DE2360569A1

DE2360569A1 - Verfahren und vorrichtungen zur reinigung und belueftung von aquarien

Info

Publication number: DE2360569A1
Application number: DE2360569A
Authority: DE
Inventors: John P Bennett; George D Bliss
Original assignee: Syntex USA LLC
Current assignee: Syntex USA LLC
Priority date: 1972-12-18
Filing date: 1973-12-05
Publication date: 1974-06-20
Also published as: US3841999A; CA981127A; GB1435599A; JPS4997455A

Description

PATENTANWÄLTE

DlpUng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK DlpL-lng. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD ■ Dr. D. GUDEL

TELEFON COem ²⁸¹¹³⁴ «FBANKFURTAMMAm

287014 GR. ESCHENHEIMER STRASSE 38

PA-587 Syntex: (U.S.A.) Inc.

3401 Hillview Avenue

Palo AItQ,-Ca. 94304 / USA

Verfahren und Vorrichtungen zur Reinigung und Belüftung von Aquarien

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen und Verfahren zur Reinigung und" Belüftung des in Aquarien und anderen Aquakulturbehältern zum Halten von Fischen und/oder Krustazeen usiü. verwendeten Wassers. Sie bezieht sich weiterhin auf Verfahren zur Herstellung und Verwendung dieser Vorrichtungen und auf Aquakultursysteme, die diese Vorrichtungen und Verfahren anwenden. .

Aufgrund der relativ geringen Größe von Aquarien im Vergleich zur natürlichen Umwelt wird das Aquariumwasser mit organischem Abfall, überschüssiger Nahrung und im Wasser lebenden.Organismen, wie Algen, verunreinigt. Diese Verunreinigungen müssen entfernt werden oder das Wasser wird so schmutzig, daß es für die darin lebenden Fische oder Krustazeen schädlich wird; und im Fall von Schau-Aquarien muß verhindert werden, daß das Wasser übelriechend und trübe oder anderweitig ästhetisch unangenehm wird.

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Außerdem ist die im Aquariumwasser enthaltene oder durch das Leben im Aquarium gebildete Sauerstoffmenge unzureichend, um das darin enthaltene Tierieben zu unterhalten, weshalb zusätzlicher Sauerstoff (z.B. Luft) dem Aquariumuiass.er zugefühfct werden muß» In der Vergangenheit wurde v/ersucht, diese Probleme durch Verwendung won Filtersystemen zu beheben, die das verunreinigte Wasser durch ein Glaswolle, Tierkohle oder andere Medien mit großem Oberflächengebiet jedoch geringem Zwischenraum zwischen den einzelnen Teilchen oder eine Kombination solcher Medien zu leiten, die die Verunreinigungen sammeln oder absorbieren. Ein weiterer Versuch bestand in der Verwendung von Belüftern, die das filtrierte Wasser belüften und zum Aquarium zurückpumpen oder dia das Aquariumwasser direkt belüften. Die Akkumulierung von Verunreinigungen innerhalb des Filterbettes schafft ideale Bedingungen für das Wachstum anaerober Bakterien, die ihrerseits ein "Schleimigwerdqn" des Filterbettes verursachen und außerdem Toxine, wie anaerobe Biozersetzungsprodukte bilden, die für das Tierleben im Aquarium schädlich sind. Dieses Schleimigwerden bewirkt neben starker Geruchsbildung auch das Verstopfen des Filters lange bevor dies aufgrüncT der akkumulierten Menge an Verunreinigungen zu erwarten ist. Daher müssen diese Filter oft gereinigt und das Filterelement oder Filterbettmedium ersetzt werden. Es wurde erfindungsgemäß daher eine kombinierte Filtrations-, Reinigungs- und Belüftungsvorrichtung unter Verwendung aerober Biozersetzung gefunden, die über längere Zeiten wirksam ist als dies aufgrund der entfernten Menge an Verunreinigungen zu erwarten wäre, und die weiterhin für die Dauer bis zu einem 3ahr und länger wirksam ist und keinen Toxinaufbau im Aquarium oder dem Aquakulturbehälter bildet.

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Einige bekannte fiquariumfiltrationsvorrichtungen. mit aerober Biozersetzung der Verunreinigungen sind in den US-Patentschriften 3 578 169 und 3 693 798 beschrieben. Diese bekannten Vorrichtungen wirken in Wirklichkeit jedoch entweder immer noch hauptsächlich anaerob, wie im Fall der Vorrichtung der US-Patentschrift· 3 578 169, oder sie sind relativ komplex, wie z.B. im Fall· der in der US-Patentschrift 3 693 798 beschriebenen Vorrichtung. Im Gegensatz dazu wirkt die erfindyngsgemäße Filirations-, Reinigungsund Belüftungsvorrichtung in sehr wirkungsvoller Weise und ist sowohl in der Konstruktion als auch im Betrieb äußerst einfach.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt einen oben offenen, länglichen Behälter mit einem Durchgang nahe des unteren Endes zur Aufnahme von verunreinigtem Wasser; ein erstes grobes Aggregatfilterbett am Boden dieses Behälters, ein zweites kleineres Aggregatfilterbett von wesentlich größerer Tiefe als das erste Filterbett, das-vertikal oberhalb des ersten Filterbette angebracht ist und mit diesem in Berührung steht und das sich bis in die Nähe, . jedoch nur unterhalb der Oberkante des Behälters erstreckt; eine erste Luftzuführung nahe der Zwischenfläche des ersten und zweiten Filterbettes, wodurch die so zugeführte Luft aerobe Bakterien

bzw. fördert
herbeiführt/und bewirkt,, daß das Wasser mittels Luft durch das

zweite Filterbett gehoben wird; einen *Sumpf" innerhalb des zweiten Filterbettes zur Aufnahme des durch das zweite Filterbett . laufenden Wassers; eine Leitung in diesem Sumpf zur Abführung von Wasser und eine zweite Luftzuführung innerhalb dieser Leitung,

wodurch die durch die zweite Luftzuführung eingeführte Luft das . Wasser belüftet und mittels Luft aus dem Sumpf durch die Leitung!

