fördern und Reinigen von Salzwasser für Aquakultur- und Aquarienanlagen

Info

Publication number: DE19909172A1
Application number: DE1999109172
Authority: DE
Inventors: Martin Sander
Original assignee: ERWIN SANDER ELEKTROAPPARATEBA
Current assignee: ERWIN SANDER ELEKTROAPPARATEBA
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2000-09-14
Anticipated expiration: 2019-03-04
Also published as: AU4098900A; WO2000051421A3; WO2000051421A2; DE19909172C2

Abstract

Ein Verfahren zum Fördern und Reinigen von Salzwasser, insbesondere in einer Fischaufzuchtanlage, zeichnet sich durch folgende Schritte aus: DOLLAR A a) Grobabscheidung der Fest- und Schwebstoffe aus dem Wasser in einem Hydrozyklon (20), DOLLAR A b) Zuführen des Wassers in einen im unteren Bereich eines Flotationsturmes (1) vorgesehenen Zulaufraum (2), DOLLAR A c) Einleitung von Luftblasen in den Zulaufraum (2) des Flotationsturmes (1) und Fördern des Wassers mit den aufsteigenden Luftblasen aus dem Zulaufraum (2) in einen Reaktionsraum (7) im oberen Bereich des Flotationsturmes (1), DOLLAR A d) Ableiten des Wassers aus dem unteren Bereich des Reaktionsraumes (7) in den darüber liegenden Bereich eines Biofilters (25), DOLLAR A e) Rückführung des Wassers aus dem oberen Bereich des Biofilters (25) in mindestens ein Fischbecken (22), wobei DOLLAR A f) die Wasserförderung in einem geschlossenen Kreislauf erfolgt und hierzu die einzige Energiezufuhr im Flotationsturm (1) durch die Einleitung der Luftblasen in das Wasser erfolgt.

Description

Es ist bekannt, Fische in Aufzuchtbecken groß zu ziehen und bei Erreichen einer bestimmten Größe zum Verzehr in den Handel zu ge ben. Süßwasserfische können hierzu in Teichen mit einem natürli chen oder künstlichen Wasserzulauf und einem Wasserablauf gehalten werden. Durch Zufuhr des frischen Wassers werden die durch Exkre mente und Futterreste verursachten Verunreinigungen des Wasser entfernt und dem Wasser außerdem Sauerstoff zugeführt.

Sollen Meerwasserfische in einer Fischzuchtanlage aufgezogen wer den, muß diese entweder in Küstennähe gebaut sein, damit frisches Meerwasser den Fischbecken zugeführt werden kann, oder es muß zur Aufbereitung des Wassers eine Reinigungsanlage vorgesehen sein. Bei Meerwasseraquarien ist es bekannt, das Wasser aus dem Aquari umbecken abzupumpen und in einen Hydrozyklon zu führen, von dort in einen Flotationsturm zu pumpen, wo Schaum gebildet wird. Hierzu wird über eine Injektorpumpe aus dem Reaktionsraum des Flotations turmes Wasser abgesaugt, dann feinstperlig mit Luft vermischt und dem Reaktor wieder zugeführt. Die feinstperlige Luft stellt Kon takt zu den im Wasser befindlichen Eiweißverbindungen und Schmutz partikeln her. Die nach oben aufsteigenden Luftblasen fördern dann diese Eiweißverbindungen und Schmutzpartikel in einen oberhalb des Reaktionsraumes angeordneten Schaumsammelraum, der in das nach oben verlaufende Schaumrohr mündet. Über das Schaumsammelrohr und das Schaumrohr gelangen die Proteine und Schmutzpartikel in einen Schaumsammelbehälter, von wo aus sie dann dem Abwasser zugeführt oder auf sonstige Weise entsorgt werden können. Ein beschriebener Flotationsturm ist beispielsweise aus der DE 44 16 587 C1 bekannt. Aus dem Flotationsturm wird das gereinigte Wasser über eine Pumpe abgesaugt, gegebenenfalls weiteren Filteranlagen zugeführt und von dort zurück: im Kreislauf in das Aquariumbecken gepumpt.

Nachteilig an dem beschriebenen Verfahren ist, daß die zum Fördern des Wasser notwendigen Pumpen nicht nur eine nicht unbeträchtliche Menge Energie benötigen, sondern in Folge des Kontakts mit dem Salzwasser stör- und reparaturanfällig sind. Die Betriebskosten einer solchen Anlage sind deshalb recht hoch.

