BESCHREIBUNG

Aquakulturanlage und Kultivierungsverfahren Die Erfindung betrifft eine Aquakulturanlage und ein

Kultivierungsverfahren mit den Merkmalen im Oberbegriff des Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruchs.

Eine solche Aquakulturanlage ist aus der DE

10 2012 012 259 B3 bekannt. Sie weist ein Fischbecken auf, dem ein mechanischer Filter und ein biologischer Filter mit Mikroorganismen zur Aufbereitung des Kulturwassers nachgeschaltet sind. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine

verbesserte Aquakulturtechnik aufzuzeigen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruch.

Die beanspruchte Aquakulturtechnik, d.h. die

Aquakulturanlage und das zugehörige

Kultivierungsverfahren, haben mehrere Vorteile

hinsichtlich Funktion, Effizienz, Umweltverträglichkeit, Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit. Der Aufwand für die Fütterung der aufgezogenen aquatischen Lebewesen,

insbesondere Fische, kann wesentlich reduziert werden. Der Wasserverbrauch ist ebenfalls sehr gering. Ein Einsatz von Antibiotika kann entfallen oder zumindest wesentlich reduziert werden.

Der mit dem Kulturbehälter für aquatische Lebewesen in Fluidverbindung stehende Behälter zur Aufzucht von

Futtertieren kann mehrere Funktionen bzw. einen

Mehrfachnutzen haben. Die Futtertiere nehmen einerseits die partikulären

Ausscheidungen der aquatischen Lebewesen oder auch

sonstige ungelöste Partikel im Kulturwasser auf und können dadurch eine Filterfunktion als Futtertierfilter erfüllen. Sie können außerdem ggf. Plankton und Mikroorganismen aus dem Kulturwasser filtern. Ferner ist eine Nahrungsaufnahme der Futtertiere von der SubstratSchicht mit Hilfe ihrer Kiefer möglich. Als Futtertiere können z.B. marine Würmer, insbesondere Borstenwürmer (Annelida) verwendet werden. Bevorzugt ist der Einsatz von Wattwürmern, insbesondere Seeringelwürmern (Nereididae) .

Andererseits können die nahrungstechnisch unmodifizierten, insbesondere naturbelassenen und ggf. noch lebenden

Futtertiere zum Füttern der aquatischen Lebewesen im

Kulturbehälter genutzt werden. Auf eine nahrungstechnische Modifikation der Futtertiere durch Zerkleinerung,

Aufbereitung oder Weiterverarbeitung, insbesondere

Extrudieren, zu Fischfutter bzw. Trockenfutter kann verzichtet werden. Die Ernährung und Ernährungsweise der aquatischen Lebewesen kann dadurch wesentlich verbessert werden. Die naturbelassene und ggf. noch lebende Biomasse ist gesünder als nahrungstechnisch modifiziertes

Fischfutter, insbesondere Fischmehl. Der bei marinen

Würmern, insbesondere Borstenwürmern bzw.

Seeringelwürmern, vorhandene Schleimmantel wirkt sich z.B. besonders gesundheitsfördernd aus. Borstenwürmer z.B.

bilden in ihrem natürlichen Lebensraum einen wichtigen Bestandteil in der Ernährung vieler kommerzieller

nutzbarer Fisch- und Krebstierarten. Als solche tragen sie zu einer besseren Verdaulichkeit und Stärkung des

Immunsystems als modifizierte Futtermittel bei. Letztere bestehen in der Regel zu 90% aus Trockenmasse und weichen daher deutlich in ihrer Konsistenz von den in der Natur vorhandene Fischnährtieren ab. Die Futterproduktion kann in den Wasserkreislauf der

Aquakulturanlage integriert werden. Dies kann für die Verträglichkeit von Vorteil sein. Der gegenseitige

Austausch von StoffWechselprodukten (chemische

Botenstoffe, Aminosäuren etc.) durch das gemeinsame

Kulturwasser wirkt sich positiv auf das Wachstum und die Haltungsbedingungen der aquatischen Lebewesen aus.

Außerdem können durch die Einbindung in die

Aquakulturanlage und die räumliche Nähe zum

Kulturbehälter, insbesondere Fischtank, kurze Wege und Frische des Lebendfutters gewährleistet werden. Die

Aquakulturanlage kann einen Filterkreislauf und/oder einen Fütterkreislauf bzw. eine Fütterkette haben. Die

Kreisläufe können in Verbindung stehen. Die an die

Futtertiere verfütterten Mikroalgen können auch in den Kulturbehälter gelangen und zur dortigen (passiven)

Ernährung der aquatischen Lebewesen dienen. Durch die integrierte Futterproduktion kann eine Fütterung der aquatischen Lebewesen mit nahrungstechnisch

modifiziertem Futtermitteln entfallen oder signifikant verringert werden. Die beanspruchte Aquakulturtechnik zeichnet sich durch einen geringen Phosphatgehalt aus. Bei herkömmlichen Fischzuchten wird über das Fischfutter

Phosphat in übermäßiger Weise dem Kulturwasser zugeführt. Außerdem kann bei der beanspruchten Aquakulturtechnik die bisher übliche aufwändige Regulierung der Wasserstabilität und des Nährstoffgehaltes durch Zugabe von künstlichen Stabilisatoren oder Bindemitteln und der Betrieb von mechanischen Filtern (Trommelfilter, Abschäumer, etc.) entfallen oder wesentlich verringert werden. Andererseits können in einer SubstratSchicht , insbesondere einer

Sandschicht, des Futtertierfilters weitere

Reinigungsprozesse des Kulturwassers stattfinden, wie z.B. Stickstoff-Entfernung, Mineralisation, Nitrifikation, Denitrifikation und Annamox. Dem Futtertierfilter kann ein Filter für die im

Kulturwasser gelösten Ausscheidungen der aquatischen Lebewesen zugeordnet, insbesondere nachgeschaltet sein. Hierfür eignet sich besonders ein Pflanzenfilter,

insbesondere in der Ausführung als Hydrokultur bzw.

