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Dokumentenidentifikation DE60216962T2 18.10.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001448049
Titel Einrichtung unf Verfahren zur Behandlung von Wasser in einem Aquakultursystem
Anmelder ECO FARM A/S, Rognaldsveg, NO
Erfinder GRAVDAL, Arve, 6915 Rognaldsvag, NO
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Kraus & Weisert, 80539 München
DE-Aktenzeichen 60216962
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 03.10.2002
EP-Aktenzeichen 027681824
WO-Anmeldetag 03.10.2002
PCT-Aktenzeichen PCT/NO02/00361
WO-Veröffentlichungsnummer 2003034817
WO-Veröffentlichungsdatum 01.05.2003
EP-Offenlegungsdatum 25.08.2004
EP date of grant 20.12.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.10.2007
IPC-Hauptklasse A01K 63/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse A01K 61/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Wasser gemäß dem entsprechenden Oberbegriff von Anspruch 1 und 13, welche in einer landbasierten Zuchtanlage verwendet werden. Die Einrichtung zur Wasserbehandlung ist in den Zuchtbehälter integriert. Eine Einrichtung und ein Verfahren dieser Art sind beispielsweise in der WO-A-8809615 offenbart.

Somit betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung eines Wasserkörpers, welcher eine Wachstumsumgebung für Meeresorganismen bildet, insbesondere für Fische. Das Wasser befindet sich in einem Hauptbehälter an Land, und das Verfahren umfasst Stufen für die biologische, chemische und physikalische Behandlung des Wassers. Somit zirkuliert ein Teil des Wasserkörpers in dem Wasserbecken kontinuierlich durch die verschiedenen Reinigungsstufen, und es ist nur ein vernachlässigbarer Zusatz zum Wasser/Wechsel des Wasser nötig.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ausführen des Verfahrens.

Für eine lange Zeit wurden Versuche unternommen, Zuchtanlagen für Fische aus dem Meer/Wasser zu verlegen, um diese Anlagen landbasiert zu machen. Durch Verlegen dieser Anlagen zu großen Behältern an Land wird man eine isolierte Umgebung schaffen und viel bessere Kontrolle über die Probleme erhalten, wie z.B. Krankheiten, die durch der Anlage fremde Infektionsträger auf die Anlage gebracht werden, und die isolierte Umgebung, die man an Land schaffen kann, wird auch eine viel bessere Kontrolle der Verwendung und Auswirkungen von Medikation ermöglichen, beispielsweise wird man den Abfluss von Antibiotika verhindern können.

Die Versuche, die vorher mit landbasierten Anlagen durchgeführt wurden, haben nicht funktioniert, und dafür gibt es zwei Gründe, nämlich dass die Herstellung zu teuer wird, und wo Versuche unternommen wurden, das Brauchwasser zurückzuführen, hat man Probleme beim Bereitstellen einer ausreichenden Reinigung des Wassers angetroffen, da es für die Errichtung einer isolierten Umgebung entscheidend sein wird, dass das Wasser zurückgeführt wird. Des Weiteren hat man versucht, Wasser in integrierten Behältersystemen zurückzuführen. Dies ist eine wichtige Entwicklung, da ein solches System sehr kostensparend ist, sowohl im Bezug auf Betriebskosten als auch auf Investitionskosten. Allerdings waren die bisher vorgelegten Lösungen nicht in der Lage, die Probleme einer zu hohen CO2-Konzentration in dem Wasser in einer befriedigenden Weise zu lösen.

Lösungen für landbasierte Zuchtanlagen, in welchen das Wasser aus den Behältern durch Rohrsysteme entfernt wird und zu externen Wasserbehandlungsanlagen geleitet wird, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Das Wasser wird gereinigt/behandelt und zurück zu dem Behälter geleitet.

In dem verbleibenden Teil der Beschreibung werden wir den Begriff „Wasserbehandlung" verwenden, da dieser umfassen soll, was herkömmlich als Wasserreinigung bezeichnet wird, aber auch weitere Behandlungsschritte, wie z.B. Beeinflussen der Konzentrationen von gelöstem Sauerstoff und Kohlendioxid des Wassers.

Die Behandlungsstufen können biologisch, chemisch und physikalisch sein, so dass die Meeresorganismen, nachfolgend die Fische genannt, eine optimale Wachstumsumgebung erhalten. Die Hauptsache ist, dass eine Reinigung des Wassers stattfindet um Stoffe zu entfernen oder zu neutralisieren, die dem Wasser von den Fischen hinzugefügt werden, wie z.B. Ausscheidungen, oder von Organismen, die während der Behandlung hinzugefügt werden, oder Ähnlichem. Bei der Wasserbehandlung möchte man auch dem Wachstum von krankheitserregenden Viren, Bakterien, Pilzen, oder Ähnlichem entgegenwirken und es entfernen.