Zur Aufzucht und/oder Präsentation seltener oder exotischer Meeresfische kann dieser Nachteil in Kauf genommen werden. Zur Aufzucht herkömmlicher in unseren Breitengraden vorkommender Meeresfische, die anschließend als Speisefisch vermarktet werden sollen, ist dieses Verfahren aber so unwirtschaftlich, daß der Fisch gegenüber in freier Wildbahn gefangenem unverkäuflich wäre. Die Aufzucht von Meerwasser-Speisefischen hat sich deshalb bisher nicht durchsetzen können.

Von dieser Problemstellung ausgehend soll ein Verfahren zum För dern und Reinigen von Salzwasser, insbesondere in einer Fischauf zuchtanlage angegeben werden, das wirtschaftlich betreibbar ist.

Die Problemlösung erfolgt durch folgende Schritte:

a) Grobabscheidung der Fest- und Schwebstoffe aus dem Wasser in einem Hydrozyklon,
b) Zuführen des Wassers in einen im unteren Bereich eines Flota tionsturmes vorgesehenen Zulaufraum,
c) Einleitung von Luftblasen in den Zulaufraum des Flotations turmes und Fördern des Wassers mit den aufsteigenden Luftbla sen aus dem Zulaufraum in einen Reaktionsraum im darüber lie genden Bereich des Flotationsturmes,
d) Ableiten des Wassers aus dem unteren Bereich des Reaktions raumes in den unteren Bereich eines Biofilters,
e) Rückführung des Wassers aus dem oberen Bereich des Biofilters in mindestens ein Fischbecken, wobei
f) die Wasserförderung in einem geschlossenen Kreislauf erfolgt und hierzu die einzige Energiezufuhr im Flotationsturm durch die Einleitung der Luftblasen in das Wasser erfolgt.

Durch dieses Verfahren kann gänzlich auf herkömmliche teure und energiefressende Wasserpumpen verzichtet werden. Kernelement der Meerwasseraufbereitungsanlage ist der Flotationsturm, in dem das Wasser durch Eintrag der Luftblasen gereinigt wird. Dabei wird das Prinzip ausgenutzt, daß die in den unteren Teil eines Behälters eingeleiteten Luftblasen das Wasser, in das sie eingeleitet wer den, beim Aufsteigen an die Wasseroberfläche mitreißen, also nach oben fördern. In der Praxis hat sich gezeigt, daß eine Druckdiffe renz von nur 6 bis 20 cm Wassersäule zwischen dem in den Flota tionsturm eingeleiteten Wasser und dem hieraus abgeführten Wasser ausreichend ist, um die gesamte Reinigungsanlage im geschlossenen Kreislauf zu betreiben.

Vorzugsweise erfolgt die Luftblaseneinleitung über in senkrechten Rohren angeordnete Ausströmer, wobei die Rohre den Reaktionsraum und den Zulaufraum miteinander verbinden.

Der Energiebedarf wird gegenüber herkömmlichen Anlagen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren um den Faktor 5 bis 10 reduziert.

Ein Flotationsturm zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfah ren, mit einem Reaktionsraum und einem darüber angeordneten Schaumsammelraum, der über ein Schaumrohr mit dem Reaktionsraum in Verbindung steht, wobei in den Reaktionsraum Luftblasen zur Schaumbildung des Wassers eingeleitet werden, zeichnet sich da durch aus, daß unterhalb des Reaktionsraumes ein Zulaufraum vor gesehen ist, der über mindestens ein senkrecht angeordnetes Rohr mit dem Reaktionsraum in Verbindung steht, daß ein zur Erzeugung der Luftblasen vorgesehener Ausströmer in dem mindestens einen Rohr angeordnet ist, und daß Wasser in den Zulaufraum einleitbar und aus dem Reaktionsraum ableitbar ist.

Durch diese Ausbildung fördern die in das im Zulaufraum befindli che Wasser eingeleiteten feinstperligen Luftblasen, die vom Zu laufraum über die Rohre in den Reaktionsraum eingeleitet werden, das im Zulaufraum befindliche Wasser nach oben in den Reaktions raum, wo der sich an der Wasseroberfläche bildende Schaum abge schöpft werden kann.

Der Wasserablauf ist vorzugsweise im unteren Bereich des Reak tionsraumes vorgesehen.

Zur Verbindung des Zulaufraumes mit dem Reaktionsraum ist insbe sondere vorzugsweise eine Mehrzahl senkrecht angeordneter Rohre vorgesehen. Dadurch ist die durch Mischung des Wassers mit feinst perliger Luft besser und der nach oben geförderte Volumenstrom gleichmäßiger.

