Die Sedimentation im Detail

Die Sedi­men­ta­ti­on ist ein Bestand­teil der Was­ser­fil­tra­ti­on in unse­rer Kreis­lauf­an­la­ge. Doch wofür genau ist sie zustän­dig und wie funk­tio­niert sie? Im nach­fol­gen­den Bei­trag gehen wir näher auf das Bau­teil ein.
Der Begriff „sedi­men­tie­ren“ ist aus der Klär­an­la­gen­tech­nik bekannt. In einer Sedi­men­ta­ti­on, also einem Absetz­be­cken, sin­ken die im Was­ser vor­lie­gen­den Fest­stof­fe auf­grund ihrer Dich­te (höher als Was­ser) zum Boden. Im obe­ren Teil der Sedi­men­ta­ti­on sam­melt sich kla­res, von Fest­stof­fen befrei­tes Was­ser, wel­ches wie­der­ver­wen­det bzw. zurück in den ursprüng­li­chen Pro­zess geführt wer­den kann. Das Sedi­ment, ein wäss­ri­ger Schlamm, kann gezielt am Boden der Sedi­men­ta­ti­on abge­sam­melt und ent­fernt wer­den. Eine Sedi­men­ta­ti­on zielt auf die Was­ser­rei­ni­gung bzw. Rück­ge­win­nung ab.

In einem Aqua­kul­tur­kreis­lauf gibt es zwei Quel­len für Fest­stoff­par­ti­kel: 1) unver­wer­te­te Fut­ter­pel­lets (Füt­te­rung) sowie 2) die Aus­schei­dun­gen der Fische (Fae­ces).

Bei­des, sowohl die Fut­ter­pel­lets als auch die Aus­schei­dun­gen ent­hal­ten noch aus­rei­chend Nähr­stof­fe, sodass sich hier­durch Bak­te­ri­en ver­meh­ren kön­nen. Die­ser Effekt ist in einer Aqua­kul­tur­anla­ge jedoch uner­wünscht, da zu vie­le der fal­schen Bak­te­ri­en die Fisch­ge­sund­heit beein­träch­ti­gen kön­nen. Daher müs­sen in der Aqua­kul­tur die Fest­stof­fe schnell und effi­zi­ent aus dem Sys­tem ent­fernt wer­den. In Kreis­lauf­sys­te­men sam­melt der Trom­mel­fil­ter durch sei­ne Fil­ter-Gaze, ein sehr fein­ma­schi­ges Fil­ter­netz (ca. 40µm Maschen­wei­te), Par­ti­kel bis zu einer bestimm­ten Grö­ße ab. Der Trom­mel­fil­ter dabei benö­tigt eine regel­mä­ßi­ge Frei­spü­lung des Fil­ter­net­zes, um sei­ne Funk­ti­on dau­er­haft gewähr­leis­ten zu kön­nen. Die­ses, mit den abge­sam­mel­ten Fest­stoff­par­ti­keln belas­te­te Spül-Was­ser, wird in eine Sedi­men­ta­ti­on ein­ge­lei­tet, um es dort zu recy­clen und den Was­ser­ver­brauch der Anla­ge zu reduzieren.

Im SEAWATER Cube ist die Sedi­men­ta­ti­on ein Behäl­ter mit einem aus­ge­präg­ten Konus. Der Ein­lauf erfolgt über einen soge­nann­ten „Dort­mund­brun­nen“. In die­sem wird das Was­ser ver­ti­kal nach oben gerich­tet ein­ge­lei­tet. Dadurch ent­ste­hen beson­de­re Strö­mungs­ver­hält­nis­se, in denen die im Zulauf­was­ser ent­hal­te­nen Par­ti­kel mehr Zeit haben, sich zusam­men­zu­fin­den (koagu­lie­ren). Dadurch kön­nen auch Par­ti­kel, die für sich genom­men zu leicht zum Absin­ken sind, zu grö­ße­ren Par­ti­keln zusam­men­wach­sen und dann durch ihr höhe­res Gewicht zum Boden absin­ken. Dort bil­det sich dann ein Schlamm.

Die bio­lo­gi­sche Akti­vi­tät des Schlam­mes stellt aber eine wei­te­re Her­aus­for­de­rung dar. Die Bak­te­ri­en bil­den bei aus­rei­chen­der Zeit fei­ne Gas­bläs­chen (stark rie­chen­de Gär-Gase), die aus dem Schlamm am Boden soge­nann­ten Bläh­schlamm machen. Die­ser treibt auf­grund der Gas­bla­sen nach oben, was unbe­dingt ver­mie­den wer­den muss. Das regel­mä­ßi­ge Ent­fer­nen des im Konus des Behäl­ters gesam­mel­ten Schlamm über eine Pum­pe ist daher ein wich­ti­ger Ver­fah­rens­schritt (mehr­mals täg­lich). Dane­ben ist auch das regel­mä­ßi­ge Ablas­sen und Rei­ni­gen des Behäl­ters Pflicht (1–2x wöchentlich).

Zusam­men­ge­fasst dient die Sedi­men­ta­ti­on der Rück­ge­win­nung von Spül­was­ser, indem Fest­stof­fe durch Sedi­men­tie­ren vom Spül­was­ser des Trom­mel­fil­ters getrennt wer­den. Das geklär­te Was­ser kann zurück in den Fisch­kreis­lauf gelei­tet wer­den, wodurch eine beacht­li­che Men­ge Was­ser ein­ge­spart wer­den kann. Ins­ge­samt errei­chen wir es im SEAWATER Kreis­lauf, 99 % des Was­sers in der Anla­ge selbst auf­zu­r­ei­ni­gen. Nur 1% des Was­ser­vo­lu­mens (~ 500 L) gehen am Tag durch Ver­duns­tung oder Spü­lung ver­lo­ren und müs­sen aus­ge­tauscht wer­den. Die Fil­ter­ein­hei­ten tra­gen somit einen ent­schei­den­den Teil zur Nach­hal­tig­keit unse­rer Anla­ge bei.

Refe­ren­zen

https://www.leiblein.de/produkte/schraegklaerer.html, auf­ge­ru­fen am 05.05.2020

https://www.stadtentwaesserung-dresden.de/wasserwelten/wasser-wissen/dresdens-virtuelle-klaeranlage/, auf­ge­ru­fen am 05.05.2020

— Bild­quel­le: SEAWATER Cubes