DE4224554C2 - Verfahren zum Aufziehen von Fischen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auf­ ziehen von Fischen in einem in sich geschlossenen System, umfassend die folgenden Stufen: Wasser wird von einem Fisch­ aufzuchtbehälter durch mehrere Filterbehälter gepumpt, die ein Filtermedium enthalten, und das Wasser wird in dem System rezirkuliert, so daß das Wasser auf einem konstanten Pegel in dem Behälter gehalten wird ohne Bedarf für eine äußere Wasserquelle außer zum Ersetzen von durch Verdampfung verlorenem Wasser, der Sauerstoffgehalt des Wassers wird mit einem Fühler kontinuierlich überwacht, und dem System wird Sauerstoff hinzugefügt, wenn der Sauerstoff­ pegel unter etwa 4 ppm abfällt, die Temperatur des Wassers wird kontinuierlich überwacht, und dem Wasser wird Wärme hinzugefügt, wenn die Wassertemperatur unter die normale Temperatur zum Aufrechterhalten des Fischbestandes abfällt.

Das Aufziehen von Fischen für den Markt ist eine sich rasch entwickelnde Industrie in den USA. Obwohl asiatische und europäische Fischzuchtsysteme seit Jahrhunderten bestehen, bestehen sie in einem quasi wilden Zustand. Intensive Konzentrationen von Fischen in einem kleinen Ziehbehälter waren bis vor kurzem nicht realisierbar, da die natürliche Stoffwechselaktivität der Fische genügend Abfälle erzeugte, um schließlich entweder die Fische zu töten oder ihr Wachstum radikal zu hemmen.

In den letzten Jahren sind Versuche unternommen worden, Fische in beschränkten Behältern in hoher Konzentration zu ziehen, wie dargelegt in US-A-3,886,902, US-A-4,211,183, US-A-4,892,651 und US-A-4,951,606. Ferner offenbart die US-A-4,182,267 ein Verfahren zum Aufziehen von Fischen in einem in sich geschlossenen System, worin Wasser von einem Fischaufzuchtbehälter durch mehrere Filterbehälter gepumpt und in dem System derart rezirkuliert wird, daß es auf einem konstanten Pegel in dem Behälter gehalten wird.

Obwohl diese Patente Verfahren zum intensiven Ziehen von Fischen beschreiben, benötigen sie große Mengen von Energie und frischem Wasser oder einen komplizierten Behälterreini­ gungsprozeß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues, ver­ bessertes Verfahren zum Aufziehen von Fischen bereitzu­ stellen, welches es möglich macht, Fische in einer räumlich beschränkten Umgebung ohne Verwendung wesentlicher Energie­ ressourcen von elektrischer Energie oder fließendem Wasser aufzuziehen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Filterbehälter Bakterien enthalten, daß jeder Filterbehälter mit Luft von einem Gebläse unter Druck gesetzt wird, wobei das Gebläse dafür vorgesehen ist, genügend Luft zu liefern, um den Filterbe­ hälter rückzuspülen, wenn Feststoffe einen normalen Filter­ schritt behindern, und daß das Abflußwasser von jedem Rück­ spülzyklus zu einem Gestein-Faulschlammbereich strömt, und das in dem Rückspülsystem verwendete Wasser wiedergewonnen wird zur direkten Einleitung in den Fischaufzuchtbehälter.

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfah­ rens sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Fischauf­ zuchtbehälter eine Reihe von sechs Behältern, die das zum Aufziehen der Fische verwendete Wasser filtern und spezifi­ sche Filtermedien und Bakterien anwenden, welche das durch die Fische erzeugte Abfallammoniak kontrollieren. Aus­ reichende Mengen Sauerstoff werden automatisch zugefügt, um die Zufuhr konstant bei mehr als 4 ppm zu halten. Ein Solar­ heizsystem hält das Wasser auf einer angemessenen Tempera­ tur, und natürliche Hydrokultur- oder in Sand gezogene Pflanzen unterstützen das Beseitigen von Fischstoffwechsel­ abfällen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht des Verfahrens zum Auf­ ziehen von Fischen;

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch einen alternativen Fischlebensraumbehälter;

Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch einen Gestein- Schlammfaulungsbereich;

Fig. 4 eine schematische Teilansicht des Systems der Er­ findung, das den alternativen Behälter von Fig. 2 anwendet; und

Fig. 5 einen vertikalen Schnitt durch einen anderen alter­ nativen Fischbehälter.

