Optimierte Biofilter für die Aquakultur

Aufgrund der starken Überfischung der Weltmeere und der wachsenden weltweiten Nachfrage nach Fisch erlebt die Aquakultur seit Jahren einen Boom. Die dabei üblicherweise eingesetzten Durchflussanlagen verbrauchen jedoch große Mengen an Wasser und belasten die Umwelt mit Abwässern, besonders mit Stickstoffverbindungen.

Durch die Kreislauftechnologie kann dagegen mehr als 90 % des Wassers in Biofiltern mikrobiell gereinigt und den Produktionsbecken wieder zugeführt werden. Wie in kommunalen Klär-anlagen, so ist auch hier der Prozess der Nitrifikation von besonderer Bedeutung. Da nitrifizierende Bakterien empfindlich auf störende Umweltfaktoren reagieren, können Beeinträchtigungen ihrer Leistung besonders in der Startphase eines Biofilters zu hohen Konzentrationen von fischgiftigem Ammonium oder Nitrit führen.

Füllkörper aus Kunststoff dienen als »biocarrier«, auf denen sich nitrifizierende Bakterien als dicker Biofilm absetzen. Aus fabrikneuen Kunststoffen werden jedoch chemische Substanzen ausgewaschen, die erwünschte Bakterien daran hindern, sich anzuheften oder die deren Abbauleistung beeinträchtigen. Zudem erschwert die prozesstechnisch bedingte wasserabweisende Oberfläche das Anheften.

Im Rahmen eines Forschungsprojektes, in dem Fachleute aus der Aquakultur, dem Anlagenbau, der Kunststoffherstellung, Toxikologen und Mikrobiologen zusammenarbeiten, soll ein neuartiger Füllkörpertyp entwickelt werden, der Anforderungen wie schnelle Anheftung und hohe Aktivität der Nitrifikanten, ausreichende Materialbeständigkeit und geringe Ökotoxizität erfüllt. Die GEA 2H Water Technologies hat dazu Folien produziert, in der die Zusammensetzung der Kunststoffe systematisch variiert.

In Versuchen an der Universität Hamburg setzen Wissenschaftler nitrifizierende Bakterien dem Einfluss von aus Kunststoffen migrierenden Stoffen aus und messen deren Substratumwandlung. An der Universität Duisburg wird die Intensität der Anheftung der nitrifizierenden Bakterien an verschiedene Kunststoffe untersucht. Die Firma LimnoMar berät das Projekt aus toxikologischer Sicht. Tests zur optimalen Belüftung eines Biofilters sollen die Energie-effizienz von Kreislaufsystemen verbessern. Dazu werden bei der GMA Startphasen von Biofiltern experimentell variiert sowie der Einfluss der Ozonisierung auf die Nitrifikation untersucht.

Die Forschungsergebnisse sollen dazu beitragen, dass umweltschonende Aquakultur-Kreislaufsysteme künftig sicherer, effektiver und wirtschaftlich erfolgreich betrieben werden können – mit dem Ziel, die Versorgung mit hochwertigem Speisefisch aus nachhaltigen Fischfarmen zu steigern.

Projektthema:
Entwicklung neuartiger Trägermaterialien für die Wasserauf-bereitung und Kreislaufführung
in Marikultur-Produktionsanlagen der Fischzucht

Projektdurchführung:
LimnoMar – Labor für Limnische und Marine Forschung
Bei der Neuen Münze 11
22145 Hamburg
Telefon 040|6789911
mail@limnomar.de
www.limnomar.de

Kooperationspartner:
GEA 2H Water Technologies GmbH, Wettringen
www.gea-2h.com

Biozentrum Klein Flottbek/
Universität Hamburg
www.biologie.uni-hamburg.de/bzf

GMA – Gesellschaft für Marine Aquakultur GmbH, Büsum
www.gma-buesum.de

Universität Duisburg-Essen
www.uni-due.de

Kunststoff-Spranger GmbH, Plauen
www.spranger-kunststoffe.de

AZ 23821