DE19909172C2 - Verfahren zum Fördern und Reinigen von Salzwasser in einer Fischaufzuchtanlage und Flotationsturm zur Verwendung in dem Verfahren - Google Patents
Verfahren zum Fördern und Reinigen von Salzwasser in einer Fischaufzuchtanlage und Flotationsturm zur Verwendung in dem VerfahrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Salzwasser in einer
Fischaufzuchtanlage gemäß Anspruch 1 und einem Flotationsturm
gemäß Anspruch 3.
Es ist bekannt, Fische in Aufzuchtbecken groß zu ziehen und bei Erreichen einer
bestimmten Größe zum Verzehr in den Handel zu geben. Süßwasserfische
können hierzu in Teilchen mit einem natürlichen oder künstlichen Wasserzulauf
und einem Wasserablauf gehalten werden. Durch Zufuhr des frischen Wassers
werden die durch Exkremente und Futterreste verursachten Verunreinigungen
des Wassers entfernt und dem Wasser außerdem Sauerstoff zugeführt.
Im Bereich der Aquariumstechnik ist es bekannt, Innenfilter zur
Wasseraufbereitung vorzusehen. Die DE 28 11 943 A1 offenbart einen
Aquariumsinnenfilter, der zur Verwendung in einem Salzwasseraquarium um
einen Flotationsreaktor ergänzt ist. Die Filterung erfolgt über Kerzenfilter, durch
die von außen das Wasser einströmen kann. Der Flotationsreaktor und die
Kerzenfilter sind über eine Bodenkammer miteinander verbunden. Im
Flotationgsreaktor ist ein Ausströmer vorgesehen, über den feinstperlige Luft
eingeleitet wird. Ein Teil des in die Bodenkammer des
Flotationsreaktors einströmenden Wassers wird durch die aufstei
genden Luftblasen in die Reaktionskammer des Flotationsreaktors
gefördert. Ein weiteres Filterelement ist mit einem teilweise
über die Wasseroberfläche ragenden Rohr versehen. In diesem Fil
terelement ist ein weiterer Luftausströmer angeordnet. Das in
diesem Filterelement mit den Luftblasen aufsteigende Wasser wird
in das Rohr gefördert und in das Aquarium zurückgeführt. Da die
Reinigung innerhalb des Aquariumbeckens erfolgt, kann die Durch
strömung des Wassers ausschließlich durch die eingeleitete Luft
erfolgen, denn es muss nur der Innenwiderstand der Filterelemen
te überwunden werden.
Sollen Meerwasserfische in einer Fischzuchtanlage aufgezogen
werden, muss diese entweder in Küstennähe gebaut sein, damit
frisches Meerwasser den Fischbecken zugeführt werden kann, oder
es muss zur Aufbereitung des Wassers eine Reinigungsanlage vor
gesehen sein. Bei Meerwasseraquarien ist es bekannt, das Wasser
aus dem Aquariumbecken 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 Reak
tionsraum des Flotationsturmes Wasser abgesaugt, dann feinstper
lig mit Luft vermischt und dem Reaktor wieder zugeführt. Die
feinstperlige Luft stellt Kontakt zu den im Wasser befindlichen
Eiweißverbindungen und Schmutzpartikeln her. Die nach oben auf
steigenden Luftblasen fördern dann diese Eiweißverbindungen und
Schmutzpartikel in einen oberhalb des Reaktionsraumes angeord
neten Schaumsammelraum, der in das nach oben verlaufende Schaum
rohr mündet. Über das Schaumsammelrohr und das Schaumrohr gelan
gen die Proteine und Schmutzpartikel in einen Schaumsammelbehäl
ter, von wo aus sie dann dem Abwasser zugeführt oder auf sonsti
ge Weise entsorgt werden können. Ein beschriebener Flotations
turm ist beispielsweise aus der DE 44 16 587 C1 oder der DE 36 43 931 A1
bekannt. Aus dem Flotationsturm wird das gereinigte
Wasser über eine Pumpe abgesaugt, gegebenenfalls weiteren Fil
teranlagen zugeführt und von dort zurück im Kreislauf in das
Aquariumbecken gepumpt.
Nachteilig an dem beschriebenen Verfahren ist, dass die zum Fördern des
Wassers 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
Speisefische 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 Fördern und
Reinigen von Salzwasser, insbesondere in einer Fischaufzuchtanlage mit
mindestens einem Fischbecken und einer außerhalb hiervon vorgesehenen
Reinigungseinrichtung angegeben werden, das wirtschaftlich betreibbar ist.
Außerdem soll als Reinigungseinrichtung ein Flotationsturm zur Verwendung in
dem Verfahren angegeben werden, der mit einem geringen Energieaufwand
betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird für das Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs
und für den Flotationsturm durch die Merkmale des Anspruchs 3
gelöst.
