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Artikel zur Technik einer Aquaponikanlage

Zu viel des Guten…

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Nach dem Urlaub prüfte ich erwartungsvoll die Wasserwerte. Leider waren die Nitrat- und Nitritwerte immer noch jenseits des Messbereichs des Teststreifens. Auch ein Austausch der der Hälfte des Wassers eines Tanks brachte keine wirkliche Besserung.

Also griff ich zur radikalen Lösung das gesamte Wasser beider Tanks auszutauschen. Stunden später war das Werk vollbracht. Das erste Anlaufen der Pumpen brachte dann die Werte auch wieder in recht hohe Bereiche, da das Substrat natürlich noch gesättigt war.

Cirka zwei Wochen später hatten sich alle Wasserwerte im grünen Bereich eingependelt. Aber zuviel australisches Laissez-faire soll jetzt ein Ende haben:

Mit dieser Tabelle erfasse ich die wesentlichen Daten (fast) täglich.

WasserwerteAquaponik (OpenOffice-Datei als Download)

Bleibt nur noch eine Frage offen – wo bleibt der Fisch?

She’ll be alright, mate

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Wenn ein Australier obigen Satz (frei übersetzt: Alles wird gut!) sagt, gilt
1. dass er es – meist – wirklich so meint und
2. dass man sich wohl – nach mitteleuropäischen Maßstäben – wirklich Sorgen machen müsste.

Weil die meisten Videos, die ich zur Aquaponik angesehen habe, australische waren, habe ich wohl etwas zu viel vom australischen Lebensmotto und etwas wenig deutsche Gründlichkeit beim Aktivieren der Biofilter angewendet…

Sonst hätte ich wohl nicht die Situation das die Nitrit- und Nitratwerte in Fischtank 1 z.Z. aus dem Messbereich des Schnelltests heraus sind.

Zu meiner Verteidigung kann ich allerdings sagen, dass ich, wie bei Bernstein beschrieben, mit den Ammoniakgaben aufgehört habe, als Nitrit 10 mg/l erreichte.

 

Wie man sieht, ist auch der pH-Wert rasant (innerhalb von zwei Tagen) aus dem Achter-Bereich um mehr als einen Wert gefallen. Da hätte ich wohl dem Thema Basen-/Säurenpuffer größere Aufmerksamkeit widmen sollen. So habe ich schon während der Gabe von Ammoniak den anscheinend sehr hohen pH-Wert mit Essig herabgesetzt. Offensichtlich war das eine unnötige Maßnahme, jetzt da der Ammoniakwert abnimmt.

 

 

 

 

Die Nitrate zeigen sich jetzt auch im zweiten Tank, der bisher algenfrei war, durch ein beginnendes Algenwachstum. In Fischtank 1 kann man die Pumpe schon nicht mehr sehen und Tank 2 entwickelt gerade eine leichte Grünfärbung.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die Nährstoffe erfreuen auch die fast abgestorbenen Pflanzen in Pflanzbeet 1. Hier eine Petersilienpflanze:

IBC zu Aquaponik – in Bildern

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Bevor Du dieser Bauanleitung folgst, lies bitte meine Serie zu Aquaponik-Fehlern.

Ein ganz normaler IBC-Behälter soll zur Aquaponik werden.

Dazu sollte man zunächst die oberen Querstangen herausschrauben. Die Schrauben gut aufheben – sie werden später noch gebraucht.

 

 

 

Die Höhe des Pflanzbeetes wird mit einem Stift markiert. Sie sollte höher als das oberste Segment der Gitterbox des IBC und größer als 25 cm sein.

 

 

Die Höhe wird mit einem Brett rundherum angezeichnet und anschließen mit einer Flex oder Stichsäge ausgeschnitten. Danach kann man die beiden Teile des Tanks wunderbar mit einem Hochdruckreiniger säubern.

