Technischer Überblick
Die globale Aquakulturindustrie verlagert sich hin zu landgestützten rezirkulierenden Aquakultursystemen (RAS), um die Biosicherheit zu verbessern, die Umweltauswirkungen zu reduzieren und eine Produktion näher an den Verbrauchermärkten zu ermöglichen. Die Aufrechterhaltung einer stabilen, hochwertigen aquatischen Umgebung ist die primäre technische Herausforderung in RAS.
Die Bio-Filtrationsschleife
Im Gegensatz zu traditionellen offenen Netzgehegesystemen stützt sich RAS auf einen komplexen Wasseraufbereitungskreislauf, um Stoffwechselabfälle (Ammoniak, CO2 und Feststoffe) zu entfernen und Sauerstoff nachzuliefern. Das Herzstück des Systems ist der Biofilter, in dem nitrifizierende Bakterien (Nitrosomonas und Nitrobacter) toxisches Ammoniak (TAN) in Nitrit und dann in weniger schädliches Nitrat umwandeln. Ein ordnungsgemäßes Biofilterdesign muss die spezifische Oberfläche (SSA) des Mediums, den Sauerstoffgehalt und den pH-Wert berücksichtigen, da der Nitrifikationsprozess Alkalität verbraucht und Säure erzeugt.
Feststoffentfernung und Desinfektion
Die mechanische Filtration, typischerweise unter Verwendung von Trommelfiltern oder Scheibenfiltern, ist die erste Verteidigungslinie zur Entfernung von Fäkalien und nicht gefressenem Futter. Gelöste organische Stoffe (DOM) und feine Partikel werden über Protein-Skimmer (Fraktionierer) und Ozon verwaltet. Ozon klärt nicht nur das Wasser durch den Abbau von Tanninen auf, sondern dient auch als wirksames Desinfektionsmittel gegen Viren und Bakterien. Restozon ist jedoch giftig für Fische und muss entfernt werden – oft durch Aktivkohle (GAC) oder UV –, bevor das Wasser in die Tanks zurückkehrt.
Fehlgeschmacksmanagement und Nachhaltigkeit
Eine erhebliche Hürde für die landgestützte Lachs- und Forellenproduktion ist die Ansammlung von Geosmin und MIB (2-Methylisoborneol). Diese Verbindungen, die von bestimmten Bakterien und Algen im RAS produziert werden, verleihen dem Fischfleisch einen „erdigen“ oder „muffigen“ Geschmack. Aktuelle Minderungsstrategien beinhalten das „Hältern“ der Fische in sauberem Wasser für mehrere Tage, aber neue Technologien wie fortgeschrittene Oxidationsprozesse (AOP) werden untersucht, um diese Verbindungen direkt aus dem Kreislaufwasser zu entfernen. Aus Nachhaltigkeitsperspektive liegt der Fokus auf „Zero-Exchange“-RAS, bei dem anaerobe Denitrifikation und Phosphorfällung eingesetzt werden, um den Bedarf an Zusatzwasser zu minimieren und das Volumen des nährstoffreichen Ablaufs zu reduzieren.