Genauer gesagt werden in der biologischen Stufe Bakterien verwendet, die Ammoniak zu Nitrat mittels Nitrit umwandeln können, wobei sowohl das Ammoniak als auch das Nitrit schädlich für die Fische sind. Darüber hinaus können Bakterien zum Heilen verwendet werden, oder um beispielsweise Pilzinfektionen entgegenzuwirken, welche der Fisch insbesondere an den Kiemen bekommen kann.

Chemische Behandlungsstufen können beispielsweise ein Hinzufügen eines pH-Puffers umfassen, d.h. eines Stoffes der dem Wasser einen vorbestimmten pH-Wert gibt, in anderen Worten einen Wechsel seines Säuregehalts zu einem für die Fische und die Mikroorganismen optimalen Wert, da beispielsweise Bakterien bei der Umwandlung von Ammoniak und Nitrit zu Nitrat Säure herstellen.

In physikalischen Reinigungsstufen kann Sauerstoff dem Wasser hinzugefügt werden, CO2 kann entfernt oder reduziert werden und Partikel können entfernt werden. Darüber hinaus kann möglicherweise eine Desinfektion des Wassers durchgeführt werden.

Sauerstoff wird hinzugefügt, so dass die Fische mit einer ausreichenden Menge an Sauerstoff in das Blut mittels der Kiemen versorgt werden können, allerdings sind Bakterien auch von Sauerstoff abhängig. CO2 wird entfernt, da es für die Fische giftig ist, und Partikel werden entfernt als Teil einer üblichen Reinigung des Wassers von Schmutz und Verunreinigungen.

Die Desinfektion wird benutzt um nicht nur krankheitserregende Organismen zu töten, sondern auch Organismen, die eine Funktion während der Wasserbehandlung haben, da sich gezeigt hat, dass es notwendig ist, die Konzentration all dieser Organismen zu kontrollieren, weil zu hohe Konzentrationen schädlich für die Fische sein können.

Allerdings ist das bekannte Verfahren, dass die Verwendung von Einrichtungen außerhalb des Hauptbehälters umfasst, kompliziert, da es lange Rohre und viele Teile, wie z.B. Pumpen, Ventile, Einwegventile, etc. umfasst, um den Fluss des Wassers durch die Rohre zu kontrollieren.

Somit sind die Mittel platzaufwändig, kompliziert und teuer, was dazu führt, dass das Risiko von Versagen groß und die Notwendigkeit für Wartung erheblich ist. Darum werden solche bekannten landbasierten Anlagen nicht mit herkömmlichen Anlagen auf dem Meer oder in Wasser konkurrieren können.

Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anlage bereitzustellen, die mit herkömmlichen Anlagen im Hinblick auf Kosten konkurrieren kann. Da die Anlage an Land angebracht werden kann, kann auch die Herstellung überall stattfinden, beispielsweise wo sich die Märkte befinden. Aufgrund niedriger Herstellungskosten kann die Herstellung in kleineren Anlageeinheiten stattfinden, und sie können in Ländern angebracht werden, wo man heute keine herkömmliche Zuchtindustrie hat, z.B. in unterentwickelten Ländern.

Wie erwähnt wird das Wasser in den bekannten Anlagen aus dem Wasserbehälter (dem Zuchtbehälter) entfernt, und es wurde gezeigt, dass dies ein beträchtliches Risiko darstellt, in Bezug darauf, dass die Reinigungsparameter als eine Funktion der Zeit unstabil werden. Ein Grund dafür ist, dass die Temperatur des Wassers in den Rohren und in den Gefäßen, wo die Reinigungsverfahren ausgeführt werden, von der Temperatur des Wassers in dem Behälter abweichen kann. Darüber hinaus können sich Verunreinigungen in den vielen Kurven und Ecken der Anlagen ansammeln, und solche Verunreinigungen können periodisch oder allmählich freigesetzt werden, und können von dem Wasserstrom getragen werden aufgrund von plötzlichen Wechseln in der Wassergeschwindigkeit in den Rohren und den oben genannten Teilen.