Hydroponik. Wenn die Aquakulturanlage mit Salzwasser betrieben wird, kann durch eine Flutungseinrichtung eine meeresähnliche Umgebung mit Ebbe und Flut simuliert werden. Hierdurch können z.B. die Umgebungsbedingungen solcher salzwassertoleranter Pflanzen bzw. Halophyten optimiert werden. Die Pflanzen können verzehrt werden und bieten dadurch ebenfalls einen Mehrfachnutzen. Besonders geeignet ist Queller. Eine solche Flutungseinrichtung und Simulation einer meeresähnlichen Umgebung mit Ebbe und Flut kann alternativ oder zusätzlich auch bei den

Behältern für die Aufzucht von Futtertieren bzw. beim Futtertierfilter eingesetzt werden. Für den Fütterkreislauf der Futtertiere und der

aquatischen Lebewesen ist außerdem die Einbindung eines Algenreaktors von Vorteil, der auch in den

Kulturwasserkreislauf eingeschaltet werden kann. Mit dem Algenreaktor können Algen, insbesondere Mikroalgen, schnell und effizient produziert werden. Mit den Algen können die Futtertiere zusätzlich gefüttert werden. Dies beschleunigt deren Wachstumsprozess und erhöht auch die Qualität der Futtertiere. Die aquatischen Lebewesen bekommen aus den Futtertieren mehr und bessere Nährstoffe als aus einer üblichen Fütterung mit Trockenfutter. Diese Nährstoffe sind für die aquatischen Lebewesen auch besser verfügbar. Durch eine Fütterung mit nahrungstechnisch unmodifizierten Futtertieren und ggf. Mikroalgen können die aquatischen Lebewesen, insbesondere Fische, bevorzugt Seezungen, schneller wachsen und in der Nahrung enthaltene Nährstoffe besser verwerten. Die Gesundheit und die

Verzehrqualität der aquatischen Lebewesen werden deutlich verbessert .

Die verschiedenen Behälter für die aquatischen Lebewesen, die Futtertiere, die Pflanzen und der Algenreaktor können untereinander durch einen Wasserkreislauf mit dem Kultur ^¬ oder Prozesswasser verbunden sein. An geeigneten Stellen kann verbrauchtes Wasser abgezogen und Frischwasser, z.B. echtes oder künstliches Meerwasser, eingespeist werden, was vorzugsweise im Zulauf für den Algenreaktor erfolgt. Damit kann der Verlust von lebenswichtigen Nährstoffen und Spurenelementen im Kulturwasser nach der Entnahme bzw. Ernte von aquatischen Lebewesen und ggf. Pflanzen

ausgeglichen werden. Ferner kann eine Wasseraufbereitung, insbesondere eine Sauerstoffanreicherung, des

Kulturwassers erfolgen, was bevorzugt im Zulauf oder direkt im Kulturbehälter geschieht.

In den Wasserkreislauf können eine oder mehrere

Pumpensümpfe mit zugehörigen Pumpen eingebunden sein.

Vorzugsweise sind zwei oder mehr Pumpensümpfe vorhanden. Die Pumpensümpfe können der bedarfsgerechten Verteilung des Kulturwassers an ggf. verschiedene Abnehmer dienen. Sie sind vorzugsweise an mehrere Fluidverbindungen, insbesondere rohrförmige Leitungen, angeschlossen. Hierbei kann eine Volumenstrom Steuerung stattfinden, die den ggf. unterschiedlichen Kapazitäten und Retentionszeiten der verschiedenen Filter, des Algenreaktors und anderen

Gegebenheiten Rechnung trägt. Die genannten Behälter können jeweils mehrfach vorhanden sein. Für die Behälter zur Aufzucht von Futtertieren und für die Pflanzen empfiehlt sich jeweils eine Turm- oder Kaskadenanordnung, wobei das Kulturwasser die

verschiedenen Behälter nacheinander und durch Schwerkraft durchfließt. Der Energie- und Pumpaufwand kann reduziert werden. Außerdem lassen die Behälter sich platz- und kostensparend in einem Regal unterbringen. Dies erleichtert auch die Handhabung bei der Zuchtpflege und der Ernte sowie der Instandhaltung.

Im Kulturbehälter für die aquatischen Lebewesen und im Behälter zur Aufzucht von Futtertieren sind bevorzugt bodenseitige Substrat schichten, insbesondere Sandschichten und/oder Kiesschichten, vorhanden. Im Kulturbehälter können diese Substratböden einen Teil der Futtertiere beherbergen, die dadurch in gewohnter Umgebung weiterleben können und für die aquatischen Lebewesen, insbesondere gründelnde Fische oder Garnelen, eine längerfristige und gut zugängliche Futterquelle bilden. Diese Behälter können einen optimierten Fluidablauf besitzen. Dieser kann getrennte und/oder optimierte Auslassöffnungen für das Kulturwasser und/oder das Substrat besitzen. Er ermöglicht einerseits einen permanenten und dabei kontrollierten Ablauf von Kulturwasser. Andererseits erlaubt er auf einfache Weise einen Abzug der Substrat Schicht und der darin enthaltenen Futtertiere.