Hierzu ist es insbesondere vorteilhaft, wenn sechs regelmäßig auf einem Kreis verteilt angeordnete Rohre vorgesehen sind.

Die Abtrennung des Reaktionsraums und des Zulaufraums erfolgt durch eine eingesetzte Platte, die entsprechend der verwendeten Anzahl von Röhren Löcher zum Einsetzen der Rohre aufweist. Wenn die Platte dick genug ausgebildet ist, ist die Zentrierung der Rohre beim Einsetzen in die Platte wesentlich vereinfacht.

Mit Hilfe einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 den schematischen Längsschnitt durch einen Flota tionsturm;

Fig. 2 eine Einzelheit aus Fig. 1;

Fig. 3 eine weitere Einzelheit aus Fig. 1;

Fig. 4 die schematische Darstellung einer nach dem erfin dungsgemäßen Verfahren betriebenen Fischzuchtanla ge;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Fischzuchtanlage gemäß Fig. 4 in vereinfachter Darstellung.

Die Fischzuchtanlage besteht aus einer Mehrzahl Fischbecken 22, die über Ablaufrohre 28 und Zulaufrohre 29 miteinander in Verbin dung stehen. Die Fischbecken 22 sind mit Salzwasser oder Meerwas ser gefüllt. Über eine Leitung 21 wird Wasser aus den Fischbecken 22 einem Hydrozyklon 20 zugeführt. Im gefüllten Hydrozyklon 20 werden Fest- und Schwebstoffe grob abgeschieden. In einer unter halb des Zulaufs im Hydrozyklon 20 vorgesehene Ablaufleitung 23 wird das Wasser dem Zulaufraum 2 eines Flotationsturmes 1 zuge führt. Über einen Ablauf 16, der oberhalb des Zulaufraumes 2 vor gesehen ist, wird das Wasser vom Flotationsturm 1 einem Biofilter 25 zugeführt, wo in einem Schlammsammelraum 27 feinste Fest- und Schwebstoffe aufgesammelt und über eine Leitung 24 ins Abwasser netz abgegeben werden. Über einen im oberen Bereich des vollstän dig mit Wasser gefüllten Biofilters 25 vorgesehenen Ablauf 26 wird das gereinigte und mit Sauerstoff versetzte Wasser in das Zulauf rohr 29 geleitet und von dort den Fischbecken 22 wieder zugeführt.

Das Reinigen und Fördern des Wassers erfolgt im geschlossenen Kreislauf, wobei keine Pumpen zur Förderung vorgesehen sind. Die zur Förderung des Salzwassers notwendige Energie wird ausschließ lich im Flotationsturm 1 durch die in das Wasser eingeleiteten Luftblasen zugeführt.

Fig. 1 zeigt den Flotationsturm 1 in einem schematischen Längs schnitt. Der Flotationsturm 1 besteht aus dem zylindrischen Gehäu se 1a. Im Gehäuse 1a ist ein Reaktionsraum 7 und ein Zulaufraum 2 ausgebildet. Über eine mit Löchern 4a versehene Platte 4, die in das Gehäuse 1a eingesetzt ist, werden der Zulaufraum 2 und der Reaktionsraum 7 voneinander getrennt. Nach oben abgeschlossen wird der Reaktionsraum 7 durch eine Platte 9, an die sich ein Schaum topf 12 anschließt. Im Schaumtopf 12 ist ein Schaumrohr 11 vorge sehen, das mit dem Reaktionsraum 7 in Verbindung steht. Über einen Abluftkanal 13 ist der Schaumtopf 12 mit der Umwelt verbunden. In die Löcher 4a der Platte 4 sind senkrecht verlaufende Rohre 6 ein gesetzt, die den Zulaufraum 2 mit dem Reaktionsraum 7 verbinden. In jedem Rohr 6 ist ein Ausströmer 5 angeordnet, der über eine Leitung 8 an eine Druckluftquelle angeschlossen ist. Über den Aus strömer 5 wird die Druckluft feinstperlig verteilt in das über den Zulauf 3 in den Zulaufraum 2 gelangte Wasser eingeleitet. Der Flo tationsturm 1 ist bis zur Platte 9 mit Wasser gefüllt. Die in den Rohren 6 gebildeten, in den Reaktionsraum 7 aufsteigenden Luftbla sen fördern das im Zulaufraum 2 befindliche Wasser mit nach oben, so daß kontinuierlich über den Zulauf 3 neues Wasser dem Zulauf raum 2 zugeführt werden kann. Der sich im Reaktionsraum 7 bildende Schaum wird über das Schaumrohr 11 in den Schaumsammelbehälter geleitet, von wo er entsorgt wird. Die Leitungen 8 sind über eine Verschraubung 10 in der Platte 9 befestigt. Ein mit dem Zulaufraum 2 verbundenes Standrohr 15 und ein mit dem Reaktionsraum 7 verbun denes Standrohr 14 lassen den Druckunterschied zwischen dem unte ren Bereich des Reaktionsraumes 7 angeordneten Ablauf 16 erkennen. Durch die Platte 4 wird im Flotationsturm 1 die Saug- von der Druckseite getrennt. Die Platte 4 hat bei einer praktischen Aus führungsform einen Durchmesser von 600 mm und eine Stärke von 12 mm. Es sind sechs Bohrungen auf einem Lochkreisdurchmesser von 300 mm vorgesehen. Der Druckunterschied zwischen der Saugseite (Zulaufraum 2) und der Druckseite (Reaktionsraum 7) beträgt 6 bis 20 cm Wassersäule.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß eine Druckdifferenz von 6 cm Wassersäule bereits ausreichend ist, das System im geschlossenen Kreislauf zu betreiben.