Nach dem Stand der Technik ist auch bekannt, dass Versuche unternommen wurden, eine wasserreinigende Einrichtung mit Teilen herzustellen, die innerhalb des Hauptbehälters angeordnet sind, d.h. eine Einrichtung bei der das Wasser nicht aus dem Gefäß entfernt wird, aber diese Einrichtung umfasst weder Anordnungen zur Desinfektion des Wassers noch Anlagen zum Zersetzen von organischem Material (Ozon). In der Tat umfasst sie Anlagen für eine gewisse Verringerung von CO2 und Partikeln, aber diese Anlagen haben nicht befriedigend funktioniert, und die Versuche mit dieser wasserreinigenden Einrichtung wurden aufgegeben, da erachtet wurde, dass eine Reinigungseinrichtung, die außerhalb des Behälters angeordnet ist, befriedigender funktionieren könnte. Die bekannten Einrichtungen umfassten auch eine Anordnung zum Entfernen von Partikeln, aber diese funktionierte nicht befriedigend. Somit sind die Versuche, die bisher gemacht wurden, um die Reinigungsanlage in den Wasserbehälter zu integrieren, misslungen oder haben zumindest nicht befriedigend funktioniert. Allerdings zeigt dies deutlich, dass man innerhalb der Industrie einen Wunsch hat, solche landbasierten Anlagen bereitzustellen, aber dass man es bisher nicht geschafft hat, die technischen Probleme zu lösen. Das bedeutet, dass man es nicht geschafft hat eine ausreichende Reinigung/Behandlung des Wassers in solch einer einfachen und kostengünstigen Weise zu erhalten, dass die Anlagen mit herkömmlichen meerbasierten Anlagen konkurrieren können.

Beispiele solcher Anlagen können in den Veröffentlichungen gefunden werden, die der norwegischen Prioritätsanmeldung NO 2001 4797 entgegengehalten wurden. Es sei besonders erwähnt, dass es in diesen Anlagen nicht möglich ist eine ausreichende Entfernung von CO2 in solchen kompakten Anlagen zu erhalten. Es wurde gezeigt, dass man um ausreichend CO2 zu entfernen ein ungefähr 4 bis 5 Mal größeres Volumen von Luft als das Volumen von Wasser, das die Fische benötigen, zur Verfügung stellen muss. Heute ist es allgemein akzeptiert, dass dies in der Praxis nicht in Kombination mit einer Airlift-Vorrichtung erreicht werden kann, die in den Behälter integriert ist, wie z.B. die in den oben genannten Veröffentlichungen verwendete.

Es konnte gezeigt werden, dass die vorliegende Erfindung in der Praxis gut funktioniert, und sie ist die erste Verwirklichung einer landbasierten Anlage mit einem integrierten Reinigungssystem, welches befriedigend funktioniert.

So genannte Polykultursysteme sind nach dem Stand der Technik auch bekannt. Solche umfangreichen Zuchtsysteme sind aus China bekannt, und in diesen Anlagen wird das Reinigen ausgeführt, ohne das Wasser aus dem Hauptbehälter zu entfernen. Solche Anlagen umfassen verschiedene Kulturen oder Organismen, und der Nachteil bei dieser Art von Zucht ist, dass man sie nicht für jede individuelle Art von Organismus optimieren und effektiv machen kann.

Allerdings zeigen solche Anlagen auch, dass es einen ausdrücklichen Wunsch gibt, landbasierte Anlagen zu errichten.

Somit ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wasserbehandlungsverfahren und eine Einrichtung für solch eine Wasserbehandlung zu schaffen, welche man einfach für verschiedene Arten von Organismen optimieren kann. Das beinhaltet, dass man einfach die verschiedenen Reinigungs- und Behandlungsstufen, die Teil des Verfahrens sind, optimieren kann.

Wie aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich sein wird, stellt die vorliegende Erfindung eine derartige Lösung bereit, dass die oben beschriebenen Aufgaben der Erfindung gelöst werden können. Das wesentliche Konzept, auf dem die Erfindung basiert, ist, dass die verschiedenen Behandlungsstufen, und somit die verschiedenen Behandlungssysteme, als ein Teil des Hauptbehälters integriert sind. Somit vermeidet man die Probleme, die mit den Anlagen nach dem Stand der Technik verbunden sind, und man stellt eine Anlage bereit, in welcher das Wasser in dem Wasserbehälter gereinigt/behandelt werden kann. Darüber hinaus reduziert man die Konzentration von CO2 auf einen Pegel, der für die Gesundheit und das Wohlergehen der Fische akzeptabel ist. Die Einheit zum Entfernen/Abreichern von CO2, die in 2001 4797 gezeigt ist, ist eine einzelne Einheit, die ein beträchtliches Volumen und eine beträchtliche Fläche einnimmt. Um eine befriedigende Lösung zu erreichen, wird in der vorliegenden Erfindung dieses Volumen über dem Wasser angebracht, was von entscheidender Wichtigkeit ist, so dass es nicht die hydraulischen Eigenschaften in dem Tank beeinflusst, oder einen zu großen Teil des Tankvolumens einnimmt.