Die beanspruchte Aquakulturanlage hat ferner den Vorteil eines besonders einfachen konstruktiven und

kostengünstigen Aufbaus und Betriebs. Hierbei ist die Anordnung der Behälter in Stapeln von Vorteil. Gleiches gilt für den bevorzugt vertikalen Aufbau der

Aquakulturanlage und die Unterbringung in einem Regal.

Der Algenreaktor und dessen Ausbildung hat eigenständige erfinderische Bedeutung und kann auch bei anderen

Aquakulturanlagen eingesetzt werden. Hier sind die

Funktionen der Algenzucht unter Lichtzufuhr und

Photosynthese sowie der Energieverwertung und der

Regeneration optimiert. in den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte

Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:

Figur 1: eine perspektivische Ansicht einer

Aquakulturanlage mit mehreren Behältern in einem Regal ,

Figur 2: einen schematischen hydraulischen Schaltplan der

Aquakulturanlage,

Figur 3: einen Zuordnungs- und Schaltplan der

Aquakulturanlage , Figur 4: einen Wurmfilter,

Figur 5: einen Kulturbehälter für Fische,

Figur 6: einen Pflanzenfilter,

Figur 7 : einen Algenreaktor und

Figur 8 : ein Reaktormodul für den Algenreaktor von

Figur 7.

Die Erfindung betrifft eine Aquakulturanlage (1) und ein Kultivierungsverfahren für aquatische Lebewesen (2) . Die Erfindung betrifft ferner einen Algenreaktor (9).

Die aquatischen Lebewesen sind im gezeigten und

bevorzugten Ausführungsbeispiel Fische, insbesondere Raubfische. Dies können Salzwasserfische oder

Süßwasserfische sein. Alternativ oder zusätzlich können die aquatischen Lebewesen (2) Weichtiere (Mollusca), z.B. Austern, Miesmuscheln etc. oder Krebstiere (Crustacea) , z.B. Garnelen, sein. Die Aquakulturanlage (1) dient zur Aufzucht von solchen aquatischen Lebewesen (2) . Die zyklische Zuchtdauer für Salzwasserfische (2), z.B.

Seezungen, beträgt z.B. zwischen 1-2 Jahren. Die Aquakulturanlage (1) weist einen Kulturbehälter (6), insbesondere Fischtank, mit Kulturwasser (5) oder

Prozesswasser zur Aufnahme der aquatischen Lebewesen (2) auf. Das Kulturwasser (5) kann Salzwasser oder Süßwasser sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird Salzwasser bevorzugt. Der Kulturbehälter (6) hat z.B. eine kubische Form. Aus hydraulischen Gründen kann auch eine konische oder zylindrische Form oder ein Kubus mit gerundeten Eckbereichen gewählt werden. Der Kulturbehälter (6) kann aus einem geeigneten Material, z.B. Kunststoff oder

Metall, Holz oder Beton, bestehen.

Der Kulturbehälter (6) kann an der Oberseite offen sein. Am Boden des Kulturbehälters (6) kann sich eine

Substrat Schicht (28), z.B. Sand, befinden. Der Zulauf und Ablauf (33,29) für das Kulturwasser (5) sind an

Fluidverbindungen (12), z.B. geschlossene Leitungen in Form von Rohren oder Schläuchen, angeschlossen. Alternativ sind bereichsweise offene Leitungen oder Kanäle möglich. wie Figur 1 bis 3 verdeutlichen, kann die Aquakulturanlage (1) außerdem einen Behälter (22) für Futtertiere (3) und einen Behälter (23) für Pflanzen (4) sowie einen

Algenreaktor (9) aufweisen. Die Behälter (6,22,23) und ggf. der Algenreaktor (9) können jeweils mehrfach

vorhanden sein. Sie können dabei in einem Turm oder Rack mit Distanz oder in einem Stapel mit gegenseitiger

Berührung und Abstützung angeordnet sein. Die Behälter (6,22,23) oder Behälterstapel und ggf. der Algenreaktor (9) können z.B. auf einer Palette stehen. Die Formen und Abmessungen der Behälter (6,22,23) können ähnlich sein, insbesondere hinsichtlich der Grundfläche. Die Behälter (22,23) sind dabei flacher bzw. niedriger als der Kulturbehälter (6) . Die Grundmaße sind bevorzugt

standardisiert. Die Grundfläche ist z.B. an das Maß einer Europalette angepasst. Die Behälter (6,22,23) und der Algenreaktor (9) können miteinander hydraulisch in einem Wasserkreislauf für das Kulturwasser oder Prozesswasser (5) verbunden sein. Figur 2 und 3 zeigen hierzu beispielhaft hydraulische

Schaltpläne. Figur 1 zeigt schematisch die

Aquakulturanlage (1) mit der Behälteranordnung ohne

Fluidverbindungen und Pumpen.