hebt, so daß gereinigtes und belüftetes Wasser aus dieser

Leitung abgegeben wird. -

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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung und Belüftung won Aquakulturbehältern umfaßt im lues-entlichen zwei primäre Stufen: eine erste PrimärBtufe, - bestehend im Abziehen des verunreinigten, organische Verunreinigungen enthaltenden Wassers aus dem Aquakulturbehälter durch ein erstes Filterbett aus einem groben Aggregat mit harter Oberfläche und geringer Absorption, wodurch Verunreinigungen mit großer Teilchengröße gefangen und durch die Einwirkung des durch das Filterbett laufenden Wassers zerrieben werden, und dem Berühren des durch das erste Filterbett laufenden Wassers mit einem bei ausreichender Geschwindigkeit und Druck fließenden Luftstrom, um das berührte Wasser senkrecht durch ein zweites Filterbett aus einem Aggregat mit kleinerer Teilchengröße, harter Oberfläche und geringer Absorption mit größerer Tiefe als

organischen das erste Filterbett zu bewegen, u/odurch die/Verunreinigungen mit kleinerer Teilchengröße im zweiten Filterbett gefangen und aerob durch Einwirkung der aeroben, durch den Luftstrom eingeführten und begünstigten Bakterien biozersetzt werden; die zweite ; Primärstufe besteht im Entlüften von überschüssiger Luft und gasförmigen Nebenprodukten der aeroben Biozersetzung aus dem durch das zweite Filterbett laufenden Wasser, Sammeln dieses Wassers in einem Sumpf oder Reservoir und Belüften des gesammelten Wassers

durch Hindurchführung von Luft und anschließende Abgabe des belüfteten, gereinigten Wassers in den Aquakulturbehälter. Bei einer Einheit zur Reinigung von 20-40-1-Aquarien hat das Aggregat im ersten Filterbett eine Teilchengröße zwischen etwa 6-12 mm, während das Aggregat im zweiten Filterbett eine Teilchengröße von etwa 3-6 mm.

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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ujird Luft durch das Wasser im Sumpf mit ausreichender Geschwindigkeit hindurchgeleitet, um das Wasser über eine geeignete Leitung auf ein Niveau zu heben, wo es durch Schwerkraft in den Auqakulturbehälter fließen kann. Obgleich Verfahren und Uorrichtung auf die Verwendung von Luft beschrieben werden, können selbstverständlich auch andere geeignete, sauerstoffhaltige, gasförmige Mischungen in einer oder beiden oben beschriebenen primären Stufen sowie anstelle von einem oder beiden Luftzufuhrmitteln in der Vorrichtung verwendet werden. :.-.-.

Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen weiter veranschaulicht, in welchen gleiche Bezugszahlen sich auf gleiche Teile beziehen, ohne dadurch eingeschränkt zu werden. " -

Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch ein Aquarium zur Darstellung des Betriebs des erfindungsgemäßen Reinigungs-Belüftungs-Äpparates.

Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch die Reinigungs-Belüftungs-Vorrichtung. '

Fig. 3 ist ein Horizontalschnitt etwa entland der .Linie 3-3 von Fig. 2, jedoch unter Wecjlassung des Filterbettes aus Gründen der Klarheit. . · . , ■ .

Fig. 4 ist ein Längsschnitt der Oberseite.des Behälters und zeigt eine Modifikation des Behältereiementes der erfindungsgemäßen Reinigungs-Belüftungs-Uorrichtung.

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Fig. 5 ist eine Daraufsicht etwa entlang der Linie 5-5 von Fig. 4, Fig. 6 ist ein Längsschnitt des unteren Teils der erfindungsgemäßen Reinigungs-Belüftungs-Vorrichtung und zeigt eine bevorzugte Ausfuhrungsform.

Fig. 1 zeigt eine typische Verwendung und den Betrieb der erfindungsgemäßen Reinigungs-Belüftungs-Vorrichtung in einem Aquariumtank 16. Beim Betrieb luird verunreinigtes Wasser durch die Löcher oder Durchgänge 4 in der äußeren Behälterwand 2a in die . _ ... Vorrichtung gezogen und dann gereinigt, belüftet und durch die Leitung 11 zum Aquarium zurückgegeben. Die Luft luird zur Vorrichtung 1 über Leitungen 15 und 15a (gewöhnlich biegsame Rohre) zum Belüften und Pumpen des Wassers durch die Vorrichtung und zurück zum Aquariumtank sowie zur Zuführung von Sauerstoff zwecks Erleichterung der aeroben Biozersstzung der durch den Filter aufgenommenen Verunreinigungen zugeführt.

Fig, 2 und 3, die die innere Struktur der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Detail zeigen, stellen eine Vorrichtung dar, die einen äußeren Behälter oder Gehäuse 2 als einer länglichen, gewöhnlich zylindrischen Wand 2a umfassen, die oben offen und am unteren Ende durch die Bodenwand 3 geschlossen ist, wodurch die Behälterkammer 1a definiert wird. Die Wand 3 ist gewöhnlich vorzugsweise senkrecht zu Wand 2a, um ihre stabile Anbringung am Boden des Aquariums oder Behälters zu erleichtern. Und obgleich es zweckmäßig ist, daß Wand 2 a zylindrisch ist oder im Schnitt einen Kreis definiert, wie in Fig. 3 gezeigt, um so Konstruktion und Reinigungsmöglichkeiten zu erleichtern, können auch andere

