Archiv der Kategorie: Technik

Artikel zur Technik einer Aquaponikanlage

Meine Aquaponik-Fehler: Teil 12 – Bau mit IBCs

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Fehler helfen beim Lernen. Damit Du aber nicht die gleichen Aquaponik-Fehler machen musst wie ich, beschreibe ich in dieser kleinen Artikelserie meine Fehler beim Bau und Betrieb der Aquaponik.

IBC sind eine kostengünstige Möglichkeit relativ schnell aus einem sicheren Material Fischtanks und Pflanzbeete zu bauen.

Bei dem Bild oben sieht man allerdings, dass bei der Nutzung eines IBC für Fischtank und Pflanzbeet nur gute 600l Volumen für die Fische übrig bleiben. Selbst wenn man einen kompetten IBC mit abgeschnittenem Deckel nutzt, hat man nicht mehr als 1000l zur Verfügung. Das ist in vielen Fällen aus den folgenden Gründen nicht genug Volumen.

  • Bei halbwegs artgerechter Haltung sollten größere Fische mehr Raum zum Schwimmen haben.
  • 1000l erwärmen sich im Sommer schnell.
    Warmes Wasser nimmt nicht so viel Sauerstoff auf und kann zu Problemen für die Fische führen.
  • Im Winter kühlen 1000l sehr schnell aus.
    Es gibt Untersuchungen, wie viele Kalorien die Fische einsetzen müssen, um schnelle Temperaturänderungen auszugleichen.
    Die schnellen Temperaturänderungen bedeuten für die Fische Stress und verhindern gutes Wachtum und hohe Fischgesundheit.
  • Auch chemisch können kleine Systeme schneller umkippen, was z.B.den pH-Wert angeht.

Man könnte mehrere IBC koppeln.

  • Dann hätte man allerdings sehr anfällige Klebe- oder Schraubverbindungen.
  • Außerdem wäre zu beachten, ob man sich nicht z.B. mit dem Kleber eine Schadstoffbelastung in das System holt.
  • Die Übergänge zwischen den Tanks wären nur schwer zu erreichen und zu reinigen.

Meine Aquaponik-Fehler: Teil 8 – Biomasse der Besatzfische nicht erfassen

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Fehler helfen beim Lernen. Damit Du aber nicht die gleichen Aquaponik-Fehler machen musst wie ich, beschreibe ich in dieser kleinen Artikelserie meine Fehler beim Bau und Betrieb der Aquaponik.

Einsetzen der ersten Schleie

Fische haben entsprechend ihrer Größe und Entwicklungsphase einen spezifischen Nährstoffbedarf. Damit sie sich gut entwickeln, muss dieser immer durch die Fütterung gedeckt werden.

Andererseits darf auch nicht zu viel gefüttert werden, da sonst unerwünschte Abbauprodukte im Wasser entstehen, die die Fische vergiften können.

Deshalb ist es absolut notwendig die Fische vor dem Einsetzen zu wiegen, damit Du genau weißt, wie hoch ihr Nähstoffbedarf ist. Den weiteren Bedarf kann man mit Hilfe von Wachstumstabellen hochrechnen. Wenn dazu allerdings der Startwert fehlt, bist Du dauerhaft im Blindflug

Meine Aquaponik-Fehler: Teil 7 – Mangelnde Sorgfalt bei Materialauswahl

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Fehler helfen beim Lernen. Damit Du aber nicht die gleichen Aquaponik-Fehler machen musst wie ich, beschreibe ich in dieser kleinen Artikelserie meine Fehler beim Bau und Betrieb der Aquaponik.

Tank 2 kurz nach der Inbetriebnahme

Ursprünglich habe ich das Wasser aus den Fischtanks mit einer Ringleitung auf den Pflanzbeeten verteilt (s. Foto).

Ein Grund davon abzurücken war der Pflegeaufwand, da die Leitungen regelmäßig mit Hochdruck durchgespült werden müssen.

Ein weiterer, wichtiger Grund war allerdings das Material der Leitungen: PVC
PVC enthält u.a. Phthalate, die in Lebewesen hormonell wirksam werden.

Das Material der IBCs selbst ( HDPE – High Density Polyethylen) gilt als unbedenklich. Allerdings ist hier zu beachten, was in den IBCs gelagert wurde. Wenn es sich dabei nicht um Lebensmittel handelte, musst Du davon ausgehen, dass sich Schadstoffe im Kunststoff eingelagert haben, die auch durch gründliches Waschen nicht entfernt werden können.

Meine Aquaponik-Fehler: Teil 6 – Zu wenig Würmer im Biofilter

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Fehler helfen beim Lernen. Damit Du aber nicht die gleichen Aquaponik-Fehler machen musst wie ich, beschreibe ich in dieser kleinen Artikelserie meine Fehler beim Bau und Betrieb der Aquaponik.