Der Kulturbehälter (6) mit den aquatischen Lebewesen (2) ist über eine Fluidverbindung (12) des Kulturwassers (5) mit einem Behälter (22) zur Aufzucht von Futtertieren (3) verbunden. Wenn mehrere dieser Behälter (22) vorhanden sind, können diese untereinander durch eine

Fluidüberleitung (34) hydraulisch verbunden sein. Die Futtertiere (3) dienen zur Fütterung und Versorgung der aquatischen Lebewesen (2) mit Lebendfutter. Die

Futtertiere (3) sind z.B. marine Würmer, vorzugsweise Borstenwürmer bzw. Seeringelwürmer.

Der Behälter (22) mit den Futtertieren (3) kann einerseits einen Futtertierfilter (7), insbesondere einen Wurmfilter, bilden, welcher partikuläre Stoffe aus dem Kulturwasser (5) filtert. Die partikulären Stoffe können partikuläre

Ausscheidungen der aquatischen Lebewesen (2) im

Kulturbehälter (6), Futterreste oder sonstige Feststoffe sein. Sie werden von den Futtertieren (3) aufgenommen und aus dem Kulturwasser (5) entfernt. Insbesondere Würmer (3), vor allem Borstenwürmer bzw. Seeringelwürmer, können mit diesen partikulären Stoffen gefüttert werden. Der

Futtertierfilter (7) ist mit dem Kulturbehälter (6) in einem Filterkreislauf (14) des Kulturwassers (5)

verbunden . Der Behälter (22) bzw. der Futterfilter (7) kann über eine Fluidverbindung (12) mit einem Filter (8) für gelöste Stoffe im Kulturwasser (5) , insbesondere gelöste

Ausscheidungen der aquatischen Lebewesen (2), verbunden sein. Der Filter (8) ist in den Filterkreislauf (14) eingebunden. Er ist dabei vorzugsweise in

Strömungsrichtung dem Futterfilter (7) nachgeschaltet.

Der Filter (8) ist in den gezeigten und bevorzugten

Ausführungsbeispielen als Pflanzenfilter ausgebildet.

Alternativ kann er in anderer Weise, z.B. als biologischer Filter mit Mikroorganismen, ausgestaltet sein.

Der Behälter (22) mit den Futtertieren (3) und der

Kulturbehälter (6) sind ferner in einem Fütterkreislauf (15) verbunden. Die Futtertiere (3) dienen als

Lebendfutter zur Ernährung der aquatischen Lebewesen (2) und werden in geeigneter Weise in den Kulturbehälter (6) überführt .

Der Algenreaktor (9) kann ebenfalls in den Fütterkreislauf (15) eingebunden sein. Er ist bevorzugt als

Photobioreaktor für die Mikroalgenzucht ausgebildet. Im Algenreaktor (9) werden Algen, insbesondere Mikroalgen, in einer Algensuspension (40) gezüchtet. Den Algen können Nährstoffe und Licht für die Photosynthese zugeführt werden. Der Algenproduktionszyklus kann z.B. 1 bis 2

Wochen dauern. Die Algensuspension (40) kann den Futtertieren (3) für deren Ernährung über den Wasserkreislauf (13) zugeführt werden. Die Futtertiere (3) und die damit gefütterten aquatischen Lebewesen (2) können mittels der Algen auf natürlichem und artgerechtem Weg gesund und ohne

Schadstoffe sowie kostengünstig ernährt werden.

Bedarfsweise kann den aquatischen Lebewesen (2) und den Futtertieren (3) anderes und zusätzliches Futter zugeführt werden .

Figur 2 verdeutlicht einen hydraulischen Schaltplan für die Verbindung von Kulturbehälter (6), Futterfilter (7), Filter (8) und Algenreaktor (9) . Das Kulturwasser (5) wird in der Aquakulturanlage (1) in einem geschlossenen

Wasserkreislauf (13) geführt. Bedarfsweise kann dabei an einer Wasserzufuhr (10) Frischwasser zugeführt werden. An einer Wasserabfuhr (11) kann verbrauchtes Kulturwasser (5) aus dem Kreislauf (13) entnommen werden. Ferner kann im Wasserkreislauf (13) eine Wasseraufbereitung (20)

angeordnet sein. Dies kann z.B. eine

Sauerstoffanreicherung sein. Für die Umwälzung des Kulturwassers (5) im Wasserkreislauf (13) sind ein oder mehrere Pumpensümpfe (16,18) mit ein oder mehreren zugeordneten Pumpen (17,19) vorgesehen. An einen Pumpensumpf (16,18) können mehrere Fluidverbindungen (12) und mehrere Abnehmer bzw. Komponenten (6,7,8,9) der Aquakulturanlage (1) angeschlossen sein. Die

Fluidverbindungen (12) zwischen den verschiedenen

Komponenten der Aquakulturanlage (1) werden durch die besagten, vorzugsweise geschlossenen Leitungen, gebildet. wie Figur 2 verdeutlicht ist der Kulturbehälter (6) ablaufseitig über eine Fluidverbindung (12) mit einem ersten Pumpensumpf (16) eingangseit ig verbunden.