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Querschnittskonfigurationen, wie z.B. quadratisch oder rechteckig, eliptisch oder dreieckig usw., verwendet werden. Um weiterhin ausreichend Raum innerhalb des Behälters 2 für die richtige Tiefe des Filterbettes 14 zu gewährleisten, sollte die Wand 2a eine, innere Länge von mindestens dem zweifachen inneren Durchmesser oder der mittleren Diagonale haben, die durch das Zentrum des durch Wand oder Wände 2a definierten planen Querschnittsgebietes läuft. Wenn somit die Vorrichtung Wände mit einem zylindrischen inneren Durchmesser uon 1-5 cm hat, dann sollte die Wand 2 eine innere Länge von mindestens 30 cm haben. Die Wand' 2 hat eine Anzahl von Löchern oder Durchgängen 4, die sich durch diese hindurch erstrecken und es ermöglichen, daß das verunreinigte Wasser in das Innere der Vorrichtung fließt, und die weiterhin als grobes .Filter dienen, damit keine großen Gegenstände in den Filter fließen. Die Durchgänge 4 sind nahe der Bodenwand 3 und vorzugsweise über die gesamte Peripherie der Wand 2a verteilt. Sie erstrecken sich vorzugsweise nicht über ein Viertel der Gesamtlänge der Wand 2a über die Wand 3 hinaus. Die Durchgänge 4 sollten einen kleineren Durchmesser als die mittlere Teilchengröße des im benachbarten Abschnitt des Filterbettes 14 verwendeten Aggregates und zweckmäßig einen Durchmesser von etwa 3 mm öder weniger haben. Die rohr- bzw. schlauchartige Luftzuführung 5 führt Luft über Düse 6 zum unteren Teil des Inneren der Filtervorrichtung und ist innerhalb der Vorrichtung so angebracht, daß die Düse 6 horizontal in der Vorrichtung auf einer vertikalen ~ Achse zentriert und am unteren Ende der Vorrichtung, .jedoch oberhalb der Löcher 4, angebracht ist, um sicherzustellen, daß die durch Düse 6 eingeführte Luft nicht durch die Durchgänge 4 fließt. —.■■■' ·

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Die Fließverteilungsplatte 7 ist gewöhnlich in der Behälterkammer 1a oberhalb des Ausgangs von Düse 6 zentriert und hat vorzugsweise dieselbe Querschnittskonfiguration wie der Behälter 2, jedoch von verminderter Größe oder Fläche, wie aus Fig. 3 deutlich wird. Die Platte 7 hat zahlreiche Durchgänge 8, um den Durchgang von Luft aus Düse 6 und des abgezogenen Wassers zu ermöglichen. Die Durchgänge 8 verteilen die durch Düse 6 eingeführte Luft gleichmäßig über den Querschnitt des Filterbettes 14 und können zweckmäßig über die Platte 7 als ein oder mehrere konzentrische Ringe verteilt sein. In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind die Durchgänge 8 über die Platte 7 als zwei konzentrische Ringe mit größeren Durchmessern als der. "Sumpf(behälter)" verteilt.

Da die Platte 7 keine das Filterbettaggregat zurückhaltende Funktion hat, können die Größen der Durchgänge 8 beträchtlich variieren. Sie haben jedoch gewöhnlich einen Durchmesser von etwa 0,8-3,2 mm, gewöhnlich etwa 1,6 mm. Der Sumpf'(behälter) 9 ist gewöhnlich oberhalb dar Platte 7 und Düse 6« zentriert und besteht aus einer länglichen, geschlossenen, rohrartigen Struktur, definiert durch die am unteren Ende durch Wand 9b geschlossenen zylindrische Wand 9a, wodurch die Sumpfkammer 9c zur Aufnahme von gereinigtem Wasser definiert wird. Obgleich die Sumpfwand 9a mit ringförmigem Querschnitt gezeigt ist, können wie im Fall der Behälterwand 2a andere Konfigurationen verwendet werden. Der Sumpf (behälter) 9 ist so angebracht, daß sich die untere Sumpfwand 9b. in relativer Nähe zum Boden 8 befindet und daß sich die Sumpfwand 9a. aufwärts und allgemein parallel zur Behälterwand 2a erstreckt und unterhalb der Oberkante der Behälterwand 2a endet. Dadurch wird sichergestellt, daß im Fall eines Überfließens des

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Filterbettes 14 das überfließende Wasser über die Oberseite der Sumpfwand 9a läuft und in die Sumpfkammer 9c fällt. Sumpfdurch-

durch
gänge 10· erstrecken sich/die Wand 9a, so daß das gereinigte Wasser vom Filterbett 14 in die Sumpfkammer fließen kann. Die Durchgänge 10 sind auf den oberen Abschnitt von Wand 9a beschränkt und sollten sich nicht unter dem oberen Vierteil von Wand 9a und vorzugsweise nicht unter dem oberen Achtel von Wand 9a befinden und über die gesamte Peripherie von Wand 9a verteilt seih-. Sie sollten einen Durchmesser unter der mittleren Teilchengröße des benachbarten Filterbettaggregates haben, damit sich die Sumpfkammer nicht mit dem Filterbettaggregat füllt. Der Sumpf 9 kann zweckmäßig aus einem üblichen Rohr- b;zw. Schlauchma-terial hergestellt sein; in diesem Fall kann die' Bodenwand 9b eine übliche ver-

schraubbare Kappe (Verschluß) sein, wodurch ' ·

die Reinigung von Sumpf 9 erleichtert wird, Luftzufuhrrohr 5, Platte 7 und Sumpf 9 werden gewöhnlich durch das Aggregatfilterbett 14 ohne andere Halterungen an ihrem Platz gehalten. Um die richtige' Stellung dieser .Elemente sicherzusterilen, können jedoch auch Abstandshalter verwendet werden. So.können z.B.. die Luftzufuhrrohre durch eine oder mehrere Abstandshalterklammern 17 an ihrem Platz gehalten werden, die an Wand 2a angebracht sind, wie aus Fig. 2 "und 3 hervorgeht. Die Abstandhalterklammern 1.7 sind vorzugsweise aus einem halbbiegsamen Material, wie,Polyäthylen usw., konstruiert, so daß das Luftzuführrohr 5 in der Klammer 17 leicht "eingeschnappt" werden kann. Wo die Wand 2a und die Klammer 17 weiterhin aus demselben oder einem verträglichen, verformbaren Material konstruiert sind, ,kann die Klammer 17 als integrierter Teil von Wand 2a geformt sein.