In einer „klassischen“ Aquaponik gibt es einen Wasserkreislauf, der Fischtanks und Pflanzbeete verbindet. Dabei ist es nicht nur schwierig in den jeweiligen Bereichen optimale Bedingungen für Fische und Pflanzen zu schaffen (pH, Nährstoffe), sondern auch die festen Ausscheidungen der Fische können zu einem Problem in den Biofiltern/Pflanzbeeten werden.

Setzen sich über die Zeit größere Mengen dieser Feststoffe im Substrat der Filter ab, so können sich darin anaerobe (sauerstofffreie), faulende Zonen bilden.
In neueren Anlagenkonzepten wird deshalb entweder das Wasser aus den Fischtanks über Absetzbecken oder Filter geführt, bevor es in die Pflanzbeete geleitet wird, oder es werden gleich getrennte bzw. mehrstufige Kreisläufe für die verschiedenen Bereiche geplant.

Eine Lösung des Problems bei Anlagen mit einem Kreislauf ist es, in die Pflanzbeete Würmer einzusetzen, die die Feststoffe verarbeiten und damit deren Inhaltsstoffe auch noch für die Pflanzen verwertbar machen.

Leider hatte ich zu Beginn keine hinreichende Zahl von Würmern in die Pflanzbeete eingesetzt und es entstanden ein paar tote, faulige Zonen. Mittlerweile ist die Population der Würmer so groß, dass sie sich gut selbst erhält. Einige Würmer werden nämlich auch immer beim Fluten der Beete in die Fischtanks gespült, was die Bewohner stets sehr freut.

Meine Aquaponik-Fehler: Teil 5 – IBCs in der Erde vergraben

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Die Idee ist grundsätzlich gut: Durch das Eingraben der Fischtanks im Erdreich werden diese zusätzlich isoliert und die Arbeitshöhe an den Tanks und Pflanzbeeten wird ergonomischer. Leider habe ich beim Eingraben einen wesentlichen Fehler gemacht…

Wie auf dem Bild zu sehen ist, entstehen durch das Eingraben des IBCs sehr leicht größere Hohlräume. Diese komplett beim Eingraben zu verfüllen ist schwierig bis unmöglich – besonders, wenn der IBC wie hier nicht von allen Seiten zugänglich ist.

In meinem Gewächshaus nutzen immer wieder Mäuse diese Hohlräume. Dadurch habe ich besonders im Winter schon innerhalb von ein bis drei Tagen komplette Beete mit Spinat und Mizuna an die kleinen Nager verloren.

Die Bekämpfung der Mäuse ist sehr schwierig, da ich aus naheliegenden Gründen kein Gift einsetzen möchte. Daher bleibt eigentlich nur, die IBCs wieder auszugraben und die Aquaponik neu aufzustellen.

Meine Aquaponik-Fehler: Teil 3 – Kein Backup für Sauerstoffversorgung

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Fehler helfen beim Lernen. Damit Du aber nicht die gleichen Aquaponik-Fehler machen musst wie ich, beschreibe ich in dieser kleinen Artikelserie meine Fehler beim Bau und Betrieb der Aquaponik.

Dieser Fehler gehört zu den folgenschwersten.

Im Normalbetrieb wird durch das Spülen der Pflanzbeete das in die Fischtanks zurückfließende Wasser hinreichend mit Sauerstoff angereichert. Leider gibt es folgende Probleme, die ich alle erlebt habe und die leider einige Fische das Leben gekostet haben.

  • Pumpen fallen komplett aus oder verstopfen.
    Regelmäßige Reinigung der Rohre, Schläuche und Pumpen gehört zu den wiederkehrenden Wartungsarbeiten einer Aquaponik.
    Leider kommt es trotzdem immer wieder vor, dass Pumpen komplett ausfallen oder verstopfen. Leider machen sie das vorzugsweise im Hochsommer und wenn man über das Wochenende abwesend ist.
    Ein Ausweg ist die redundante Auslegung der Pumpen. Das bedeutet, zwei Pumpen pro Tank zu betreiben.
  • Leider schützen auch zwei Pumpen nicht vor einem längeren Stromausfall. Wieder im Hochsommer und wieder an einem langen Wochenende hatte es die Sicherung eines Stromkreises bei uns erwischt.
    Mit zwei Stromkreisen wäre man etwas sicherer unterwegs, aber auch das schützt nicht vor einem Ausfall beim Versorger.