Ausgangseit ig weist der Pumpensumpf (16) mehrere

Fluidverbindungen (12) auf. Er ist einerseits über eine Rückführleitung (24) mit dem Fluidzulauf (33) des

Kulturbehälters (6) verbunden. In der Rückführleitung (24) kann die erwähnte Wasseraufbereitung (20) angeordnet sein. Ferner ist der Pumpensumpf (16) über eine Fluidverbindung (12) mit dem Futtertierfilter (7) zulaufseitig verbunden. Ablaufseitig ist der Futtertierfilter (7) mit einem zweiten Pumpensumpf (18) verbunden. Aus diesem Pumpensumpf (18) wird der Filter (8), insbesondere Pflanzenfilter, gespeist. Das Kulturwasser (5) kann aus dem Filter (8) über eine Rückführleitung (26) in den zweiten Pumpensumpf

(18) zurückfließen. Dies kann z.B. durch Schwerkraft geschehen. Ferner kann das Kulturwasser (5) aus dem zweiten Pumpensumpf (18) über eine Rückführleitung (25) am Futtertierfilter (7) vorbei zum ersten Pumpensumpf (16) gefördert werden.

Der Algenreaktor (9) ist ebenfalls über eine

Fluidverbindung (12) an den zweiten Pumpensumpf (18) zulaufseitig angeschlossen. In dieser Fluidverbindung (12) kann sich der vorerwähnte Zu- und Ablauf (10,11) befinden. Ablaufseitig ist der Algenreaktor (9) mit dem

Futtertierfilter (7) verbunden.

Ein Teil der Fluidverbindungen (12) kann von aktiven

Förderleitungen gebildet werden, in den Pumpendruck ansteht. Andere Fluidverbindungen (12), insbesondere die Rückleitungen (24,25,26) können passive Förderleitungen sein, in denen das Kulturwasser (5) durch Schwerkraft fließt .

Figur 3 zeigt das hydraulische Schaltschema von Figur 2 und zusätzlich die räumliche Zuordnung der Komponenten der Aquakulturanlage (1) . Hierbei sind auch eine oder mehrere diskontinuierliche Fluidverbindungen (21) ersichtlich, durch die der Wasserstrom zeitweise abgesperrt werden kann. Eine solche diskontinuierliche Fluidverbindung (21) ist z.B. an den zulauf- und ablaufseit igen

Fluidverbindungen (12) des Algenreaktors (9) angeordnet. wie Figur 3 verdeutlicht, kann der Kulturwassertransport durch den Futtertierfilter (7) und/oder durch den Filter (8), insbesondere Pflanzenfilter, durch Schwerkraft und in einer kaskadenförmigen Filteranordnung erfolgen. Die Pumpe

(17) fördert das Kulturwasser (5) aus dem ersten

Pumpensumpf (16) über eine Fluidverbindung zum

Futtertierfilter (7), insbesondere zu dessen oberen

Fluidzulauf (33) . Von dieser Fluidverbindung (12) zweigt die Rückführleitung (24) zum Kulturbehälter (6) und dessen Fluidzulauf (33) ab. Vom Kulturbehälter (6) kann das

Kulturwasser über den Fluidablauf (29) durch Schwerkraft zum tiefer liegenden ersten Pumpensumpf (16) fließen.

Der zweite Pumpensumpf (18) ist oberhalb des ersten

Pumpensumpfes (16) und unterhalb des Futtertierfilters (7) angeordnet, wobei seine Pumpe (19) das Kulturwasser (5) zum Filter (8), insbesondere Pflanzenfilter und bevorzugt zu dessen oberen Fluidzulauf (33) fördert. Über die

Rückführleitung (26) fließt das Kulturwasser (5)

ablaufseitig aus dem Filter (8) durch Schwerkraft wieder zum zweiten Pumpensumpf (18) . Die Pumpe (19) kann andererseits über eine entsprechende Ventilanordnung und diskontinuierliche Fluidverbindung (21) Kulturwasser (5) zulaufseitig in den Algenreaktor (9) pumpen. Von hier kann die Algensuspension (40) durch

Schwerkraft direkt zum Futtertierfilter (7) oder in dessen Fluidverbindung (12) vom ersten Pumpensumpf (16) fließen.

Die Wasserströme innerhalb der Aquakulturanlage (1) können unterschiedlich groß sein, wobei die Verteilung über den oder die Pumpensümpfe (16,18) in Verbindung mit

entsprechenden Steuermitteln, insbesondere Ventilen, erfolgt. Zwischen dem Kulturbehälter (6) und dem ersten Pumpensumpf (16) werden z.B. 1.000 1/h über die

Rückleitung (24) umgepumpt. Dem Behälter (22) bzw.

Futtertierfilter (7) wird wegen der Retentionszeit ein demgegenüber verringerter Volumenstrom von z.B. 300 1/h zugeführt und nach Durchlaufen in den zweiten Pumpensumpf

(18) geleitet. Der hiervon dem Pflanzenfilter (8) zugeführte Volumenstrom kann noch stärker verringert sein. Er kann z.B. 100 1/h betragen. Die restlichen 200 1/h können über die Rückleitung (25) wieder dem ersten

Pumpensumpf (16) zugeführt werden.

Figur 4 verdeutlicht den Aufbau des Futtertierfilters (7) . Die ein oder mehreren Behälter (22) sind jeweils als offene und wannenartige Behälter ausgeführt, an deren Boden sich eine SubstratSchicht (28) mit Futtertieren (3), insbesondere Borstenwürmern bzw. Seeringelwürmern,

befindet. Das Kulturwasser (5) überdeckt die

SubstratSchicht (28).