Die Berechnung und Modelle, die ausgeführt wurden, zeigen, dass man auf diese Weise eine Herstellung von Fisch und Meeresfrüchten erhalten kann, bei der die Herstellungskosten ähnlich oder auch viel geringer sind als die von herkömmlichen meerbasierten Anlagen. Da man auf diese Weise eine kompakte Anlage erhält, bei der die Umgebung in der Anlage in vielen Details kontrolliert werden kann, erhält man eine Anlage, die sehr flexibel ist, sowohl in Bezug auf die geographische Lokalität, als auch auf die Art, die man züchten möchte und auch in Bezug auf die Größe der Anlage.

Somit werden ein Verfahren und eine Einrichtung bereitgestellt, die im Folgenden genauer beschrieben werden und die nicht mit den Nachteilen belastet sind, die heutige landbasierte Anlagen kennzeichnen.

Somit umfasst die erfindungsgemäße Einrichtung eine leichte und kompakte Einheit, da keine Notwendigkeit für ein großes System vom Rohren besteht. Darum ist die Einrichtung im Betrieb verlässlich, einfach zu unterhalten, kostengünstig, benötigt wenig Platz und ist einfach in einen Hauptbehälter einzupassen. Die Einrichtung kann darum von Mitarbeitern verwendet werden, denen nur eine kurze und einfache Einführung bezüglich ihrer Verwendung und ihrem Betrieb gegeben werden muss. Somit ist die sie insbesondere für den Einsatz in Ländern geeignet, in denen es einen Mangel an Mitarbeitern mit fortgeschrittenem Wissen gibt.

Die Kennzeichen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind aus den kennzeichnenden Merkmalen ersichtlich, die in den Ansprüchen angegeben werden.

Die Erfindung wird weiter mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt, die schematisch eine typische Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung zeigen, und in welchen Pfeile angegeben sind, die den Fluss des Wassers durch die verschiedenen Behandlungseinheiten zeigen.

1 ist ein perspektivischer Umriss einer Ausführungsform einer landbasierten Zuchtanlage. Eine erfindungsgemäße Wasserbehandlungseinheit ist in dem Hauptbehälter angeordnet.

2 ist ein perspektivischer Umriss, der die Wasserbehandlungseinheit gemäß 1 aus einem anderen Winkel zeigt.

3 ist eine Zeichnung der Wasserbehandlungseinheit von oben gesehen.

1 zeigt einen Wasserbehälter 1, der zum Züchten von Fischen und Anderem verwendet werden kann. Da Fisch die Art von Organismus ist, die am umfangreichsten gezüchtet wird, wird die nachfolgende Beschreibung in Bezug auf Fischzucht gegeben, und die Beschreibung der verschiedenen Behandlungsstufen wird auf Schritte gerichtet, die nötig sind, um eine gute Umgebung für Fische zu schaffen. In Norwegen hat man das umfangreichste Wissen im Bereich der Fischzucht in Bezug auf Fische wie Lachs und Forelle, aber es muss darauf hingewiesen werden, dass das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Einrichtungen optimiert werden können und für jede Art von Fisch verwendet werden können. Darüber hinaus kann die Anlage einfach für andere Arten verwendet werden, wie z.B. Krustentiere als auch Schalentiere, wie z.B. Austern etc.

Wie in 1 gesehen werden kann, umfasst die Fischzuchtanlage einen Hauptbehälter 1, der an Land steht. Eine Zuchtanlage kann mehrere solche Behälter 1 umfassen, und den Behältern 1 kann darüber hinaus eine beliebige Größe gegeben werden, die an die jeweilige Herstellung angepasst ist. Der Hauptbehälter 1 ruht auf dem Boden 5, möglicherweise mit Hilfe eines Fundaments (nicht gezeigt). Der Behälter ist mit Wasser gefüllt (Meereswasser oder Süßwasser), das verschiedene Meerestierarten enthält, die im Folgenden der Einfachheit halber als Fisch bezeichnet werden.