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OiB Sumpfabführungsleitung 1,1 ist eine Leitung oder ein Rohr mit einem wesentlich kleineren äußeren Durchmesser als der innere Durchmesser der Sumpfwand 9a und erstreckt sich in einer Stellung nahe, jedoch mit gewissem Abstand zur Bodensumpfwand 9b in die Sumpfkammer. Die Sumpfabführungsleitung 11 ist so angebracht, daß ihre Wand 11a sich allgemein parallel zur Sumpfiuand 9a befindet. Per untere Teil der Sumpfabführungsleitungswand Ha ist mit Durchgängen-12 versehen, die sich durch die Wand 11a erstrecken und den Wasserdurchgang aus der Sampfkammer erlauben. Die Sumpf- · abführungsleitung 11 kann durch geeignete Halterungen befestigt sein, die am oberen, horizontalen Teil der. Sumpf abführungsleitung angebracht sind; oder sie kann durch Abstandshalterungen befestigt sein, die am Kopf der Sampfwand 9a angebracht sind, wie z.B. die in Fig. 4 gezeigte Halterungskappe 18. Der horizontale Teil,won Leitung 11 ist vorzugsweise leicht abwärts gerichtet. Der obers Teil von Leitung 11. hat eine den Durchgang 11b aufnehmende Luftzuführungsleitung. Die Sumpfluftzufuhr 13 läuft durch den Durch- , gang 11b und befindet sich zweckmäßig mit dieser in Reibuerbindurg, wodurch die Düse 13a bezüglich den Durchgängen 12 und die äußere Wand von Rohr 13 bezüglich der inneren Wand der Sumpfabführungsleitung 11 an ihrem Platz gehalten.werden. Das ontere Ende von Rohr 13 endet mit der Düse 13a, die gewöhnlich innerhalb der Abführungsleitung 1-1 oberhalb- der Durchgänge .12 zentriert ist um sicherzustellen, daß die durch Düse 13a eingeführte Luft nicht durch die Durchgänge 12 läuft. Das obere Ende von Leitung 13 ist über Leitung 15a mit einem Mittel für die Luftzufuhr verbunden.

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Das Aggregatfilterbett 14 erstreckt sich von der Behälterwand 3 über die gesamte Behälterkammer bis zu einem Niveau.etwas oberhalb der Durchgänge 10· in der Sumpfwand 9a, jedoch unterhalb der Oberkante von Sumpfwand 9a um sicherzustellen, daß das Aggregat nicht

in die Sumpfkammer überfließt. Das Filterbett 14 besteht aus zwei Filterbettabschnit.ten; nämlich einem ersten Filterbett 14a aus grobem Aggregat, das sich von der Bodenwand 3 bis etwas oberhalb des obersten Durchganges 4 erstreckt, und einem zweiten Filterbett 14b. aus-Aggregat mit kleinerer Teilchengröße, . das sich vom groben Aggregatfilterbett bis zum Kopf des Filterbettes erstreckt. Das erste Filterbett besteht aus. einem Aggregat mit relativ großer Teilchengröße und dient der Entfernung von.Verunreinigungen.mit großer Teilchengröße, die einen zu großen Druckabfall über das Filterbett mit Aggregat von kleiner Teilchengröße verursachen würden. Der restliche Teil der Filterbettes vom.groben Aggregat

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bis zur Oberkante .besteht"aus Aggregat mit kleinerer Teilchengröße, urn feinere Verunreinigungen aufzunehmen. . . .

Bei Filtereinheiten mit einem gesamten Aggregatfilterbettvolumen von etwa 2 bis 3 i, wie es besonders zweckmäßig zur Reinigung und Belüftung von Aquarien von 20-40 !.Fassungsvermögen ist,hat das grobe Filterbett vorzugsweise eine Aggregatteilchengröße von etwa 6-13 mm und das zweite Filterbett eine Aggregatteilchengröße von etwa 3-6 mm. Das Aggregat mit größerer Teilchen-, größe wird entsprechend gewöhnlich in größeren Einheiten und dasjenige mit kleinerer Größe in kleineren Einheiten verwendet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Tiefe des zweiten Fil^erbettes 1 14b wesentlich größer als die des ersten Filterbettes 14a, da die aerobe Biozersetzung im zweiten Filterbett erfolgt und daher

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eine größere Verweilzeit zweckmäßig ist. Es ist u/esentlich, daß das Filterbettaggregat immer als einem Material mit relativ harter, glatter Oberfläche mit relativ wenigen Oberflächenporen und entsprechend einer niedrigen Absorptionsfähigkeit besteht, wie z.B. Kies oder Sand, damit nicht wesentliche Mengen an Verunreinigungen durch die Oberflächenporen absorbiert und dadurch vom Kontakt mit der zum zuzeiten Filterbett geführten Luft ausgeschlossen und dadurch einer anaeroben Biozersetzung unterworfen werden; weiterhin darf das· grobe Aggregatfilterbett nicht große Mengen an Verunreinigungen einschließlich solcher mit kleiner Teilchengröße adsorbieren und somit schleimig werden. Wo die Reinigung und Belüftung außergewöhnlich großer Rquakuiturbehälter gewünscht wird, •wie sie z.B. in großtechnischen.Betrieben für Nahrungsmittelzwecke verwendet werden, kann es oft zweckmäßig sein, daß dem groben Filterbett ein solches mit noch gröberem Aggregat vorgeschaltet wird.

