Entwicklung und Demonstration einer modularen, containerbasierten Wasseraufbereitung zur Steigerung der Nachhaltigkeit von Aquakultur zu integrierter multitropher Aquakultur mit oxidativer Hygienisierung sowie Kopplung an Biogasanlagen zur kaskadierten Reststoffnutzung und gegenseitigen Wärmeregulierung

Hintergrund

Im Rahmen des Projekts werden Synergien zwischen verschiedenen Produktionssystemen – insbesondere Aquakultur und Biogasnutzung – wissenschaftlich untersucht. Mithilfe von Computermodellen und Versuchsergebnissen können konkrete Empfehlungen zur Nutzung modularer Wasserreinigungssysteme und zur effizienten Verwertung von Reststoffen in Biogasanlagen gegeben werden. Ein integriertes Energiemanagement unterstützt dabei die Planung neuer Biogasanlagen in direkter Nähe zu Aquakulturen, die als Wärmeabnehmer dienen können. Ziel ist es, Betreibern bestehender Anlagen die Einhaltung von Abwasserstandards zu erleichtern und eine mehrfache Nutzung des Wassers zu ermöglichen.

Zielsetzung

Ziel des Projektes ist es, eine zu entwickelnde containerbasierte Wasseraufbereitung platzsparend und kosteneffizient u.a. in traditionelle Aquakulturanlagen zu integrieren. Durch diese modulare Wasseraufbereitung soll den Betreibern von bestehenden Anlagen ermöglicht werden, die erforderlichen Qualitätsanforderungen für die ausgeleiteten Abwässer zu erfüllen bzw. das Wasser mehrfach zu nutzen. Mittels eines zu entwickelnden Computermodells wird eine anlagenspezifische Skalierung ermöglicht. Die Abwasserbehandlung konzentriert sich auf die mechanische Reinigung, biologische Reinigung in Form  von Nitrifikation und Denitrifikation, sowie Hygienisierung mittels der innovativen photokatalytischen Oxidation bzw. der Oxidation durch Diamantelektrode. Zwei weitere Reinigungsoptionen sind die Nährstoffeliminierung mit einer hydroponischen Komponente zur Pflanzenproduktion sowie die Nutzung der organischen Reste des Moduls (z.B. Aquakulturschlamm und Reste der Hydroponik) in Biogasanlagen. Das Computermodell kann mithilfe integrierter Mess- und Regeltechnik die Wasserbelastung erfassen und darauf basierend den Wasserstrom durch die Reinigungsstufen managen. Durch die Computer-Modellierung und aufgrund der Versuchsergebnisse ist es möglich, gezielte Empfehlungen zum Einsatz der Wasserreinigungs-Container bzw. zur effizienten Reststoff-Nutzung in Biogasanlagen abzugeben, sowie dank des integriertem Energiemanagement als Basis für die Planung neuer Biogasanlagen  in unmittelbarer Nähe von Aquakulturen als Wärmeakzeptoren genutzt werden. Ein solches „Plug-and-Play“-System mit integriertem Wasser- und Energiemanagement-Modell, das in einer Vielzahl und Größenordnung von Aquakultursystemen verwertbar ist, verbessert sowohl den ökologischen Fußabdruck der traditionellen Aquakultur als auch die Selbstversorgung mit nachhaltig produzierten Lebensmitteln in Deutschland und weltweit. Gleichzeitig kann die dezentrale Versorgung mit erneuerbarer Energie gestärkt werden.