Ammoniak aus Fischzuchtbetrieben entfernen
Durch die rapide wachsende Bevölkerung werden die Populationen an wild gefangenen Fischen mehr und mehr unter Druck gesetzt. Daher spielt die Aquakultur bei der Versorgung der Menschen mit Fisch und beim Schutz der wildlebenden Fischbestände eine große Rolle. Durch Kreislaufsysteme, auch RAS-Systeme (Rezirkulierende Aquakultur-Systeme) genannt, können der Wasserverbrauch sowie die entstehenden Abwässer in der Fischzucht stark reduziert werden. Derzeit werden nitrifizierende Biofilter verwendet, um das Ammoniak, das die Zuchtfische ausscheiden, aus dem Wasser zu entfernen. Dieser auf Mikroorganismen basierende Prozess benötigt Sauerstoff und senkt den pH-Wert, wofür jedoch aufwändige Puffermethoden benötigt werden. Im Zuge des EU-finanzierten DEAMMRECIRC-Projekts wurde nun ein Reaktor für die Deammonifikation entwickelt, mit dem Ammoniak in einem einzigen Schritt in Stickstoffgas umgewandelt wird. Dieser Prozess wird in RAS-Systemen angewendet und kann sowohl für Süß- als auch Salzwasserspezies verwendet werden. Ferner entwickelten die Forscher aus den Ausscheidungen des europäischen Wolfsbarschs (Dicentrarchus labrax) Inokula, die für den Salzgehalt des Meerwassers angepasst sind. Danach wurde eine Methode entwickelt, mit der Fischzüchter ihre eigenen Inokula heranziehen können. Das Inokulum wurde für die Vorbehandlung des Prototypreaktors, der vom Konsortium entwickelt wurde, verwendet. Das Wasser und der Schlamm aus den Kreislaufsystemen werden gemischt, wobei eine teilweise Denitrifikation stattfindet (Nitrat zu Stickstoffgas) und Nitrat zu Nitrit umgewandelt wird. Das Abwasser wird dann in einen Anammox-Reaktor gepumpt, der den Inokulum-Schlamm enthält. Dort reagieren Nitrit und Ammonium miteinander, wodurch Stickstoffgas entsteht (Anammox-Prozess). Auch die Denitrifikation findet in diesem Reaktor statt. Mithilfe der DEAMMRECIRC-Technik kann das Nitrat im Wasser durch den Anammox-Prozess und die Denitrifikation in Stickstoffgas in der Luft umgewandelt werden. So wird der Gehalt an Nitrat, der aus RAS-Fischanzuchtbetrieben in die Gewässer gelangt, reduziert und gleichzeitig eine Möglichkeit zur Verarbeitung des Abfallproduktes Fischschlamm geschaffen. Durch diese Technologie werden die Kosten für die Pufferung von Chemikalien gesenkt, der CO2-Fußabdruck verkleinert und die Mengen an nitratreichen Abwässern, die in die Umwelt gelangen, reduziert. Durch diese Verbesserungen wird die Aquakultur in der EU auf dem globalen Markt konkurrenzfähiger werden und gleichzeitig zum Schutz der Umwelt beitragen.
Schlüsselbegriffe
Ammoniak, Fischzuchtbetrieb, Aquakultur, Kreislaufsystem, Biofilter, Deammonifikation, Inokulum, Denitrifikation