Was kann man tun:

  • Man sollte Systeme immer redundant auslegen. Das kann bedeuten zwei Pumpen an zwei Stromkreisen zu betreiben und vielleicht die Pumpen über eine USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung) abzusichern.
  • Eine weitere Form der Redundanz ist eine solar betriebene Teichbelüftung (Luftpumpe mit Sprudelstein). Da die kritischen Tage immer Sommertage sind, an denen die Sauerstoffsättigung schnell kritisch wird, sind solare Belüfter auch ohne Pufferbatterie eine gute Absicherung gegen Fischsterben durch Pumpenausfall. Seit ich diese Teichbelüfter in meinen Tanks einsetze, hatte ich keine Probleme mehr.
    Ob kleine solare Teichbelüfter ausreichend sind, ist natürlich auch von der Besatzdichte abhängig. Bei hoher Besatzdichte macht wahrscheinlich zusätzlich eine USV Sinn, da dann auch die Toxizität des Ammoniaks aus den Fischausscheidungen mehr Gewicht bekommt.

Meine Aquaponik-Fehler: Teil 2 – Mangelnde Isolierung

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Fehler helfen beim Lernen. Damit Du aber nicht die gleichen Aquaponik-Fehler machen musst wie ich, beschreibe ich in dieser kleinen Artikelserie meine Fehler beim Bau und Betrieb der Aquaponik.

Meine zwei Aquaponik-Systeme stehen in einem kleinen Gewächshaus. Trotz automatischer Fensteröffner heizt es sich im Sommer leicht auf. Im Winter ist es unbeheizt und kühlt stark ab.

Die meisten Fische bekommen bei Temperaturen oberhalb 25° echte Probleme. Außerdem ist es bei so hohen Temperaturen auch schwer, für eine ausreichende Sauerstoffsättigung des Wasser zu sorgen.

Kühlt das Wasser unter 5° ab, sterben die wichtigen Bakterien im Biofilter der Pflanzbeete ab. Deshalb müssen die Fischtanks im Winter beheizt werden.

Da die Fische bei Temperaturen über 10° fressen – darunter aber nicht – sollten die Temperatur im Winter möglichst konstant 6-7° betragen. Eine niedrigere Temperatur wäre besser, um den Energiehaushalt der Fische herunterzufahren. Aber dann sterben wieder die Biofilter.

Will man also das System ganzjährig und draußen in Norddeutschland betreiben, ist eine gute Isolierung der Fischtanks, der Wasserleitungen und der Pflanzbeete notwendig. Das hilft nicht nur die Temperaturen konstant zu halten, sondern auch die Energiebilanz nicht komplett zu verderben…

Die Pflanzbeete werden leicht vergessen. Sie werden aber auch im Winter mindestens einmal pro Stunde für 15 Minuten mit Wasser geflutet. Je stärker sie in der Zwischenzeit auskühlen, desto stärker wird auch das Wasser vor dem Rücklauf in die Fischtanks abkühlen.

Leider hatte ich die Isolierung vor dem Einbau und Versenken im Boden des Gewächshauses nicht (mehr) bedacht. Nachträglich war eine vernünftige Isolierung nur schwer zu realisieren.

Die eingegrabenen Teile der IBCs hatte ich jedenfalls gleich isoliert.
Bei den oberen Teilen kam dann „erstmal“ eine provisorische Isolierung…

Aquaponik oder nicht Aquaponik – das ist hier die Frage

Hervorgehoben

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Aquaponik ist hochgradig energie- und ressourcenintensiv (s.a. Aquaponics Food Production Systems – Buchbesprechung folgt). Daher sollte man sich aus meiner Sicht ein paar Fragen stellen, bevor man sich in das – sehr spannende und interessante – Abenteuer Aquaponik stürzt, wenn man das Projekt nicht allein aus Neugier verfolgt.

Die Knackpunkte, die sich für mich aus der Erfahrung der letzten Jahre heraus kristallisiert haben, sind:

1. Habe ich günstigen Zugang zu Wärme und Strom?

2. Woher beziehe ich mein Fischfutter und ist es ökologisch sinnvoll erzeugt?

3. Könnte ich auf dem verwendeten Land mit Bioanbau in Erde und geringerem Ressourceneinsatz mehr erzeugen?

4. Kann ich die Optimierung der Besatzdichte so gestalten, dass a) genügend Nährstoffe für die Pflanzen bereitstehen und b) die Fische trotzdem noch artgerecht gehalten werden können?

Derzeit kann ich alle Fragen für mich nicht wirklich positiv beantworten:

ad 1. Eine kleine Solaranlage versorgt meine Anlage mit hinreichend Strom. Ins Hausnetz eingespeist, wäre die Anlage wirtschaftlich aber sinnvoller verwendet.

ad 2. Meine Wurmproduktion habe ich bisher nicht auf ein Niveau hochfahren können, das Zukauf von Futter vermeidet. Die meisten verfügbaren Fischfutter sind ökologisch aber nicht vertretbar (u.a. wegen Fischmehl) oder von der Zusammensetzung (insbesondere Proteingehalt) suboptimal.

ad 3. Mit NoDig erzeuge ich fast ganzjährig auf wenig Fläche bei geringerem Ressourceneinsatz deutlich mehr Lebensmittel.

ad 4. Wird die Besatzdichte zu weit reduziert, kümmern die Pflanzen auf den Pflanzbeeten/Biofiltern. Durch suboptimale Nährstoffversorgung sind meine Pflanzen in der Aquaponik im Vergleich zu NoDig deutlich häufiger von Krankheiten und Schädlingen befallen. Ein Optimum habe ich noch nicht gefunden.