 

 

 

 

Die Gitterbox wird mit der Trennscheibe auf der Flex so abgeschnitten, dass man für das Pflanzbeet zwei horizontale Reifen hat (s. im Bild links). Entgraten der scharfkantigen Rohre nicht vergessen.

 

Um die Querstangen wieder unter dem Pflanzbeet einzusetzen, kann es notwendig sein, die Rohre des Rahmens mit einem Hammer abzuplatten und neu zu bohren.

Hier auf dem Bild ist die untere Gitterbox schon in einem Holzrahmen eingefasst (s.a. hier). Außerdem habe ich, um das Algenwachstum zu bremsen und den Tank etwas zu isolieren, eine alte Rettungsdecke um den Fischtank gewickelt. Das Pflanzbeet lagert auf den Querstangen und 58×38 mm Dachlatten.

 

Beide Tanks sind in meinem Gewächshaus etwas versenkt eingebaut und im Sockelbereich mit 20 mm Polystyrol isoliert. Durch den tieferen Einbau ist auch die Bearbeitung der Beete einfacher. Die Elektrik ist noch verbesserungswürdig…

Der Glockensiphon und das Substratsieb sind dem ersten System sehr ähnlich.

 

 

 

Auch das Stehrohr des Glockensiphons und das Ablaufrohr sind wie beim ersten System ausgeführt.

Nitrate – endlich!

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Heute hat der Wassertest endlich nicht nur leichte Nitritwerte sondern auch Nitrate angezeigt! Damit ist klar, dass jetzt beide Stufen des Biofilters funktionieren – und ich tatsächlich wohl anfangs zu wenig Ammoniak zugeführt habe.

Teststreifen für Nitrat, Nitrit, Härte und pH (von links)

Und auch die Ammoniakwerte sind wieder runter gegangen. Der Ammoniaktest besteht aus drei Reagenzien, die in festgelegter Reinfolge in ein Probeglas mit 5 ml Wasser aus dem Fischtank gegeben werden. Ein zweites Glas wird mit einer 5 ml Vergleichsprobe des gleichen Tanks gefüllt.

Die Blindprobe wird über die Farbkarte geführt, bis Blindprobe und Probe mit Reagenzien die gleiche Farbe zeigen. Auf der Skala kann dann der Wert für den Ammoniakgehalt abgelesen werden.

Das Wasser hat allerdings mittlerweile eine ganz schön grüne Farbe angenommen. Zum Glück werden die Bewohner des Tanks herbivor – pflanzenfressend  – sein….

Denitrifikation?!

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Seit einer guten Woche gebe ich Ammoniak in das Wasser der Tanks – aber die Nitrit- und Nitratwerte gehen nicht wirklich nach oben. Ein kurzer Anstieg der Nitritwerte und dann wieder auf Null war bisher alles. Da Ammoniak noch ziemlich hoch lag, habe ich die Konzentration nicht weiter erhöht. Hm, passiert da noch was?

Gut, wenn man dann zum Brunch Besuch von jemandem bekommt, der seine Doktorarbeit über Biofilter geschrieben hat. 🙂 So stolperte ich über den Begriff Denitrifikation:

Unter Denitrifikation versteht man die Umwandlung des im Nitrat (NO3−) gebundenen Stickstoffs zu molekularem Stickstoff (N2) durch bestimmte heterotrophe und einige autotropheBakterien, die demnach als Denitrifikanten bezeichnet werden. Bei diesem Vorgang, welcher den Bakterien zur Energiegewinnung dient, werden bei Abwesenheit von molekularem Sauerstoff (O2) (anoxische Bedingungen) verschiedene oxidierbare Stoffe (Elektronendonatoren), wie organische Stoffe, Schwefelwasserstoff (H2S) und molekularer Wasserstoff (H2), mit Nitrat als Oxidans (Oxidationsmittel) oxidiert. (http://de.wikipedia.org/wiki/Denitrifikation)