Obgleich mit dem oben beschriebenen System mit zwei Filterbetten wesentlich bessere Ergebnisse erzielt werden kann auch ein ein-

(beliebigen)

ziges Filterbett mit demselben oder einem undefinierten/Teilchengrößenbereich verwendet werden, wo weniger starke Verunreinigungsprobleme oder Reinigungsvorschriften vorliegen. Weiterhin kann auch eine Vielzahl von Filterbettschichten aus Aggregaten mit unterschiedlichem Teilchengrößenbereich, vorzugsweise mit immer kleiner werdender Größe, verwendet werden, obgleich gewöhnlich keine wesentlichen Vorteile - wenn überhaupt - gegenüber dem obigen System mit zwei Filterbetten erzielt werden.

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In der in Fig« 6 gezeigten,- bevorzugten Ausführungsform ist die Verteilerplatte 7 durch eine direkt an Düse 6 angebrachte Dispergierungskappe 7a ersetzt. Diese Dispergierungskappen werden gewöhnlich mit Belüftern oder Luftanhebungspumpen verwendet und bestehen meist aus porösem Stein oder einem anderen porösen Material, das zum Aufteilen oder Dispergieren des Luftstromes in kleine, über die Peripherie der Oispergierungskappe verteilte Luftbläschen dient. Die Verwendung solpher Dispergierungskappen , ist z.B.. in der US-Patentschrift 2 782 161 beschrieben. Man kann .auch sowohl die Verteilungsplatte 7 als auch die Dispergierungskappe weglassen, was jedoch zu einem erheblichen Verlust an Wirksamkeit führt; oder.man kann sowohl Verteilungsboden als auch Dispergierungskappe verwendet, wodurch die Wirksamkeit verbessert wird. Gewöhnlich wird erfindungsgemäß jedoch vorzugsweise nur eine Luftverteilungsvorrichtung verwendet, da die durch zwei Vorrichtungen erzielte Verbesserung der Wirksamkeit meist nicht ausreicht, um deren Verwendung zu rechtfertigen. Von Verteilungsboden 7 und Dispergierungskappe 7a wird erfindungsgemäß die Dis- -pecgierungskappe bevorzugt, da sie kleinere Uuftbläschen liefert und man entsprechend einen besseren Kontakt zwischen Luft und eingeschlossenen organischen Verunreinigungen erzielt. -

Fig. 4 und 5 zeigen zeigen Kappen, um die Sumpfabführuhgsleitung 11 in Bezug auf eie Sumpfkammer in ihrem Platz zu halten. Die Halterungskappe 18 hat gewöhnlich dieselbe Querschnittskonfiguration wie die äußere Peripherie der Sumpfwand 9a und- pa'&t." in" das untere Ende derselben. Die abwärts greifende Lippe 18c hat praktisch denselben inneren Wanddurchmesser wie der äußere Durch-

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messer der Surnpfu/and 9a, oder sie ist etwas größer. Die Innenwand von Lippe 18c kann eine Zwischenf.läche 19 mit der äußerem Sumpfwand 9a bilden, wie in Fig. 4 gezeigt, oder sich in einem Abstand von derselben-befinden. Lippe 18 c und Wand 9a können entweder eng zusammenpassen, wie in Fig. 4 ,gezeigt, oder nur lose passen, da diese Lippe die äußere Wand der Sumpfabführungsleitung 11 bezüglich der inneren Wand des Sumpfes in ihrem Platz halten soll. Die Kappe 18 hat einen zentralen Durchgang 21, der in seiner Konfiguration der Quersehnittkonfiguratian der Wand 11a entspricht und den Durchgang der rohrförmigen Wand 11a in enger Paßform zulassen soll. Die fohrförmige Wand 11a ist zu/eckmäßig mit einer perpheren Rille 11c in ihrer Außenwand trersehen, und die den _ zent£aXen_Durchgang 21 in Kappe 18 definierende Innenkante 18a ist vorzugsweise leicht abgerundet und von solchem Durchmesser, daß ein dichtes Passen zwischen Kante 18a und peripherer Rille 11c erleichtert wird. Diese enge Einpassung "in eine Rille ergibt * Halt und Stabilität für die Äbführungsleitung 11 und fixiert die senkrechte Stellung des unteren Endes der Äbführungsleitung 11 und der Durchgänge 12 in derselben bezüglich dev Sumpfkammer und

der Bodensumpfband 9b." Gegebenenfalls kann die Sumpfabführungsoder Halterungen

leitung weiteren Halt durch äußere Klammern/erhalten, die am oberen, gewöhnlich horizontalen Teil der Sumpfabführungsleitung 11 angebracht sind.

Wie ersichtlich, können die Teile der erfindungsgemäße Reinigungs-Belüftungs-Vorrichtung leicht zusammengefügt werden. So braucht man z.B. nur die Behälterkamtner 1a bis zu einem Niveau leicht oberhalb' d.es obersten Durchganges 4 in der Behälterwand mit grobem Aggregat zu füllen. Dann kann die Luftzufuhrleitung 5 auf dem

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groben Aggregat mit Düse 6 im Zentrum der Kammer angebracht werden, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt. Wo die Behälterwand 2a. mit Abstandhalterungen 17 versehen ist, kann die Luftzufuhrleitung (mit Düse 6) leicht in den Halterungen - .befestigt werden; bei Verwendung einer Luftuerteilungskappe kann diese wie oben angebracht werden,. ' Es wird ausreichend grobes Aggregat oder Aggregat mit kleiner Teilchengröße zugefügt, um das Niveau des Filterbettes über die Düse 6 zu erhöhen. Das Niveau des Filterbettes sollte vorzugsweise mindestens 1,25 cm oberhalb des Auslasses der Düse 6 erhöht werden. Dann wird die Verteilungsplatte 7 im Zentrum des Filterbettes innerhalb der Behälterkammer angebracht, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt. Darauf wird weiteres Aggregat mit kleiner Teilchengröße in ausreichender Menge zugefügt, um den Sumpf 9 auf die gewünschte Höhe zu bringen. Dieser-wird dann in der Behälterkammer zentriert, wobei die Bodenwand 9b auf dem Aggregatbett ruht und sich die Sumpfwand 9a gewöhnlich parallel zur Behälterwand 2a befindet. Dann wird weiteres Aggregat mit kleiner Teilchengröße in ausreichender Menge zugefügt, um das Filterbettniveau vorzugsweise auf etwas oberhalb des obersten Durchganges 10 in der Sumpfwand 9a zu erhöhen. Darauf wird die teilweise zusammengefügte Reinigungsvorrichtung im Aquarium oder Behälter in die gewünschte Stellung gebracht, wobei Bodenwand 3 auf dem Boden des Aquariums rliht. Die Abfuhrungsleitung .1T wird dann in der Sumpfkammer in die richtige Stellung gebracht, wobei zweckmäßig die Luftzufuhrleitung 13 "durch Durchgang 11b in die richtige Stellung gebracht und in enger Paßform damit stabilisiert ist, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt. Dann wird der horizontal