In der nachfolgenden Beschreibung betreffen gleiche Bezugs­ zeichen in allen Figuren die gleichen Bestandteile.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufziehen von Fischen ist in Fig. 1 schematisch gezeigt. Ein großer, rechteckiger Fischziehbehälter 10, der in einer bevorzugten Ausführungs­ form etwa 45 460 l Wasser enthält, enthält die Fische während ihres Wachstumszyklus. Etwa 667 Fische, die bis zu 1,36 kg wiegen, können in diesem Behälter 10 gehalten werden, oder in runden Behältern 16 oder 16A, die in Fig. 2 bzw. Fig. 5 dargestellt sind. Festes Fäkalienmaterial wird an dem dem Boden des Behälters 10 in einer Wanne 12 gesammelt und von Behälter 10 durch ein Auslaßrohr 14 weggebracht und zu einem Filterbehälter 38 gepumpt. Ein Sauerstoffdiffusor 22, der in einem eingekerbten Bereich an der Kante der Behälter 10, 16 und 16A gelegen ist, sorgt für eine Anreicherung mit Sauerstoff für die Fische. Ein Sumpf 24 an dem Boden des Be­ hälters 16 oder 16A führt zu dem Auslaßrohr 14 aus dem Behäl­ ter 16 oder 16A heraus. Ein Sauerstoff-Fühler 28 ist in einem Fischwachstumsbereich des Behälters 10, 16 oder 16A gelegen, um die Sauerstoffmenge in dem Behälter zu bestimmen. Wenn die Menge gelösten Sauerstoffs niedriger ist als 4 ppm, wird dem System durch den Sauerstoffdiffusor 22 zusätzlicher Sau­ erstoff zugefügt.

Eine Pumpe 30 pumpt das Wasser von dem Ziehbehälter zu den Filtern durch ein Rohr 32, das bei einem Filter 38 beginnt. Der Behälter 38 ist etwa zwei Drittel voll mit einer Mischung von Keramik und Kies 42. Die Keramik und der Kies 42 in dem Behälter 38 weisen einen Durchmesser von etwa 12,7 mm auf. Etwa eine Hälfte des Kieses ist massiv und eine Hälfte weist einen hohlen Kern auf. Das Wasser strömt durch den Behälter 38 mit einer Geschwindigkeit, mit der das Wasser in dem System wenigstens dreimal in 24 h vollständig zirkuliert wird.

Bakterien wie beispielsweise Thiobacillus denitrificans sind in den Filterbehältern 38, 59 und 66 angeordnet. Pseudomonas chlororaphis würde verwendet, wenn Pflanzen 18 nicht als Be­ standteil des Entstickungsprozesses gezogen werden und würden sich nur in den Behältern 59 und 66 finden.

Luftdüsen 40 an dem Boden des Behälters 38 entwickeln Druck für das Wasser, um den Behälter 38 rückzuspülen. In diesem Fall fließt das rückgespülte Material durch ein Rückspül- Steuerventil 53 und ein Rohr 48 zu einem Rohr 61 und dann in einen Gestein-Schlammfaulungsbereich 50, der nichtelementares Laugungslavagestein 52 oder reguläres Gestein bis zur Größe von 2,54 cm enthält.

