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Konzeption einer Verfahrenstechnik zur Verbesserung der Wasserqualität in höhertemperierten Aquakulturen
Art der Abschlussarbeit
Master
Autoren
- Niehoff, Paul
Betreuer
- Dipl.-Ing. Gerold Bönisch
- Dipl.-Ing. Nora Schindler
Weitere Betreuer
Dr. rer. nat. habil. Felix Bilek, Dr.-Ing. Christian Koch (DGFZ)
Abstract
In Vietnam werden für die Pangasiuszucht in Aquakulturen große Mengen an Frischwasser aus dem Mekong entnommen. Mit der Spülung der Teiche erfolgt ein Austrag des ungereinigten Wassers in die aquatische Umwelt. In den Fischteichen treten grenzwertige Konzentrationen an Ammoniak und Ammonium sowie temporäre Sauerstoffarmut auf. Diese Belastungen führen in Verbindung mit den hohen Besatzdichten an Fischen zu erheblichen Mortalitätsraten von bis zu 30%. Zur Reduktion der Belastungen und Steigerung der Produktivität soll die Wasserqualität in den Teichen verbessert werden. Daher ist eine Reinigungstechnologie zu entwickeln, welche gut an die Bedingungen in Vietnam angepasst ist. Dabei liegt der Fokus auf einer hohen Nitrifikationsleistung bei einer einfachen Verfahrenstechnik und einem geringen Energiebedarf. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Säulenversuche zur Nitrifikation auf verschiedenen Aufwuchskörpern durchgeführt. Dafür wurden Zeolith, Blähton und HDPE-Kunststoff als Aufwuchskörper verwendet. Eine vierte Säule wurde als Nullsäule eingesetzt. Für den Zeolith sollte die Bioverfügbarkeit von sorbiertem Ammonium untersucht werden. Nach einer Lag-Phase von zwei Wochen wurden Nitrifikationsprozesse in allen Säulen nachgewiesen. Beim Zeolith war der Biomasseaufbau aufgrund der Sorption des Ammoniums verlangsamt, in den übrigen Säulen hingegen ähnlich stark ausgeprägt. Nach 65 Tagen wurden in den mit Aufwuchskörpern befüllten Säulen vergleichbare Nitrifikationsleistungen beobachtet, welche von der Nullsäule nicht erreicht wurden. Beim Zeolith konnte eine vom umgebenden Milieu abhängige Desorption von Ammonium festgestellt werden. Für die Aufwuchskörper wurden Nitrifikationsraten berechnet, welche mit anderen Anlagen vergleichbar sind. Aufgrund der festgestellten Sauerstofflimitation konnte jedoch kein maximaler Bewuchs erzielt werden. Auf den Säulenversuchen aufbauend wurde eine Verfahrenstechnik zur Reinigung des Teichabwassers konzipiert. Als geeignete Technologie wurde ein Biofilm-Airlift-Suspension-Reactor (BASR) ausgewählt. Ein Versuchsreaktor wurde auf der Grundlage von Literaturdaten dimensioniert und in mehreren Versuchen hydraulisch optimiert. Für den Einsatz im BASR wurde Blähton als geeignetes Trägermaterial identifiziert.
Schlagwörter
Aquakultur, BASR, Blähton, Festbettreaktor, Nitrifikation, Säulenversuche, Zeolith
Berichtsjahr
2014