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orientierte Teil der Sumpfabführungsleitung 11 angebracht, um laut Fig. 1 das gereinigte, belüftete Wasser zum Aquarium zurückzuführen. Die Sumpfabführungsleitung kann durch äußere Klammern oder Halterungen gehalten werden, die sich, wie oben beschrieben, am horizontalen oberen Abschnitt des Sumpfabführung befinden; und/ oder die Halterung kann durch innere Mittel erfolgen, wie in Fig. 4 und 5 gezeigt. Anschließend u/erden die Luftzufuhrleitungen 5 und 13 mit der Luftzufuhr 15 und 15a, gewöhnlich in Form eines biegsamen Schlauches, verbunden, die an dieselben oder unterschiedliche Luftzufuhrquellen, z.B. Luftpumpen, angeschlossen werden. Wo jedoch dieselbe Zuzufuhrquelle für die Leitungen und 5 verwendet wird, sollten die Zufuhrleitungen mit geeigneten Ventilen versehen sein, um eine Regulierung des relativen Luftflusses zu Leitung 5 und Leitung 13 zu ermöglichen. Dann wird der Luftfluß für eine geeignete Luftgeschwindigkeit und Wassergeschwindigkeit durch die Vorrichtung ohne Störung des ■Filterbettaggregates eingestellt. Die Fließgeschwindigkeit .wird gewöhnlich so eingestellt, daß man etwa alle 1-2 Stunden einen voll-

Wassers im
ständigen Umlauf des/Aquakulturbehälter erzielt, was von der

Menge der Verunreinigung in demselben abhängt.

Mit der offensichtlichen Ausnahme des Filterbettaggregates können dar Behälter 2 und die anderen Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus jedem geeigneten harten oder halbharten, wasserbeständigen Material bestehen. Als Konstruktionsmaterialien haben sich übliche Kunststoffe, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Plexiglass usw., erfindungsgemäß als besonders zweckmäßig erwiesen. ·

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Ein Hauptmerkmal der. erfindungsgemäßen Relnigungs-Belüftungs-Vorrichtung 1st die Leichtigkeit des Betriebes. Die Filtereinheit wird in das Aquarium oder den Behälter wie in Fig. 1 einge- ·· führt, dann wird Luft durch die Leitungen 5 und 13 eingeführt. Die durch Düse 6 eingeführte Luft wirkt als Pumpe und beurirkt", '.. daß das verunreinigte Wasser durch die Durchgänge 4 in die Behälterkammer eingezogen wird. Dieses Wasser wird dann aufwärts durch die Hebewirkung der Luft, durch das Filterbett

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geführt und über die Durchgänge/in der Verteilungsplatte 7 sowie durch den ringförmigen Durchgang zwischen der Innenwand· 2a und der P'eripherie der Platte 7 über den Querschnitt des Filterbettes verteilt. Während das verunreinigte Wasser durch das Filterbettaggregat läuft, werden Verunreinigungen mit großer Teilchengröße durch das grobe Aggregat im ersten Filterbett akkumuliert. Bei organischen Verunreinigungen großer Teilchengröße, wie gewöhnlich zerreibbar "■ sind, werden diese aufgebrochen oder durch die Einwirkung des durch das Filterbett laufenden Wassers auf kleinere Teilchengröße zerrieben, und die kleinen Verunreinigungen werden · durch das zweite Filterbett aufgehalten und einer aeroben Biozersetzung unterworfen. Diese wird durch den Kontakt mit der durch Düse 6 eingeführten Luft eingeleitet und begünstigt. Dann läuft das durch die Luft angehobene, gereinigte Wasser durch die Durchgänge 1G in die Sumpfkamme^ während gleichzeitig überschüssige Luft und gasförmige Produkte, wie Ammoniak, Stickstoffdioxid usw., aus der aeroben Zersetzung von der Oberseite des Filterbettes entweichen und unauffällig an die Atmosphäre entlüftet werden. Das in der Sumpfkammer akkumulierte, gereinigte Wasser wird durch durch die Durchgänge 12 und das untere, offene Ende der Sumpfabführüngsleitung abgezogen, und zwar durch .die

Hebewirkung der durch Düse 13a zugeführten Luft. Dann wird das das Wasser belüftet und mittels Luft durch die Abführungsleitung 11 gehoben und in das Aquarium zurückgeführt« Auf diese Weise u/ird ausreichend belüftetes, gereinigtes Wasser zum Aquarium zurückgeführt.