Der oder die Behälter (22) weisen jeweils einen

Fluidzulauf (33) und einen Fluidablauf (29) auf. Bei der gezeigten Turm- oder Kaskadenanordnung können der

Fluidablauf (29) und der Fluidzulauf (33) benachbarter Behälter (22) gekoppelt sein und einen Fluidüberlauf (34) mit Schwerkraftförderung des Kulturwassers (5) bilden. Der Fluidzulauf (33) besteht z.B. jeweils aus einer zentralen Zuführleitung und einer Verzweigung mit mehreren

Zuführsträngen, die das Kulturwasser verteilt in den jeweiligen Behälter (22) einspeisen. Der Fluidablauf (29) weist ein in den Behälter (22) ragendes Ablaufrohr (30) auf, das an einem Ende mit einem Siphon (31) verbunden ist, der oberhalb der

SubstratSchicht (28) bevorzugt zentral im Wasserbad angeordnet ist. Am anderen Ende ist das Ablaufrohr (30) mit einer tiefliegenden und im Bodenbereich des Behälters (22) angeordneten AuslaufÖffnung (32) verbunden. Die

Verbindung kann lösbar sein, so dass bei Abzug des

Ablaufrohrs (30) die SubstratSchicht (28) aus der

AuslaufÖffnung (32) abfließen kann. In der AuslaufÖffnung (32) kann ein Gitter oder ein anderes Rückhalteelement vorhanden sein, welches einen Austritt der Futtertiere (3) verhindert. Nach Ablauf der SubstratSchicht (28) können die Futtertiere (3) geerntet und als Lebendfutter in den Kulturbehälter (6) zugeführt werden. Aus dem gezeigten Stapel von Futtertierbehältern (22) kann z.B. einmal täglich geerntet werden.

In einer anderen Variante können für das Kulturwasser (5) und für die SubstratSchicht (28) eigene und räumlich getrennte Auslassöffnungen (32) vorhanden sein. Diese können auch eigenständig geöffnet und geschlossen werden.

Figur 5 zeigt den mit Kulturwasser (5) und mit aquatischen Lebewesen (2) gefüllte Kulturbehälter (6) . Die lebenden

Futtertiere (3) werden in das Kulturwasser (5) gegeben und können dort schweben oder schwimmen und von den

aquatischen Lebewesen (2) gefressen werden. Am

Behälterboden ist ebenfalls eine SubstratSchicht (28), insbesondere eine Sandschicht, angeordnet. Diese kann ebenfalls Futtertiere (3), insbesondere Borstenwürmer bzw. Seeringelwürmer, enthalten. Gründelnde Fische (2) können die SubstratSchicht (28) durchwühlen und die dortigen Futtertiere (3) fressen.

Der Kulturbehälter (6) weist einen Fluidzulauf (33) auf. Dieser kann ein Tauchrohr mit mehreren Auslassöffnungen besitzen. Am Behälterboden ist ein Fluidablauf (29) angeordnet. Dieser kann in gleicher Weise wie bei den Behältern (22) und beim Futtertierfilter (7) ausgebildet sein .

In Figur 6 ist ein Pflanzenfilter (8) dargestellt. Er weist mehrere an der Oberseite offene, wannenartige

Behälter (23) auf, die mit einem Fluidzulauf (33) und einem Fluidablauf (29) versehen sind. Die Pflanzen (4) sind an das jeweilige Kulturwasser (5) angepasst. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel kommen salztolerante Pflanzen bzw. Halophyten, insbesondere Queller, zum

Einsatz, die in einer Hydroponik (35) oder Hydrokultur im Behälter (23) gehalten sind. Die Pflanzen (4) wurzeln in einem anorganischen Substrat, welches in

wasserdurchlässigen Pflanztöpfen gehalten ist. Die

Pflanzenwurzeln können dadurch vom Kulturwasser (5) umströmt werden. Sie können die im Kulturwasser (5) enthaltenen gelösten Ausscheidungen als Nährstoffe

aufnehmen und das Wasser reinigen.

Die Pflanzen (4) können Nutz- und Speisepflanzen sein, z.B. Queller. Sie werden von den im Kulturwasser (5) gelösten Ausscheidungen ernährt und können zu gegebener Zeit geerntet werden. Bei Süßwasserbetrieb werden andere geeignete Pflanzen (4), z.B. Gemüse- oder Salatpflanzen, verwendet . Der Fluidablauf (29) der Pflanzenbehälter (23) kann in ähnlicher Weise wie beim Kulturbehälter (6) und beim

Futtertierbehälter (22) ausgebildet sein.

Der Pflanzenfilter (8) bzw. der oder die Behälter (23) können eine Flutungseinrichtung (36) aufweisen, mit der der Wasserstand relativ zu den Pflanzen (4) verändert werden kann. Hierdurch kann für salztolerante Pflanzen abwechselnd Ebbe und Flut simuliert werden, wobei die Pflanzen (4) nicht oder nur nur im Wurzelbereich und zeitweise vollständig von Kulturwasser (5) umspült werden.

Die Behälter (22) zur Aufzucht von Futtertieren (3) bzw. der Futtertierfilter (7) können ebenfalls eine solche Flutungseinrichtung (36) aufweisen. Hierdurch kann eine meeresähnliche Umgebung mit Ebbe und Flut für die

Futtertiere (3) , insbesondere die marinen Würmer,

simuliert werden. Die Flutungseinrichtung (36) kann auf unterschiedliche Weise den relativen Wasserstand ändern. In der gezeigten Ausführungsform sind z.B. die Pflanztöpfe der Hydroponik (35) untereinander durch einen Träger verbunden und können in ihrer Höhenlage innerhalb des Behälters (23) mit einem steuerbaren Stellantrieb verändert werden. In einer anderen Ausführungsform kann der Wasserstand (41) erhöht und gesenkt werden. In einer dritten Variante ist eine beiderseitige Verstellung möglich.