In den kommenden Wochen werde ich an dieser Stelle eine Serie von Artikeln zu meinen größten Aquaponik-Fehlern veröffentlichen. Jede Woche gibt es dann einen Fehler, den Du bei der Aquaponik vermeiden kannst.

Beckenheizung und Elektrik

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Nachdem meine Pumpen die letzten Wochen über Timer gesteuert wurden, die an einer Dreiersteckdose hingen, machte der Kälteeinbruch der letzten Tage ein Überarbeiten der Elektrik und den Anschluss von Heizungen notwendig.

Grünkohl, Mangold, Petersilie und Physalis werden regelmäßig abgeerntet/zurück geschnitten, um das Wachstum anzuregen.
Die Isolierung der Tanks ist noch provisorisch und es fehlen Holzverkleidungen der Tanks.

Heizungen verhageln natürlich ganz schön die Energiebilanz des Systems. Doch darf man auch fragen, wie viel Energie der Transport von Lebensmitteln an den nördlichen Rand Deutschlands beansprucht. Und ein bisschen Hobby ist ja auch dabei. 🙂 Trotzdem werde ich den Energiebedarf durch ein Messgerät in der Zuleitung zur Aquaponik erfassen und auch hier veröffentlichen.

Die Schleie könnten grundsätzlich auch ohne Heizung auskommen. Die Pumpen müssten die Oberfläche eine Weile eisfrei halten. Doch die Bakterien des Biofilters stellen so um 4°C das Wachstum ein. Und darunter sterben sie ab. Daher dienen die Heizungen weniger der Pflege der Fische als der Pflege der Biofilter.

Die Anlage hat jetzt zwei Temperatursteuerungen für insgesamt vier 300W Aquarienheizungen. Jede Steuerung hat einen Sensor. Diese hängen jeweils in einem der Tanks. Bei weniger als 6°C Wassertemperatur werden die Heizstäbe eingeschaltet.

Da sich die Wassertemperatur der beiden Tanks bisher nie mehr als 0,5°C unterschied, habe ich nicht beide Heizungen eines Tanks an die Steuerung des Sensors im Tank gehängt, sondern an jede Steuerung je eine Aquarienheizung aus jedem Tank. Falls eine Steuerung ausfallen sollte, müsste so die andere eine gewisse Redundanz darstellen. Schauen wir mal.

Die auf dem Bild zu sehenden, leeren Steckdosen sind für die Pumpen künftiger Pflanzbeete (Frühjahr 2013), Lüfter oder andere Erweiterungen vorgesehen.

Fischiiiiiiiiiiiie!

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Endlich! Nachdem ich lange nach einer Quelle für Schleie gesucht hatte, fand sich ganz in meiner Nähe in Schafflund das Koi Center und 34 Schleie zwischen ca. 8 und 15 cm fanden ihren Weg in meine Tanks.

Warum Schleie? Ich suchte nach einem Fisch der

  • (teil-)vegetarisch zu ernähren ist,
  • äußerst robust ist und – nicht unwesentlich –
  • auch noch gut schmeckt.

Schleien verfügen über die Fähigkeit zur Kälte- und Hitzestarre, die es ihnen ermöglicht, kurzfristig auch extremen Sauerstoffmangel zu überleben. Deshalb sind sie auch in kleinen Tümpeln anzutreffen. Quelle: Wikipedia

Somit haben die Tiere eine gute Chance Sommer wie Winter im Gewächshaus zu überleben – selbst falls bei Stromausfall mal die Pumpen still stehen sollten. Denn ein Backupsystem für das öffentliche Stromnetz, das dann auch noch im Winter die Beckenheizungen betreiben könnte, habe ich noch nicht geplant. Wenn auch erwogen. 😉

Schon vor ein paar Tagen habe ich die Tanks mit Wasserlinsen besiedelt. Diese sind als Nahrungsquelle für Schleie nur suboptimal geeignet, stellen aber eine Nahrungsergänzung dar.

Mit dem Einzug der Fische wurde es dann auch Zeit für die Verwertung der Feststoffe zu sorgen. Weshalb wieder ein paar Würmer aus der Wurmkiste in das Pflanzsubstrat umzogen. Sekunden nach dem Ablegen waren sie schon im Blähton verschwunden.