In einer weiteresn Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Reinigungs-Belüftungs-Vorrichtung in ein von dem Aquakulturbehälter (z.B. Aquarium) entferntes Reservoir mit verunreinigtem Wasser gegeben iuerden. das über eine Syphonleitung oder eine geeignete Pumpenvorrichtung mit verunreinigtem Wasser aus dem Aquakulturbehälter beschickt u/ird. Dann uiird das aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung fließende, gereinigte, belüftete Wasser entweder direkt zum Aquakulturbehälter zurückgeführt, oder es kann zu einer, sekundären Pumpenanlage geführt und von dort zum Aquakulturbehälter zurückgepumpt werden. Die Verwendung eines getrennten Reservoirsystems ist besonders zweckmäßig in kleinen Aquarien oder wo es aus ästhetischen Gründen erwünscht ist, die Reinigungs-Belüftungs-Vorrichtung nicht in das Aquarium zu geben. Weiterhin eignet sich das getrennte Reservoirsystem besonders bei relativ großen Aquakulturbehältern, wie sie z.B. bei großen Betrieben verwendet werden; es bietet eine wesentlich leichtere _-- ZugängÜchkeit dar Reinigungs-Belüftungs-Vorrichtung und bessere Flexibilität, indem bei Verwendung entsprechender Leitungen und Ventile dieselbe Reinigungs-Belüftungs-Vorrichtung für verschiedene Aquakulturbehälter verwendet werden kann.

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Claims

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Pat e η t an s ρ r ü ehe

/i J- Reinigungs- und Belüftungsvorrichtung zur Einbringung in Aquakulturbehälter, bestehend aus einem länglichen Behälter (2) mit Längswänden (2a) und einer die Längsiuände abschließenden Bodenwänd (3), wodurch eine an drei Seiten abgeschlossene und oben offene, längliche Behälterkammer (la) definiert wird, Behälterdurchgängen (4) in den Längsujänden (2a) im allgemeinen .benachbart zur Bodenwänd (3) zur Zuführung von verunreinigtem Wasser zum Boden der Kammer (la); Behälterluftzuführungsleitungen £5, 15) zur Zuführung eines Luftstromes zum unteren Teil der Behälterkammer an einem Punkt oberhalb der Behälterdurchgänge (4), einem Sumpfteil (9) in der .Behälterkammer zur Aufnahme von gereinigtem Wasser; einem Filterbett (14) aus Aggregat in dieser Behälterkammer (la), das sich von der Bodenwand (3) durch die gesamte Kammer in den soiueit nicht ausgenutzten Raum erstreckt und gewöhnlich mindestens einen Hauptanteil dieses Sumpfes bis zu einer Höhe in der Nähe der Oberkante der Längswand (2a) umgibt, wobei das Aggregat aus einem Material mit harter glatter Oberfläche und relativ wenigen Oberflächenporen sowie niedriger Absorphiqnskapäzität besteht; Sumpfeinlaßleitungen (1O) zur Zufuhr von gereinigtem Wasser in den Sumpf (9), wodurch das verunreinigte Wasser durch die Behälterdurchgänge (4) in das Filterbett gezogen und mittels Luft hindurchgehoben werden, so daß organisehe Verunreinigungen kleiner Teilchengröße durch das Filter- . bett (14) aufgehalten und aerob biozersetzt werden und überschüssige Luft und gasförmige Produkte der Biozersetzung aus dem Wasser entlüftet werden, und wodurch das durch das Filterbett (-14) laufende Wasser geeinigt wird und durch die Sumpfeinlaßleitungen (1O) in den Sumpf (9) läuft; Sumpfabführungsleitungen (1-1) inner-

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halb desselben zur Abführung des gereinigten Wassers aus dem

Sumpf (9), Sumpfluftzuführungsleitungen (13, 15a) zur Zufuhr von

Luft nahe dam Boden des Sumpfes (9), wodurch das gereinigte Wasser

im Sumpf belüftet und mittels Luft durch die Sumpfabführungsleitung (11) gehoben und abgeführt wird.

2.- Reinigungs- und Belüftungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat (14) aus einem ersten Filterbett (i4a) aus grobem Aggregat in der Behälterkammer (la), das sich von der Bodenwand (3) über den nicht ausgenutzten Raum in der Kammer bis zu einer Höhe leicht oberhalb der Behälterdurchgänge (4) erstreckt, und einem zweiten Filterbett (I4b) aus Aggregat mit kleinerer Teilchengröße als das grobe Aggregat, das sich vom ersten Filterbett durch den nicht ausgenutzten Raum in der Behälterkammer (la) erstreckt und im allgemeinen mindestens einen Hauptteil des Sumpfes (9) bis zu einer Höhe nahe der Oberkante der Längswand (2a) umgibt, besteht, wobei das verunreinigte Wasser durch die Behälterdurchgänge (4) und durch das erste Filterbett (i4a) gezogen und mittels Luft durch das zweite Filterbett (i4b) gehoben wird, wodurch organische Verunreinigungen kleiner Teilchengröße durch das «weite Filterbett (i4b) aufgehalten und aerob biozersetzt und überschüssige Luft und gasförmige Produkte aus der Biozersetzung aus dem Wasser entlüftet werden und wodurch das durch das zweite Filterbett (I4b) laufende Wasser gereinigt wird.

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3.- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das grobe Aggregat eine Teilchengröße von etuia 6-13 mm und das Aggregat des zweiten Filterbettes eine Teilchengröße von 3-6 mm hat.

bis 3 ■_;-■ 4.- Vorrichtung nach Anspruch 1/, dadurch gekennzeichnet, daß der Sumpf aus einer Längssumpfuiand (9a) und einer die Langssumpfuiände abschließenden Bodenuiand (9b) besteht, wodurch eine an drei Seiten geschlossene und oben offene, läng-liche Sumpfkammer (9) definiert wird, und der Sumpf (9) in solcher Weise innerhalb der Behälterkammer (la) angebracht ist, daß die Oberkante der Längssumpfuiände (9a) etuias oberhalb der Oberseite des zweiten Filterbettes (i4b) herausragt, jedoch niedriger ist als die Oberkante der Längsbehältertuände (2a), wodurch das gereinigte, aus dem zuzeiten Filterbett (14b) überfließende Wasser die Oberkante der Längssumpfuiande (9a) überfließt und in die Sumpfkammer (9c) fließt»

5.- Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß über die gesamte Peripherie eines Abschnittes der Längssumpfuiände (9a), der sich abuiärts etuia vom oberen Niveau des zuzeiten Filterbettes (I4b) bis zu eihepii Abstand von etura einem Viertel der gesamten Länge der Längssumpfu/and (9a) erstreckt, Sumpfeinlaßleitungen (10) verteilt sinä.

und 5
6.- Vorrichtung nach Anspruch 4/^ dadurch gekennzeichnet, daß die Sumpfeinlaßleitungen (1O) über die gesamte Peripherie eines Abschnittes der Längssumpfuiände (9a) verteilt sind, der sich abuiärts von etuia dem oberen Niveau des zureiten Filterbettes (14b) bis zu einem Abstand von etuia einem Achtel der gesamten Länge der Längssumpfuiand (9a) erstreckt.