Wie oben erwähnt ist der Hauptbestandteil der Erfindung, dass eine Wasserbehandlungseinheit 2 zum Reinigen/Behandeln von Wasser in diesem Wasserbehälter 1 angeordnet ist. Somit wird die Wasserbehandlung in einer kompakten Einheit 2 ausgeführt, die in den Wasserbehälter 1 integriert ist, d.h. ohne dass das Wasser in dem Hauptbehälter 1 für eine externe Behandlung aus dem Behälter geleitet wird.

In der Ausführungsform der Zuchtanlage, die in 1 gezeigt ist, hat der Hauptbehälter 1 einen kreisförmigen Boden 3, und eine entsprechende kreisförmige Wand 4, die sich von dem Umfangsabschnitt des Bodens 3 nach oben erstreckt. Der Hauptbehälter 1 ist mit seinen eigenen Vorrichtungen (nicht gezeigt) ausgestattet, durch die er mit einer Art von Wasser gefüllt werden kann, in der der gezüchtete Fisch gedeiht, und mit Vorrichtungen (nicht gezeigt), durch die der Behälter 1 zum Reinigen geleert werden kann, wobei möglicherweise ein Teil des Wassers gewechselt werden kann.

Die Behandlungseinheit 2 ist wie erklärt in den Hauptbehälter 1 integriert angeordnet. Sie ist vorzugsweise in der Mitte des Behälters 1 angeordnet, aber dies ist keine Voraussetzung. Darüber hinaus ist diese Behandlungseinheit kompakt, und in einer bevorzugten Ausführungsform ist sie vorgefertigt, um anschließend in dem Behälter 1 angeordnet zu werden. Die Behandlungseinheit 2 wird vorzugsweise auf dem Boden 3 des Behälters 1 angeordnet.

Um zu Zugang für Personen zu erhalten, die für das Betreiben der Anlage verantwortlich sein sollen, wird es bevorzugt eine Treppe/Gehweg (in den Figuren nicht gezeigt) zu haben, die von dem Erdboden außerhalb des Hauptbehälters 1 zu dem oberen Abschnitt der Behandlungseinheit 2 verläuft.

Im Grunde ist die Behandlungseinheit 2 ein Gefäß. Eine derzeitig bevorzugte Form des Gefäßes ist zylinderförmig, mit einem unteren, nach unten zeigenden kegelförmigen Abschnitt 6. In der bevorzugten Ausführungsform der Behandlungseinheit 2 laufen die Wände 8, die auf dem Boden 3 des Hauptbehälters ruhen, an der Außenseite des kegelförmigen Abschnitts 6 entlang.

Wenn die Anlage in Betrieb ist, befindet sich die Wasseroberfläche in dem Hauptbehälter 1 auf einem Pegel, der durch V1 gegeben ist und die Wasseroberfläche in dem Gefäß 2 befindet sich auf einem Pegel, der durch V2 gegeben ist.

Wasser von dem Hauptbehälter 1 wird in die Behandlungseinheit 2 durch ein Rohr 9 gespeist, das in der Behandlungseinheit 2 angeordnet ist, und welches durch den Bodenabschnitt der Behandlungseinheit 2 geführt wird. Somit wird Wasser vom Boden des Hauptbehälters 1 gesammelt und Wasser wird mit Hilfe einer Pumpeinheit mittels des Rohrs 9 an die Wasseroberfläche V2 in dem Wasserbehandlungsbehälter 2 gespeist. Der obere Abschnitt des Rohrs 9 ist an ein Rohranschlussstücke 10 angefügt. In Verbindung mit dem Rohr 9 wird eine speziell angepasste Pumpe angebracht, deren Motor 25 an eine Propellereinheit 26 (nicht gezeigt in der Figur) im Inneren (Tauchpumpe) oder über (Trockensumpfpumpe) dem Rohr 9 angefügt werden kann.

Die erste Behandlungsstufe, die in der Behandlungseinheit 2 ausgeführt wird, ist mechanische Filterung. Wasser wird mittels des Rohrsanschlussstücks 10 zu einer mechanischen Filtereinheit 12 geleitet. Vorzugsweise wird in der Filtereinheit 12 ein zum Entfernen von Partikeln angepasster Filter verwendet. In Verbindung mit dem Züchten von Lachs wurde festgestellt, dass es vorzuziehen ist, Filter in der Filtereinheit 12 zu verwenden, die Partikel mit einem Durchmesser größer als 90 &mgr;m nicht durchlassen. Partikel, die zu groß sind um durch den Filter zu gehen, können aus der Filtereinheit 12 mittels eines gesonderten Rohrs (nicht gezeigt) geleitet werden.