Wenn keine Rückspülung erforderlich ist, fließt das Abwasser aus dem Behälter 38 durch das Ventil 53 und ein Rohr 54 her­ aus in den zweiten Filterbehälter 59, der Düsen 58 für ein Rückspülsystem enthält. Der Behälter 59 enthält etwa 2/3 voll superaktivierte Holzkohle 56 als Filtermedium. Die Mediengröße sollte einen Durchmesser von annähernd 9,5 mm aufweisen. Wenn der Behälter 59 rückgespült wird, werden die Düsen 58 in Betrieb gesetzt, und das ausgewaschene Material strömt durch ein Rohr 60 und ein Rückspül-Steuerven­ til 62 hinunter durch ein Rohr 61 in den Gestein-Schlammfau­ lungsbereich 50. Wenn der Behälter 59 nicht rückgespült wer­ den muß, fließt das Abwasser durch ein Rohr 64 heraus in Fil­ terbehälter 66 und 80.

Ein Mischpunkt 86 lenkt einen Teil des Wassers aus dem Fil­ terbehälter 59 in den Filterbehälter 80 um, welcher Kunst­ stoff-Biomedien 100 von 5 cm Durchmesser und Nitrosomonas- Bakterien enthält. Ein Ablenkkopf 88 verlangsamt die Kraft des Wassers bei seinem Eintritt in den Behälter 80 durch ein Rohr 84.

Der Behälter 66 enthält ebenfalls einige Düsen 68, die ver­ fügbar sind, um den Behälter 66 rückzuspülen. Der Behälter 66 ist mit Hohlkern-Keramikschnitzeln von etwa 1,3 cm Durchmesser gefüllt. Wenn Rückspülung erforderlich ist, fließt die Rückspülung durch ein Rohr 72 heraus und durch ein Rückspül-Steuerventil 74 zurück durch das Rohr 61 hinunter in den Gestein-Schlammfaulungsbereich 50. Wenn der Behälter 66 nicht rückgespült werden muß, fließt das Abwasser durch ein Rohr 76 heraus hinunter in einen Filterbehälter 78. Die Bak­ terien in dem Behälter 66 sind hauptsächlich Thiobacillus de­ nitrificans. Der Filterbehälter 78 enthält Kunststoff-Biome­ dien 102 von etwa 1,3 cm Durchmesser und Nitrobac­ ter. Der Behälter 78 nimmt auch Abwasser von dem Filterbehäl­ ter 80 auf. Der Behälter 80 enthält eine Wassersammelplatte 96, die den Wasserstrom durch ein Rohr 98 zu dem Behälter 78 lenkt.

In den Behältern 80 und 78, die Kunststoffmedienfilter ent­ halten, sollten die Medien 102 in dem Behälter 78 etwa die Hälfte der Größe der Medien 100 in dem Behälter 80 aufweisen.

Der Behälter 78 weist eine Wassersammelplatte 104 auf, die das Wasser durch ein Rohr 106 zu einem Behälter 108 lenkt, der nicht-laugendes elementares Lavagestein 110 enthält. Das Wasser tropft durch dieses Lavagestein 110 in den Behälter 10, um den Zyklus wieder zu beginnen. Der Be­ hälter 108 sollte Azobacter enthalten.

Sauberes ausfließendes Wasser 55 aus dem Schlammbehälter 50 strömt durch ein Sieb 51 und dann durch ein Rohr 112 in den Behälter 10 oder ein Rohr 114 in die Behälter 16 oder 16A. Das Wasser in dem Schlammbehälter 50 wird durch eine Leitung 94 von der Pumpe 90 mit Sauerstoff angereichert. Ein Diffusor 93 verteilt den Sauerstoff in dem Schlammbehälter. Eine durch ein Ventil 136 gesteuerte Ablaßleitung 138 läßt die Entlee­ rung des Behälters 50 zum Reinigen zu.

Ein in den Fig. 1, 2, 3 und 5 gezeigtes Filtersieb 20 ver­ hindert, daß Geröll aus dem Hydrokultur-Wachstumsbereich in einen benachbarten Behälter abgelagert wird. Die Pflanzen 18 in den Behältern absorbieren Fisch-Stoffwechselprodukte und reinigen dadurch beständig das Wasser.