Eine Erhöhung und Senkung des Wasserstands (41) in den verschiedenen gestapelten Behältern (22,23) bzw. in der Turm- oder Kaskadenanordnung bei den Anordnungen von Figur 4 und 6 ist z.B. in folgender Weise möglich. Durch den

Fluidzulauf (33) wird kontinuierlich Kulturwasser (5) in den Behälter (22,23) gepumpt, bis der Wasserspiegel (41) den Überlaufpunkt des Siphons (31) erreicht. Wird dieser Punkt überschritten, bildet sich im Ablaufrohr (30) durch den Unterdruck ein Saughebereffekt aus. Dieser bewirkt, dass das Kulturwasser (6) aus dem Behälter (22,23) schneller entleert wird, als es neu befüllt werden kann. Sobald der Wasserspiegel (41) bis zu einem kritischen Punkt abgesunken ist, zieht der Siphon (31) Luft und der Saughebereffekt bricht zusammen. Danach beginnt das

Prinzip von neuem.

Die bodenseit igen Substrat schichten (28) bzw.

Hydrokulturschichten weisen ein Gefälle von z.B. 8% auf. An ihrem niedrigsten Punkt befindet der Siphon (31) am

Ende des in den Behälter (22,23) ragenden Ablaufrohrs (30) . Dies ermöglicht die weitgehend restlose Entleerung des Kulturwassers (5) aus dem Behälter (22,23) und die kurzzeitige Trockenlegung des Bodensubstrates. Dieser Vorgang ist für die Sauerstoffanreicherung des Substrates und die optimale Funktion des Wurmfilters (7) oder

Pflanzfilters (8) bedeutsam. Figur 7 verdeutlicht den Aufbau eines Algenreaktors (9) . Dieser weist ein Reaktorgehäuse (27) auf, das an der

Oberseite eine Zugangsöffnung haben kann, die mit einem Behälterdeckel (42) verschlossen wird. Der Reaktorbehälter

(27) ist mit einer Mikroalgen-Suspension (40) und mit Wasser vorzugsweise mit Kulturwasser (5), gefüllt.

Der Reaktorbehälter (27) kann eine Belüftungseinrichtung (37) mit einer bevorzugt bodenseit igen Luftzufuhr (38) und einer bevorzugt deckelseit igen Luftabfuhr (39) aufweisen. Die Luftzufuhr (37) kann eine oder mehrere in den

Behälterinnenraum mündete Luftdüsen aufweisen. Durch die Belüftung wird die Algensuspension (40) in der in Figur 7 angedeuteten Weise im Reaktorbehälter (27) bewegt und insbesondere umgewälzt. Die Luftabfuhr (39) kann als stellbares oder steuerbares Ablassventil ausgebildet sein. Die Algensuspension (40) füllt vorzugsweise nicht den gesamten Behälterinnenraum aus, wobei noch Luft zwischen der Behälteroberseite und dem Wasserspiegel (41) ist.

Der Algenreaktor (9) beinhaltet ein steuerbares

Reaktormodul (43) , das einzeln oder mehrfach vorhanden sein kann und das in die Algensuspension (40) eingetaucht werden kann. Das in Figur 7 und 8 dargestellte

Reaktormodul (43) weist ein lichtdurchlässiges Rohr (45) mit einer darin angeordneten steuerbaren Leuchteinheit (46) auf. Das Rohr (45) ist z.B. als Glasrohr ausgebildet. Die Leuchteinheit (46) kann eine oder mehrere LED- Anordnungen, insbesondere LED-Platinen, aufweisen, die sich entlang des Rohrs (45) erstrecken und in die

Algensuspension (40) strahlen. Das Reaktormodul (43) kann an geeigneter Stelle, z.B. am unteren freien Ende des Rohrs (45) einen Kühlkörper (47) aufweisen. Der Kühlkörper (47) kann die in der Leuchteinheit (46) entstehende Wärme in den Reaktorbehälter (27) und an die Algensuspension (40) ableiten. Er ist hierzu mit der Leuchteinheit (46) verbunden und wird außenseitig von der Algensuspension (40) umspült. Durch die Verwendung von LED ' s ist die Abwärme moderat . Das Reaktormodul (43) ist am oberen Ende des Rohres (45) mit dem Behälterdeckel (42) verbunden und ragt aus diesem ein Stück heraus. An das Reaktormodul (43) kann eine Steuerung (44) außenseitig angeschlossen sein. Hierüber kann auch die Energiezufuhr zu der Leuchteinheit (46) erfolgen. Ferner kann außenseitig am Reaktormodul (43) ein Überdruckventil (48) angeordnet sein, welches mit dem Rohrinnenraum verbunden ist. Das Rohr (45) ist gegenüber dem Kühlkörper (47) und dem Deckel (42) abgedichtet. Das Reaktormodul (43) kann an geeigneter Stelle auch eine Sensorik zur Detektion und Überwachung des Algenwachstums und/oder der Umgebungsbedingungen aufweisen. Dies kann z.B. ein Temperatursensor sein. Die Algensuspension (40) kann im Algenreaktor (9) über die Steuerung (44)

klimatisiert werden. Hierfür kann zum einen die Abwärme der Leuchteinheit (46) und zum anderen eine eventuelle Zusatzheizung oder auch eine Kühlung benutzt werden.