Die nächste Behandlungsstufe, die in der erfindungsgemäßen Behandlungseinheit ausgeführt wird, ist eine Desinfektion. Diese Desinfektion geschieht beispielsweise mit Hilfe von Ozongas oder UV-Strahlung. Die Desinfektion findet in einer Kammer statt, die von einem ersten Abschnitt der Wand und des Bodens des Gefäßes 2 und einer vertikalen Trennwand 17 begrenzt wird. Diese Kammer kann vorzugsweise 10 bis 20 % des gesamten Volumens der Behandlungseinheit einnehmen.

Die Trennwand 17 begrenzt mit dem verbleibenden Abschnitt des Gefäßes 2 eine zweite Kammer 27. Das Wasser wird die in Belüftungskammer 20 geleitet, wo CO2 im Wasser durch ein Belüftungssystem 18 abgereichert wird. Solch eine Belüftungskammer kann jede Form aufweisen, aber in der in den Figuren gezeigten Ausführungsform wurde dieser Belüftungskammer 20 eine kreisförmige Form gegeben, und diese ist von einer Kammer begrenzt, die fast extern in Bezug auf die Behandlungseinheit 2 angeordnet ist. Allerdings wurden auch Anlagen errichtet, in welchen sich diese Belüftungskammer von der Wasserbehandlungseinheit in einem sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt in Richtung des äußeren Umfangs des Behälters 1 erstreckt. Vorzugsweise sollte diese Belüftungskammer eine Menge von Wasser von ungefähr 25 % der Wassermasse der Behandlungseinheit aufnehmen können, und die Oberfläche sollte mindestens 50 % der Oberfläche der Behandlungseinheit ausmachen. Darüber hinaus wird die Belüftungskammer 20 von einer Gruppe vertikaler Trennwände 21 begrenzt, die an einen Zufluss 19 und an einen horizontalen Abfluss 22 der Belüftungskammer 20 grenzen. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, Düsen 18 zu verwenden, um eine effektivere Belüftung zu schaffen, und in einer bevorzugten Ausführungsform sind Düsen und zugehörige Rohrverbindungen daher an ungefähr der Hälfte des Umfangs der kreisförmigen Belüftungskammer 20 angeordnet.

Die nächste Behandlungsstufe ist eine biologische Behandlung des Wassers, und diese Behandlung wird in Kammer 27 ausgeführt. Die Behandlung wird nachfolgend ausführlicher beschrieben.

Danach wird das Wasser mittels eines horizontalen Rohrs 28 zu einem vertikalen Rohr 29 geleitet. Sauerstoff wird in dem Versorgungsrohr 29 auf eine nicht spezifizierte Weise hinzugefügt. In dem vertikalen Rohr 29 ist eine Serie von Öffnungen angeordnet, um mit der Kammer in dem Hauptbehälter 1 zu kommunizieren.

Das Verfahren zur Behandlung des Wassers in dem Hauptbehälter wird nachfolgend ausführlicher beschrieben.

Verunreinigtes Wasser in dem Hauptbehälter 1 wird mit Hilfe einer Pumpe 25 oder eines Propellers 26 auf eine nicht spezifizierte Weise in das zentrale Rohr 9 mittels des Siebs 11 gesaugt, was verhindert, dass Fisch in die Reinigungseinheit 2 eingezogen wird. Danach fließt das Wasser in die Filtereinheit 12, in welcher Partikel, die beispielsweise kleiner als 90 &mgr;m sind, ausgefiltert werden.

Danach fließt das Wasser durch die Desinfektionskammer 16, wo Ozongas (O3) aufgenommen wird, oder es wird mit ultravioletten Strahlen (UV) bestrahlt.

Die Aufgabe der Desinfektion des Wassers ist es, die Konzentration von nicht erwünschten Mikroorganismen, wie z.B. Viren, Pilzen und Parasiten, zu reduzieren. Darüber hinaus kann man, wenn notwendig, eine chemische Zersetzung von organischem Material in einzelne Moleküle oder Ketten von Molekülen ausführen. Allerdings sollte klar sein, dass eine Desinfektion des Wasser auch auf eine andere Weise erreicht werden kann.