Wenn mein Besuch also Recht hat, sind meine Nitrate aus dem Wasser raus, bevor sie die Nachweisgrenze meines Schnelltests erreichen. Sein Rat: die Ammoniakgabe erhöhen. Schauen wir mal…

Einfahren / Aktivieren des Biofilters

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Das Problem

Bei dem Biofilter einer Aquaponik stößt man auf das typische Henne-Ei-Problem: Setzt man Fische in ein neues System, existieren dort noch keine Bakterienteppiche auf dem Substrat, die das Wasser von Ammoniak in den Ausscheidungen der Fische reinigen können. Ohne diese Reinigung vergiften sich die Fische nach einer Weile selbst.

Ohne Fische bilden sich aber auch keine Bakterien, da diese im sauberen Wasser keine Nahrung (=Ammoniak) finden.

Die Lösung

Bevor Fische in das System eingesetzt werden, gibt man kontrolliert Ammoniak dazu.

Dazu benötigt man

  • Teststreifen für pH-Wert (Aquarienhandlung),
  • Test für Ammoniakgehalt des Wassers (Aquarienhandlung),
  • Ammoniaklösung (Apotheke) und
  • Essig falls das Wasser zu basisch wird.

Meine Apotheke um die Ecke hat mir Ammoniaklösung nur gegen Adressnennung – in Australien ist es angeblich als Bestandteil von Sprengstoffen verboten – und Unterschrift über Erhalt einer Gefahrenbelehrung verkauft. Früher war so was mal ein Haushaltsreiniger… Trotzdem sollte man besser Schutzhandschuhe und Schutzbrille tragen und das Einatmen vermeiden.

Die Prozedur, die vor drei Tagen begonnen habe, folgt den Anweisungen des Buches „Aquaponic Gardening“ von Sylvia Bernstein (s. Literaturtipps).

Vorgehen (nach Bernstein, 2011)

  • Das System bepflanzen.
  • Ammoniak zugeben bis 2-4 ppm erreicht sind. Die gebrauchte Menge notieren. Bei meinem Tank (ca. 600 l) brauchte ich drei Schnapsgläser 25%iger Ammoniaklösung.
  • Diese Menge gibt man täglich zu, bis mindestens 0,5 ppm Nitrit im Wasser messbar sind. Falls der Ammoniakpegel gegen 8 ppm geht, wartet man so lange mit weiteren Ammoniakgaben, bis er wieder auf 2-4 ppm zurück geht. Da der Anstieg bei mir recht schnell ging, habe ich von Anfang an nur zwei Schnapsgläser Ammoniak pro Tag zugegeben.
  • Sobald Nitrit erscheint, werden die Ammoniakgaben halbiert. Falls der Nitritpegel über 5 ppm geht, mit den Ammoniakgaben aufhören, bis der Pegel auf 2 ppm fällt.
  • Sobald Nitrat 5-10 ppm erreicht, wartet man bis Nitrit- und Ammoniakpegel auf Null sind. Dann kann man Fische einsetzen.
  • Der pH-Wert sollte bei 6,8 bis 7,0 liegen und kann vorsichtig mit Essig (zu hohe Werte) oder Calciumcarbonat (zu niedrige Werte) eingestellt werden – bevor Fische eingesetzt werden.

Was passiert dabei im Biofilter?

Durch die Zugabe von Ammoniak finden Bakterien Nahrung, die Ammoniak in Nitrit umsetzen. Dieses Nitrit dient dann wieder anderen Mikroorganismen als Energiequelle. Bei der Oxidation von Nitrit (NO2) entsteht Nitrat (NO3). Dieser Prozess ist der zweite Schritt in der Nitrifikation von Ammoniak (NH3) zu Nitrat. Das Nitrat dient den Pflanzen als Dünger.