Die Problemlösung erfolgt durch folgende Schritte:
- a) Ableiten des Wassers aus dem mindestens einen Fischbecken in einen Hydrozyklon zur Grobabscheidung der Fest- und Schwebstoffe aus dem Wasser,
- b) Zuführen des Wassers in einen im unteren Bereich eines Flotationsturmes vorgesehenen Zulaufraum,
- c) Einleitung von Luftblasen in den Zulaufraum des Flotationsturmes und Fördern des Wassers mit den aufsteigenden Luftblasen aus dem Zulaufraum in einen Reaktionsraum im darüber liegenden Bereich des Flotationsturmes,
- d) Ableiten des Wassers aus dem unteren Bereich des Reaktionsraumes in den unteren Bereich eines Biofilters,
- e) Rückführung des Wassers aus dem oberen Bereich des Biofilters in das mindestens eine Fischbecken, wobei
- f) die Wasserförderung in einem geschlossenen Kreislauf erfolgt und hierzu die einzige Energiezufuhr zur Betreibung des Systems 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 werden, beim Aufsteigen an die Wasseroberfläche mitreißen, also
nach oben fördern. In der Praxis hat sich gezeigt, dass eine Druckdifferenz von
nur 6 bis 20 cm Wassersäule zwischen dem in den Flotationsturm 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 Verfahren, mit
einem Gehäuse, einem Zulaufraum, einem darüber angeordneten 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
dadurch aus, dass das Gehäuse geschlossen ist und der Zulaufraum vorgesehen
ist, der über eine Mehrzahl senkrecht angeordneter Rohre mit dem
Reaktionsraum in Verbindung steht, dass ein zur Erzeugung der Luftblasen
vorgesehener Ausströmer in jedem Rohr angeordnet ist, dass das Wasser in den
Zulaufraum einleitbar und aus dem Reaktionsraum ableitbar ist, und dass der
Wasserablauf vorzugsweise im unteren Bereich des Reaktionsraumes vorgesehen
ist.
Durch diese Ausbildung fördern die in das im Zulaufraum befindliche Wasser
eingeleiteten feinstperligen Luftblasen, die vom Zulaufraum über die Rohre in den
Reaktionsraum eingeleitet werden, das im Zulaufraum befindliche Wasser nach
oben in den Reaktionsraum, wo der sich an der Wasseroberfläche bildende
Schaum abgeschöpft werden kann. Durch die mehreren senkrecht angeordneten
Rohre zur Verbindung des Zulaufraums mit dem Reaktionsraum ist die
Durchmischung des Wassers mit feinstperliger Luft besser und der nach oben
geförderte Volumenstrom gleichmäßiger.
Hierzu ist es insbesondere vorteilhaft, wenn sechs regelmäßig auf einen Kreis
verteilt angeordnete Rohre vorgesehen sind.
Die Abtrennung des Reaktionsraums und des Zulaufraums erfolgt durch eine
eingesetzte Platte, die entsprechend der verwendeten Anzahl von Rohren 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 ausschließlich
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.
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 (5)
1. Verfahren zum Fördern und Reinigen von Salzwasser, insbesondere in einer
Fischaufzuchtanlage mit mindestens einem Fischbecken (22) und einer au
ßerhalb hiervon vorgesehenen Reinigungseinrichtung (1, 20, 25) mit fol
genden Schritten:
- a) Ableiten des Wassers aus dem mindestens einen Fischbecken in ei nen Hydrozyklon zur Grobabscheidung der Fest- und Schwebstoffe aus dem Wasser,
- b) Zuführen des Wassers in einen im unteren Bereich eines Flotation sturmes vorgesehenen Zulaufraum,
- c) Einleitung von Luftblasen in den Zulaufraum des Flotationsturmes und Fördern des Wassers mit den aufsteigenden Luftblasen aus dem Zulaufraum in einen Reaktionsraum im darüber liegenden Bereich des Flotationsturmes,
- d) Ableiten des Wassers aus dem unteren Bereich des Reaktionsrau mes in den unteren Bereich eines Biofilters,
- e) Rückführung des Wassers aus dem oberen Bereich des Biofilters in das mindestens eine Fischbecken, wobei
- f) die Wasserförderung in einem geschlossenen Kreislauf erfolgt und hierzu die einzige Energiezufuhr zur Betreibung des Systems im Flo tationsturm durch die Einleitung der Luftblasen in das Wasser er folgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftblasen
einleitung über in senkrechten Rohren (6) angeordnete Ausströmer (5) er
folgt.
3. Flotationsturm zur Verwendung in dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
mit einem Gehäuse (1a), einem Zulaufraum (2), einem darüber angeordne
ten Reaktionsraum (7) und einem darüber angeordneten Schaumsammel
raum (12), der über ein Schaumrohr (11) mit dem Reaktionsraum (7) in
Verbindung steht, wobei in den Reaktionsraum (7) Luftblasen zur Schaum
bildung des Wasser einleitbar sind, wobei das Gehäuse (1a) geschlossen
ist und der Zulaufraum (2) über eine Mehrzahl senkrecht angeordneter
Rohre (6) mit dem Reaktionsraum (7) in Verbindung steht, und wobei ein
zur Erzeugung der Luftblasen vorgesehener Ausströmer (5) in jedem Rohr
(6) angeordnet ist, das Wasser in den Zulaufraum (2) einleitbar und aus
dem Reaktionsraum (7) ableitbar ist, und der Wasserablauf (16) im unteren
Bereich des Reaktionsraumes (7) vorgesehen ist.
4. Flotationsturm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sechs re
gelmäßig auf einem Kreis verteilt angeordnete Rohre (6) vorgesehen sind.
5. Flotationsturm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ab
trennung von Reaktionsraum (7) und Zulaufraum (2) durch eine eingesetzte
Platte (4) erfolgt, die Löcher (4a) zum Einsetzen der Rohre (6) aufweist.
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