Das Wasser, das sich am höchsten in der Desinfektionskammer 16 befindet, strömt danach zu der Belüftungskammer 20 mittels einer perforierten Öffnung 19 in dem Belüftungskanal zu der Biofilterkammer 27. In der Biofilterkammer 27 befindet sich eine Biofiltermasse, die ungefähr 70 % des Volumens des Wassers in dieser Kammer einnimmt. In der Praxis ist eine solche Biofiltermasse eine Serie von Partikeln, z.B. kleine Kunststoffwürfel, wobei diese gestaltet sind um ein großes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen bereitzustellen. Die Bakterien, die sich in diesen Oberflächen befinden, tragen zu einer Umwandlung von Ammoniak zu Nitrit und Nitrat (autotrophe Degradation) bei und zu einer Umwandlung von organischen Molekülen oder Molekülketten zu CO2 und Wasser (heterotrophe Degradation). Luft, die einen Überschuss an Sauerstoff an die Bakterien gibt, wird mittels einer Luftpumpe und eines Rohrs (nicht gezeigt) an den Boden dieser Kammer 27 gepumpt. Darüber hinaus wird ein Teil des hergestellten CO2 mit dem Luftüberschuss entfernt und die Luft schafft eine Bewegung in dem Wasser, welche beiträgt, die Biofiltermasse effektiv zu machen.

Am Ende der Belüftungskammer 20 fließt das Wasser durch eine perforierte Öffnung 22 zu dem Biofilter 27, wo es von gelöstem organischem Material und Ammoniak gereinigt wird.

Das Wasser fließt von dem Biofilter 27 in das horizontale Rohr 28 mittels eines perforierten Rohrs 23 und mittels einer Biegung herunter in den vertikalen Abschnitt 29, wonach Sauerstoff hinzugefügt wird bevor das Wasser hinaus in das Wasser in dem Hauptbehälter 1 fließt.

Die Pumpeinheit 25, 26 wird sicherstellen, dass der Wasserpegel V2 in dem Gefäß 2 höher ist als in dem Hauptbehälter 1. Somit stellt man sicher, dass das Wasser mit einer schwerkraftgetriebenen Bewegung durch die Filtereinheit 12, Desinfektionskammer 16, die Belüftungskammer 20, Biofilter 27 und Versorgungsrohre 28 und 29 strömen wird, wenn es auf den Pegel V2 angehoben wurde. Der Wasserpegel V2 in dem Gefäß ist vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,2 m höher als der Wasserpegel V1 in dem Hauptbehälter 1.

Weil sich die Behandlungseinheit in dem Hauptbehälter 1 befindet, wird die Temperatur des Wassers in der Behandlungseinheit die gleiche sein, wie die Temperatur des Wassers in dem Hauptbehälter 1. Dadurch werden keine schnellen Temperaturgradienten geschaffen, die Instabilitäten während des Reinigungsprozesses verursachen können.

Der oben genannte Kreislauf wird danach stetig wiederholt, wodurch das Wasser in einer kontinuierlichen Schleife von dem Hauptbehälter 1 zu der Behandlungseinheit 2 und danach zurück zu dem Hauptbehälter 1 fließt, so dass das Wasser kontinuierlich behandelt wird. Etwas Wasser in dem Hauptbehälter 1, vorzugsweise zwischen 0,1 % bis 3 % der Menge, die durch die Behandlungseinheit 1 fließt, wird mittels Versorgungsrohren, Pump- und Ausgangsrohren ersetzt, die in der vertikalen Wand 4 des Hauptbehälters angeordnet sind, und die den Wasserpegel V1 in dem Hauptbehälter 1 regulieren. Durch Regulieren der hinzugefügten Menge von Wasser kann die Temperatur des Wassers in dem Hauptbehälter 1 gesteuert werden.

Wie erwähnt sollte es klar sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Einrichtung zum Züchten anderer Meeresorganismen als Fisch verwendet werden kann, durch geeignete Anpassung des Verfahrens an die bestimmten Anforderungen des Meeresorganismus an die Wasserumgebung. Somit sind die bereitgestellten Mengen von Ozon, Sauerstoff, pH-Puffer, Biofiltermasse oder Konzentration von UV nicht vorgegeben, da diese gemäß den Anforderungen geändert werden können.