So fing es im März an

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Nach ein bisschen Suchen waren im März ein paar IBC (für Nahrungsmittel geeignet) gefunden. Denn Suchen nach Aquaponikvideos auf Youtube hatten ergeben, dass IBCs das ideale Ausgangsmaterial für erste Versuche sind. Flex und Hochdruckreiniger zur Hand und voilà, der erste Rohbau war fertig:

IBC-Aquaponik im Rohbau

IBC-Aquaponik im Rohbau

Dann passierte erst mal nichts – zu viele andere Dinge hatten Vorrang…

Als nächstes folgte ein Holzrahmen aus Dachlatten 58*38mm, die ich mit der Tischkreissäge fälzte (20*18mm).

 

 

 

 

 

 

 

 

Die nächste Herausforderung stellte der Siphon dar. Der Siphon sorgt dafür, dass das Wasser, welches aus dem Fischtank (unten) in das Pflanzbeet (oben) gepumpt wird, ähnlich einer Klospülung bei einem bestimmten Wasserstand komplett wieder in den Fischtank gespült wird.

Es gibt im Internet zahlreiche Videos, die den Bau von Siphons beschreiben. Leider sind sie alle malaysisch, amerikanisch oder australisch und verwenden Kunststoffrohre, die man dort vielleicht in jedem Hardware Store bekommt – aber leider nicht in jedem Baumarkt in Flensburg…

Also hieß es Alternativen finden. Für mich bestanden diese in

  • 25mm Elektroinstallationsrohr mit 90 Grad Bögen
  • 50mm HT-Rohr mit Abschlusskappe für den Glockensiphon
  • zunächst 75mm später 110mm HT-Rohr für das Substratsieb


Hier sieht man das Stehrohr (25mm), den Glockensiphon (50mm) und das Substratsieb. Das 75mm Substratsieb habe ich nach ersten Probeläufen – ohne Substrat – durch ein 110mm Sieb ersetzt. Meine Hände wären sonst nicht klein genug gewesen, um später Wartungsarbeiten am Siphon durchführen zu können.


In den Deckel des IBC habe ich mit einer Standbohrmaschine und einem 25mm Forstnerbohrer ein Loch für das Elektroinstallationsrohr gebohrt.Der geweitete Teil des Rohres (mit der Steckverbindung) kommt nach oben (Richtung Pflanzbeet).

Das Stehrohr wird in diesem Teil des Ablaufs verklebt – besser aber erst, wenn nach ein paar Testläufen ohne Substrat die endgültige Länge des Stehrohres und damit die Endfüllhöhe des Wasserspiegels (ca. 3-5 cm unter Oberkante Substratfüllung) im Beet klar ist.

Der Glockensiphon ist hier noch ohne Abschlusskappe über dem Stehroh zu sehen. Das 50er Rohr passt genau zu den üblichen Verschlüssen eines IBCs. Zumindest nachdem man in den unteren Teil ein paar 8er-10er Löcher gebohrt und diese mit einer Säge aufgeschlitzt hat. Die vollständige Länge dieser Schlitze sollte ca. 20-25mm betragen.

Über das Stehrohr mit Glockensiphon (hier immer noch offen) kommt dann das Substratsieb. Das 75er habe ich, wie gesagt, später gegen ein 110er getauscht.

Die Verbindung des Stehrohrs nach unten ist gerade soweit abgelängt, dass sie durch den Deckel des IBC in den 90° Bogen reinpasst, so dass der 90° Bogen bündig mit dem IBC-Deckel abschließt. Mittels eines kurzen Rohrstücks habe ich einen zweiten Bogen angesetzt, der mit 6mm Bohrungen versehen ist. Durch dies Bohrungen strömt beim Spülvorgang Wasser, das dadurch mit Sauerstoff angereichert wird.

So kam die Aquaponik Mitte Juni in eine ausgeschachtete Grube in unser Gewächshaus. Zu beachten ist, dass ich den Tank nach unten vor den Einbau in die Gitterbox mit Isolierung (Polystyrol) versehen habe.