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:

  1. Ozon ist ein sehr reak­ti­ver Stoff und bricht che­misch die Bak­te­ri­en­hül­le auf, wodurch das Bak­te­ri­um abge­tö­tet wird
  2. 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.