Bezugszeichenliste

1

Flotationsturm

1

a Gehäuse

2

Zulaufraum

3

Zulauf

4

Platte

4

a Löcher

5

Ausströmer

6

Rohr

7

Reaktionsraum

8

Leitung

9

Platte

10

Verschraubung

11

Schaumrohr

12

Schaumtopf/Schaumsammelraum

13

Abluftkanal

14

Standrohr

15

Standrohr

16

Ablauf

20

Hydrozyklon

21

Leitung

22

Fischbecken

23

Ablaufleitung

24

Leitung

25

Biofilter

26

Ablauf

27

Schlammsammelraum

28

Ablaufrohre

29

Zulaufrohre

Claims

1. Verfahren zum Fördern und Reinigen von Salzwasser, insbeson dere in einer Fischaufzuchtanlage gekennzeichnet durch fol gende Schritte:

a) Grobabscheidung der Fest- und Schwebstoffe aus dem Was ser in einem Hydrozyklon (20),
b) Zuführen des Wassers in einen im unteren Bereich eines Flotationsturmes (1) vorgesehenen Zulaufraum (2),
c) Einleitung von Luftblasen in den Zulaufraum (2) des Flo tationsturmes (1) und Fördern des Wassers mit den auf steigenden Luftblasen aus dem Zulaufraum (2) in einen Reaktionsraum (7) im darüber liegenden Bereich des Flo tationsturmes (1),
d) Ableiten des Wassers aus dem unteren Bereich des Reak tionsraumes (7) in den unteren Bereich eines Biofilters (25),
e) Rückführung des Wassers aus dem oberen Bereich des Bio filters (25) in mindestens ein Fischbecken (22), wobei
f) die Wasserförderung in einem geschlossenen Kreislauf er folgt und hierzu die einzige Energiezufuhr im Flota tionsturm (1) durch die Einleitung der Luftblasen in das Wasser erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftblaseneinleitung über in senkrechten Rohren (6) angeord nete Ausströmer (5) erfolgt.

3. Flotationsturm zur Verwendung in dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Reaktionsraum (7) und einem darüber an geordneten Schaumsammelraum (12), der über ein Schaumrohr (11) mit dem Reaktionsraum (7) in Verbindung steht, wobei in den Reaktionsraum (7) Luftblasen zur Schaumbildung des Wasser einleitbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Reaktionsraumes (7) ein Zulaufraum (2) vorgesehen ist, der über mindestens ein senkrecht angeordnetes Rohr (6) mit dem Reaktionsraum (7) in Verbindung steht, daß ein zur Erzeugung der Luftblasen vorgesehener Ausströmer (5) in dem mindestens einen Rohr (6) angeordnet ist, und daß Wasser in den Zulauf raum (2) einleitbar und aus dem Reaktionsraum (7) ableitbar ist.

4. Flotationsturm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserablauf (16) im unteren Bereich des Reaktionsraumes (7) vorgesehen ist.

5. Flotationsturm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung des Zulaufraumes (2) mit dem Reaktionsraum (7) eine Mehrzahl senkrecht angeordneter Rohre (6) vorgesehen ist.

6. Flotationsturm nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sechs regelmäßig auf einem Kreis verteilt angeordnete Rohre (6) vorgehen sind.

7. Flotationsturm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung von Reaktionsraum (7) und Zulaufraum (2) durch eine eingesetzte Platte (4) erfolgt, die mindestens ein Loch (4a) zum Einsetzen des mindestens einen Rohres (6) aufweist.