Wie Figur 1 verdeutlicht, sind die Komponenten

(6,7,8,16,17,18,19,22,23) der Aquakulturanlage (1) in einem vertikalen Aufbau und in einem Regal (49)

angeordnet. Die Behälter (6,22,23), insbesondere

Behälterstapel, können auf Paletten angeordnet sein. Sie sind gut zugänglich und lassen sich mittels eines

Fördermittels (50), z.B. eines Gabelstaplers, ein- und auslagern. Die Fluidverbindungen (12) können mittels geeigneter Schnellkupplungen und Sperrelement schnell geöffnet und geschlossen werden. Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen

Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die Merkmale der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele und ihrer Abwandlungen beliebig miteinander kombiniert, insbesondere auch vertauscht werden . Die gezeigte und optimierte Konfiguration der

Aquakulturanlage (1) mit allen Komponenten, ggf. in

Mehrfachanordnung, kann in unterschiedlicher Weise

variiert, insbesondere reduziert werden. in der einfachsten Variante beinhaltet die

Aquakulturanlage (1) nur einen Kulturbehälter (6) und einen Behälter (22) zur Aufzucht von Futtertieren (3) in einem verkleinerten Wasserkreislauf (13). Die Behälter (6,22) können mehrfach vorhanden sein. Die fluidische Fördertechnik kann vereinfacht sein und ggf. ohne

Pumpensumpf auskommen. Der Pflanzenfilter (8) und der Algenreaktor (9) fehlen. Eine evtl. Filterung oder

sonstige Aufbereitung des Kulturwassers (5) kann auf andere und ggf. konventionelle Weise, z.B. mechanisch und/oder biologisch mit Mikroorganismen, geschehen. Der Behälter (22) dient vorrangig der kultur- und zuchtnahen Futtertierproduktion. Dabei kann ggf. ein kleiner

Filterkreislauf (14) und/oder ein kleiner Fütterkreislauf (15) gebildet werden.

In einer anderen Ausbaustufe der Aquakulturanlage (1) werden der Kulturbehälter (6) und der Behälter (22) mit dem Pflanzenfilter (8) in einem erweiterten

Filterkreislauf (14) verbunden, wobei ebenfalls eine

Mehrfachanordnung von Behältern (6,22,23) möglich ist. Der Algenreaktor (9) kann entfallen.

Die nächste Variante sieht eine Kombination des

Kulturbehälters (6) und des Behälters (22) mit dem

Algenreaktor (9), ggf. in mehrfacher Behälteranordnung, vor. Hierdurch wird ein erweiterter Fütterkreislauf (15) gebildet. Der Pflanzenfilter (8) entfällt. Eine evtl. Filterung oder sonstige Aufbereitung des Kulturwassers (5) kann auf andere und ggf. konventionelle Weise, z.B.

mechanisch und/oder biologisch mit Mikroorganismen, erfolgen .

Variabel ist auch die Zahl und Anordnung der

vorbeschriebenen Komponenten der Aquakulturanlage (1) . Auf den vertikalen Aufbau kann zugunsten einer horizontalen Anordnung verzichtet werden. Ferner kann eine andere fluidischen Verbindungs- und Fördertechnik eingesetzt werden .

BEZUGS ZEICHENLISTE

1 Aquakulturanlage, Zuchtanlage

2 aquatisches Lebewesen, Fisch

3 Futtertier, mariner Wurm, Borstenwurm, Seeringelwurm

4 Pflanze, Halophyt, Queller

5 Kulturwasser, Prozesswasser

6 Kulturbehälter, Fischtank

7 Filter partikulär, Futtertierfilter, Wurmfilter

8 Filter gelöste Ausscheidung, Pflanzenfilter

9 Algenreaktor

10 Wasserzufuhr

11 Wasserabfuhr

12 Fluidverbindung, Leitung

13 Kreislauf, Wasserkreislauf

14 Kreislauf, Filterkreislauf

15 Kreislauf, Fütterkreislauf

16 Pumpensumpf

17 Pumpe, Förderpumpe

18 Pumpensumpf

19 Pumpe, Förderpumpe

20 Wasseraufbereitung, Sauerstoffanreicherung

21 Fluidtransport diskontinuierlich

22 Behälter für Futtertiere

23 Behälter für Pflanzenfilter

24 Rückführleitung

25 Rückführleitung

26 Rückführleitung

27 Reaktorbehälter

28 Substrat Schicht , Substratboden, Sandboden

29 Fluidablauf

30 Ablaufrohr

31 Siphon

32 Aus laufÖffnung

33 Fluidzulauf

34 Fluidüberleitung

35 Hydroponik, Hydrokultur 36 Flutungseinrichtung

37 Belüftungseinrichtung

38 Luftzufuhr, Luftdüse

39 Luftabfuhr, Ablassventil

40 AIgenSuspension

41 Wasserstand, Wasserspiegel

42 Behälterdeekel

43 Reaktormodul

44 Steuerung

45 Rohr, Glasrohr

46 Leuchteinheit, LED-Platinen

47 Kühlkörper

48 Überdruckventil

49 Regal

50 Fördermittel, Gabelstapler