Ein durch den Sauerstoff-Fühler 28 elektrisch betätigtes Ge­ bläse 90 öffnet ein Ventil 92, um das Strömen von Luft durch die Leitung 94 zu den verschiedenen in Fig. 1 angedeuteten Behältern zu gestatten. Jeder der Behälter benötigt einen Luftdruck von wenigstens 0,42 kg/cm². Ein gesondertes Gebläse 124 pumpt in Reaktion auf den Sauerstoff-Fühler 28 Sauerstoff durch eine Leitung 122 in den Sauerstoffdiffusor 22 um die Fisch-Wachstumsbehälter 10, 16 oder 16A herum.

Das System enthält ferner einen (nicht gezeigten) Notfall- Auslösegenerator, um für elektrische Energie im Fall eines Stromausfalls an einem der Sauerstoffgeneratoren zu sorgen. Alternativ kann ein (nicht gezeigter) Notfall-Sauerstoffbe­ hälter Sauerstoff liefern, wenn der Sauerstoffalarm 28 fest­ stellt, daß weniger als 4 ppm Sauerstoff in dem Wasserab­ schnitt des Systems vorhanden ist.

Der Behälter 10 enthält ferner einen Thermostaten 134, der elektrisch verbunden ist mit einem Ventil 36 und einer Pumpe 128. Die Pumpe 128 wird durch eine photoelektrische Zelle 130 betätigt, welche überschüssige elektrische Energie in einer Batterie 118 speichert. Wenn der Thermostat 134 einen niedri­ gen Temperaturmeßwert angibt, werden das Ventil 36 und die Pumpe 128 betätigt, um Wasser aus dem Behälter 10 durch das Rohr 126 in einen Bereich 34 zu zirkulieren, der Solarheiz­ platten enthält. Das Wasser wird in dem Bereich 34 entweder durch die Solarheizplatten oder durch eine Ergänzungs-Heiz­ quelle erwärmt. Das erwärmte Wasser wird durch ein Rohr 127 zu dem Behälter 10 zurückgeführt.

Die in dem System verwendete Solar-Wasserheizeinrichtung 34 weist mindestens vier 1,2 × 1,8 m² große Tafeln auf, um ein System zu erwärmen, das 45 460 l Wasser enthält. Eine größere Wärmezufuhr wird in Perioden niedriger Temperatur benötigt, da spezifische Arten von Fi­ schen empfindlich auf eine abgesenkte Temperatur reagieren.

In dem beschriebenen System geht außer durch Verdampfung sehr wenig Wasser verloren, da selbst während Rückspülopera­ tionen das Wasser aus dem Gestein-Schlammfaulungsbereich 50 wiedergewonnen wird. Das beschriebene System kann durch Hin­ zufügen von etwa 30 000 bis 33 000 ppm Meersalz zu dem Wasser und Auswechseln der Aktivkohle 56 in dem Filterbehäl­ ter 59 gegen 2/3 voll Austernschalen von höchstens 19 mm Durchmesser in ein Seewasser-Fischaufzuchtsystem umgewandelt werden. Junge Mangroven oder andere Arten von See­ wasserpflanzen können für die in Fig. 2 gezeigten Frischwas­ serpflanzen 18 eingesetzt werden. Ein in Fig. 5 gezeigter typischer Seewasserbehälter 16A weist ein Bord 25 über dem durch den Diffusor 22 erzeugten Bläschenstrom auf. Ein Beob­ achtungspunkt 132 kann der Seite des Behälters 16A hinzuge­ fügt werden, um die Fische zu betrachten.

Das oben beschriebene System zum Aufziehen von Fischen kann mit einem Computer zusammengeschaltet werden, der zum Betrei­ ben des Rückspülsystems und zur Steuerung des Sauerstoffs und der Wärmefühler programmiert ist.

Der angewendete Sauerstoff-Fühler kann ein Oxytrol-4080-Sau­ erstoffüberwachungs- und -Steuersystem sein.

Jeder der Behälter 10, 16 und 16A sowie der Schlammfaulungs­ bereich 50 weisen ein gewebtes PVC-Vordach 120 auf, das über dem Wasser angebracht ist, um Sonnenlicht von 60 bis 80% zu reduzieren und daher das Wuchern des Algenwachstums zu eliminieren.