Anspruch[de]
Einrichtung in Tierzuchtanlagen zur Behandlung von Wasser, das eine Wachstumsumgebung für Meeresorganismen bildet, wobei sich das Wasser in einem Hauptbehälter (1) befindet, der an Land angebracht Ist, wobei eine Behandlungseinheit (2) im Hauptbehälter (1) angeordnet ist, umfassend Einrichtungen für die biologische, chemische und physische Behandlung vom Wasser, wobei das Wasser vom Hauptbehälter (1) durch diese Behandlungseinheit (2) zur Behandlung und zurück zum Hauptbehälter (1) geleitet wird, und eine Belüftungskammer (20) zum Austausch von Gasen mit der Umgebungsluft als eingebauter Teil des Behälters angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungskammer (20) an der außeren Umgebung der Behandlungseinheit (2) angeordnet ist, und dass sich die längliche Ausdehnung der Kammes (20) entlang der oberen Wandsektion des Behälters streckt. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Düsen in der Belüftungskammer (20) angeordnet sind. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Pumpenanordnungen (25, 26) in der Behandlungseinheit (1) angeordnet sind, um Wasser aus einem unteren Abschnitt des Wasserbehälters (1) mit Hilfe eines Rohrs (4) zu einem oberen Abschnitt der Behandlungseinheit (2) zu fördern, die oberhalb des Wasserspiegels V1 im Hauptbehälter in einern Abstand angebracht ist, so dass das Wasser mit Hilfe der Schwerkraft durch die Behandlungsanordnungen in der Behandlungseinheit (2) und zurück zum Hauptbehälter (1) getrieben wird. Einrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sieb (11) in die Behandlungseinheit (2) am Wassereintrittspunkt des Rohrs (9) eingepasst ist. Einrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungseinheit (2) eine Filtereinheit (12) zum Filtern des Wassers von Partikeln umfasst. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (12) ein Gitterfilter mit einer Porengröße von 90 &mgr;m umfasst. Einrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Kammer (16) in der Behandlungseinheit (2), welche vom übrigen Teil der Behandlungseinheit (12) durch eine Trennwand (17) abgetrennt ist, Anordnungen für Desinfektion von Wasser angeordnet sind, wobei das Wasser in eine untere Ebene der Kammer mit Hilfe eines Rohrs (15) geleitet wird, und wobei das Wasser aus der Kammer (16) in die Belüftungskammer (20) durch eine Öffnung in dem Teil der Einheit (2), der mit der Kammer (16) verbunden ist, geleitet wird. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Desinfektion dadurch erfolgt, dass Anordnungen für die Zufuhr von Ozon in der Kammer (16) angeordnet sind. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnungen für die UV-Behandlung vom Wasser in der Kammer (16) angeordnet sind, Einrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kammer (27) in der Behandlungseinheit (2) angeordnet ist, vorzugsweise durch eine Trennwand (17) begrenzt, und dass die Kammer (27) als Aufbewahrung für die biologische Behandlung vom Wasser fungiert. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein biologisches Filter in der Kammer (27) angeordnet ist. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das biologische Filter eine große Anzahl von Körpern mit einer großen Oberfläche im Verhältnis zum Volumen umfasst, wobei die Oberflächen der Körper als Adhäsionsoberflächen für Mikroorganismen fungieren. Verfahren zur Behandlung von Wasser, das eine Wachstumsumgebung für Meeresorganismen bildet, wobei sich das Wasser in einem Hauptbehälter (1) befindet, der an Land angebracht ist, wobei eine Behandlungseinheit (2) im Hauptbehälter (1) angeordnet ist, wo das Wasser vom Hauptbehälter (1) durch die Behandlungseinheit (2) und zurück zum Hauptbehälter geleitet wird (1) für die biologische, chemische und physische Behandlung vom Wasser umfassend Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser einer Gasaustauschstufe unterworfen wird, wenn es durch Schwerkraft durch eine Belüftungskammer (20) geleitet wird. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Behandlung vom Wasser eine Stufe umfasst, wobei das Wasser durch eine mechanische Filtrierung in die Filtereinheit (12) läuft. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Behandlung vom Wasser eine Desinfektionsstufe in der Desinfektionskammer (16) umfasst. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Desinfektion durch Zuführung von Ozon zum Wasser in der Desinfektionskammer (16) erfolgt. Verfahren nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Desinfektion erfolgt, indem das Wasser in der Desinfektionskammer (16) UV-Strahlung ausgesetzt wird. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Behandlung vom Wasser eine Stufe zur biologischen Behandlung umfasst. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die biologische Behandlung umschliesst, dass auf einem Satz von Oberflächen, vorzugsweise als ein biologisches Filter angeordnet, eine biologische Umwandlung von Bestandteilen im Wasser mit Hilfe von Mikroorganismen stattfindet. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die biologische Umwandlung eine Umwandlung von Ammoniak in Nitrit und Nitrat (autotrophe Degradation) sowie eine Umwandlung von organischen Molekülen oder Ketten von Molekülen in CO2 und Wasser umfasst. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser in der Belüftungskammer (20) belüftet wird. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Stufen umfasst:

a) Entfernung von Partikeln

b) Desinfektion

c) Belüftung

d) biologische Umwandlung und

e) Zufuhr von Sauerstoff.






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