DE19909172C2

DE19909172C2 - Verfahren zum Fördern und Reinigen von Salzwasser in einer Fischaufzuchtanlage und Flotationsturm zur Verwendung in dem Verfahren

Info

Publication number: DE19909172C2
Application number: DE1999109172
Authority: DE
Inventors: Martin Sander
Original assignee: ERWIN SANDER ELEKTROAPPBAU GMB
Current assignee: ERWIN SANDER ELEKTROAPPBAU GMB
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2019-03-04
Also published as: WO2000051421A3; DE19909172A1; AU4098900A; WO2000051421A2

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.

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, 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.