Typische Fische, die in dem oben beschriebenen System auf­ gezogen werden, umfassen Katzenfisch, Talapia, hybriden, gestreiften Barsch, Fische mit rötlicher Färbung (Rotlachs, Rotbarsch) und Hornhecht.

Talapia ist der bevorzugte Fisch bei einer Temperatur von 27,8°C und einem zwischen 6,8 und 7,4 gehaltenen Wasser-pH-Wert.

Claims (10)

1. Verfahren zum Aufziehen von Fischen in einem in sich geschlossenen System, umfassend die folgenden Stufen:
Wasser wird von einem Fischaufzuchtbehälter durch mehrere Filterbehälter gepumpt, die ein Filtermedium enthalten, und das Wasser wird in dem System rezirkuliert, so daß das Wasser auf einem konstanten Pegel in dem Behälter gehalten wird ohne Bedarf für eine äußere Wasserquelle außer zum Ersetzen von durch Verdampfung verlorenem Wasser,
der Sauerstoffgehalt des Wassers wird mit einem Fühler kontinuierlich überwacht, und dem System wird Sauerstoff hinzugefügt, wenn der Sauerstoffpegel unter etwa 4 ppm abfällt,
die Temperatur des Wassers wird kontinuierlich überwacht, und dem Wasser wird Wärme hinzugefügt, wenn die Wasser­ temperatur unter die normale Temperatur zum Aufrechterhalten des Fischbestandes abfällt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Filterbehälter Bakterien enthalten, daß jeder Filterbehälter mit Luft von einem Gebläse unter Druck gesetzt wird, wobei das Gebläse dafür vorgesehen ist, genügend Luft zu liefern, um den Filterbe­ hälter rückzuspülen, wenn Feststoffe einen normalen Filter­ schritt behindern, und daß das Abflußwasser von jedem Rück­ spülzyklus zu einem Gestein-Faulschlammbereich strömt, und das in dem Rückspülsystem verwendete Wasser wiedergewonnen wird zur direkten Einleitung in den Fischaufzuchtbehälter.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser von dem Fischaufzuchtbehälter durch wenigstens vier Filterbehälter gepumpt wird, die verschiedene Filterme­ dien enthalten, wobei ein Behälter aktivierte Holzkohle ent­ hält und ein Behälter Lavagestein enthält, und wobei die Fil­ terbehälter zusätzlich Bakterien aus der Gruppe enthalten, die aus Nitrosomonas, Nitrobacter, Thiobacillus denitrificans und Azobacter besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Filterbehälter eine Mischung aus festem Kies und Kies mit hohlem Keramikkern enthält und ein zweiter Behälter in Reihe aktivierte Holzkohle enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Filterbehälter in Reihe hohle Keramikkernschnit­ zel enthält, ein vierter Filterbehälter Kunststoff-Biomedien enthält und ein fünfter Filterbehälter Deflektor-Kunststoff- Biomedien enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem fünften Behälter ausfließendes Wasser vor dem Eintre­ ten in den Fischaufzuchtbehälter über Lavagestein fließt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser bis zu 33 000 ppm Salz und wenigstens ein Filter­ behälter Austernschalenteilchen enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Fischaufzuchtbehälter kontinuierlich Sauerstoff hin­ eingesprudelt wird, der unter Hydrokulturpflanzen angeordnet ist, die entlang einer Kante des Behälters wachsen, und Ab­ wasser von einem Sumpf unter dem Fischaufzuchtbehälter zu dem ersten Filterbehälter geleitet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser in einem Solarheizbereich erwärmt wird, wenn die Temperatur in dem Fischaufzuchtbehälter unter eine festge­ setzte Mindesttemperatur abfällt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein gewebtes Vordach im Abstand über dem Fischaufzuchtbehäl­ ter angebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß überschüssiger Sauerstoff automatisch in den Fischaufzuchtbe­ hälter gepumpt wird in Reaktion auf einen in dem Fischauf­ zuchtbehälter angebrachten Sauerstoff-Fühler, wenn der Sauer­ stoff-Fühler eine Abnahme des Sauerstoffs unter einen vorein­ gestellten Wert ermittelt.