Abschäumer in Kreislaufanlagen
Eine wirkungsvolle Wasseraufbereitung in der Aquakultur kommt ohne die Arbeit von Bakterien nicht aus, denn in speziell dafür gebauten Biofiltern wandeln sie oft toxische Ausscheidungen der Fische in tier- und umweltverträgliche Stoffe um. Beispiele sind die Prozesse der Nitrifikation und Denitrifikation. Jedoch können Bakterien, sofern sie in größerer Anzahl im Haltungsbecken vorliegen, unerwünschte Nebeneffekte wie die Verschlechterung der Wasserqualität oder das Auftreten von Krankheiten verursachen. Deshalb werden in geschlossenen Kreislaufsystemen neben biologischen Filtern auch mechanische Reinigungsstufen, wie der Abschäumer eingesetzt. Dieser sorgt für die Hygienisierung des Wassers: Im Abschäumer (oder auch Proteinskimmer genannt) werden mit Hilfe von mechanischen und biochemischen Verfahren die Bakterien sowohl unschädlich gemacht als auch aus dem Wasserkreislauf ausgetragen.
Wie funktioniert der Abschäumer?
Der Abschäumer nutzt zum Entfernen kleinster Partikel und Bakterien das Verfahren der Flotation. Bei der Flotation werden im Bodenbereich des Gerätes sehr feine Gasblasen eingetragen. Dabei gilt, dass mit höherem Salzgehalt des Wassers feinere Gasblasen entstehen. Erst ab einem Salzgehalt von etwa 1,2% macht der Einsatz eines Abschäumers wirtschaftlich Sinn. Der Vorteil feinerer Gasblasen ist die vergleichsweise größere reaktive Oberfläche. Sowohl diese feinen Gasblasen als auch die Bakterien sind an ihren Außenseiten elektrisch geladen und haften daher zusammen. Parallel steigen die Gasblasen im Wasser des Reaktionsraums durch ihren Auftrieb nach oben und transportieren dabei die angehefteten Partikel mit. Durch eine Verjüngung im Kopfbereich des Reaktionsraumes werden die Gasblasen an der Wasseroberfläche gesammelt und es entsteht ein Schaum. Dieser tritt über den sogenannten Schaumtopf über, wodurch die Bakterien zusammen mit den Gasblasen aus dem Wasserkreislauf entfernt werden. Der Schaum sammelt sich in einer Rinne und fällt dort mit der Zeit zusammen. Übrig bleibt ein Schlamm, der als Abwasser ausgespült wird und damit zum Wasserverlust in Kreislaufsystemen beiträgt.
Inaktivierung von Bakterien durch Ozon
Der Effekt der Flotation kann durch das Eintragen von Ozon (O3) verbessert werden. Ozon wird bedarfsgerecht im sogenannten Ozongenerator erzeugt. Der Bedarf ergibt sich hauptsächlich aus der Tagesmenge an Futter. Im Ozongenerator entsteht mit Hilfe von Hochspannungselektroden und der daraus erzeugten elektrischen Entladung aus dem Sauerstoff (O2) der Umgebungsluft Ozon (O3). Der Einsatz von Ozon unterstützt die Hygienisierung des Wassers in Kreislaufanlagen in zweierlei Hinsicht:
- Ozon ist ein sehr reaktiver Stoff und bricht chemisch die Bakterienhülle auf, wodurch das Bakterium abgetötet wird
- Die Stoffe aus dem Inneren der Bakterien führen zu einer besseren Schaumbildung, wodurch gleichzeitig insgesamt mehr Partikel abtransportiert werden können.
Bei seiner Reaktion zerfällt das Ozon wieder in Sauerstoff, sodass keine Reststoffe im Wasser zurückbleiben.
Geschmacksvorteile durch Abschäumung
Der Einbau eines Abschäumers in Aquafarmingsystemen bringt neben klarem Wasser und den damit einhergehenden gesundheitlichen Aspekten für die Fische auch geschmackliche Vorteile für das Endprodukt. Fischzuchten – sowohl in Teichen als auch in Indooranlagen – haben häufig ein Off-Flavor. Verursacht wird dieser erdige, muffige Geschmack durch Geosmin. Geosmin wird durch bestimmte Mikroorgansimen produziert und tritt daher häufig im Zusammenhang mit trübem, partikel- bzw. bakterienbelastetem Wasser auf. Fische mit Off-Flavor sind geschmacklich nicht besonders ansprechend. Der einfachste Weg zur Entfernung des Beigeschmacks ist das mehrtägige bzw. mehrwöchige Aushältern der Tiere in separaten Becken meist mit kontinuierlicher hoher Frischwasserzufuhr und ohne Futterzugabe. Ein Prozess, der sehr zeit- und ressourcenintensiv ist und über die sonst meist eher ungünstigen Lebensbedingungen hinwegtäuscht. Der Einsatz eines Abschäumers ist daher eine attraktive Alternative.
Fazit
Im SEAWATER Cube setzen wir auf die ozonunterstütze Abschäumertechnik, die neben Bakterien auch Geosmin entfernt. Fische schwimmen stets in klarem, nahezu unbelastetem Wasser und können deshalb ohne Vorplanung bzw. Aushältern unmittelbar aus dem Produktionstank entnommen und verarbeitet werden. Das reduziert den Stress für die Tiere, spart Arbeitszeit und bringt das geschmacklich bestmögliche Endprodukt hervor. Daneben werden Krankheiten und der Einsatz von Medikamenten gänzlich vermieden, wodurch der Verbraucher ein hochwertigeres Lebensmittel erhält und wertvolle Rohstoffe wie Energie und Wasser eingespart werden. Durch die Kombination mit unseren biologischen Filterverfahren erreichen wir in Summe eine Wasser-Recyclingquote von 99%, sodass nur 1% (= 500 l) Abwasser pro Tag anfallen.
Referenzen
— Bildquelle: SEAWATER Cubes
— Wilhelm, S.: Wasseraufbereitung – Chemie und chemische Verfahrenstechnik. 7., aktualisierte und ergänzte Auflage; Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008.
— Schwister, K.; Leven, V.: Verfahrenstechnik für Ingenieure. 2., aktualisierte Auflage; Carl Hanser Verlag München, 2014.
— Timmons, M., Guerdat T., Vinci B. (2018) “Recirculating Aquaculure”. Ithaca, NY.