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bis 6,
7.- Vorrichtung nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet, daß äie Luftverteilungsmittel (6, 7, 7a) umfaßt, die in der Behälterkammer (la) zum Dispergieren und l/erteilen der durch die Behälterzuführungsleitungen (5, 15) eingeführten Luft angebracht sind.

8,- Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftverteilungsmittel eine an den Auslaß (6) der Behälterluftzuführungsleitung (5) angebrachte poröse Dispergierungskappe (7a) ist.

9.- Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftverteilungsmittel eine dünne Platte (7) mit zahlreichen, darüber verteilten Durchgängen (8) ist, die oberhalb des Auslasses (6) der Behälterluftzuführungsleitung (5) angebracht ist, wodurch der durch die Luftzuführungsleitungen eingeführte Luftstrom auf die Platte auftrifft und durch die Durchgänge (8) dispergiert und verteilt wird.

bis 9 . ". ■

10,- Vorrichtung nach Anspruch i/, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite der Längsbehälteriuände (2a) mit Klammern oder Halterungen (17) zum Halten der Luftzuführungsleitungen (5) versehen ist.

bis -10

11.- Vorrichtung nach Anspruch 1/, dadurch gekennzeichnet, daß der Sumpf (9) mit einer Halterungskappe (18) versehen ist, die über der Oberkante der Längssumpfujand ruht, um die Sumpfabführungsleitungen (11) innerhalb der Kammer an ihrem Platz zu halten, u/obei die Halterungskappe (18) einen zentralen Durchgang (21) für die Abführungsleitung (11) und Mittel zum Halten der Abführungsleitung (11) hat, wodurch die Leitungen in senkrechter Stellung in der Sumpf kammer (9) gehalten u/erden, wobei dis

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Halterungskappe (18) eine sich abwärts erstreckende Lippe (i8c) hat, um die Leitungen bezüglich der Längssumpfwände (9a) seitlich festzuhalten, und Überfließdurchgänge (1.0) zum Durchgang des gereinigten, aus dem zweiten Filterbett (i4b) überfließenden Wassers in die Sumpfkammer.(9).

12.- Verfahren zum Reinigen und Belüften von Aquakulturbehaltern, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) einen Strom vom verunreinigtem Wasser aus dem Aquakulturbehälter durch ein Aggregatfilterbett aus einem Aggregat mit harter Oberfläche und niedriger Absorption zusammen mit einem Luftstrom hindurchleitet, wodurch organische Verunreinigungen im Strom aus verunreinigtem Wasser durch das Aggregat aufgehalten, mit dem Luftstrom in Berührung gebracht und aerob durch Einwirkung der durch den Luftstrom eingeführten und begünstigten aeroben .. Bakterien abgebaut werden $

(b) überschüssige Luft und gasförmige Produkte aus der aeroben Biozersetzung von dem durch das Filterbett laufenden Wasser entlüftet, wodurch man gereinigtes Wasser erhält;

(c) das gereinigte Wasser sammelt; und

(d) einen Luftstrom durch das gesammelte Wasser hindurchleitet, wodurch dieses belüftet und nach Reinigung und Belüftung in den Aquakulturbehälter zurückgegeben wird. 13,- Verfahren zur Reinigung und Belüftung von Aquakulturbehäl- " tern, dadurch gekennzeichnet, daß man

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(a) organische Uerunreinigungen enthaltendes Wasser aus dem Aquakulturbehälter durch ein erstes Filterbett aus grobem Aggregat mit harter Oberfläche und niedriger Absorption abzieht, wodurch Verunreinigungen mit großer Teilchengröße aufgehalten und durch die Einwirkung des durch das erste Filterbett laufenden Wassers zerrieben werden;

(b) das durch das arste Filterbett laufende, Wasser mit einem Strom dispergierter Luft in Berührung bringt, der mit solcher Geschwindigkeit und Druck fließt, das das berührte Wasser senkrecht durch das zweite Filterbett aus Aggregat mit kleinerer Teilchengröße, harter Oberfläche und niedriger Absorption getrieben wird, das mit dem ersten.Filterbett in Berührung steht und eine größere Tiefe als dieses hat, wodurch Verunreinigungen kleinerer Größe durch das zweite Filterbett aufgehalten und die so eingeschlossenen, organischen Uerunreinigungen durch Einwirkung der durch den Luftstrom eingeführten und begünstigten aeroben Bakterien aerob biozersetzt werden, und wodurch weiteres verunreinigtes Wasser kontinuierlich zugeführt und mittels des durch das Weitertreiben des Wassers aus dem ersten .Filterbett geschaffenen Unterdruckes durch das erste Filterbett geleitet wird; .

(c) überschüssige Luft und gasförmige Produkte aus der aeroben Biozersetzung aus dem durch das zweite Filterbett laufenden Wasser entlüftet und so gereinigtes Wasser erhält;

(d) das gereinigte Wasser sammelt; und

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(e) einen Luftstrom durch das gesammelte Wasser hindurchleitet, wodurch dieses belüftet und nach Reinigung und Belüftung in den Aquakulturbehälter zurückgeführt wird.

Der Patentanwalt:

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