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Durchfluss in Schwerkraft

Durchfluss

Wieviel Wasser durch ein übliches DN110 Rohr in Schwerkraft fließt, ist von mehreren Faktoren abhängig. Planerisch nehmen wir 10.000 l/h an, da hier in der Praxis nur eine geringe Pegeldifferenz von wenigen Zentimetern zwischen Teich und Filter entsteht. Gleichzeitig ist zuverlässig gewährleistet, dass sich das Rohr nicht zusetzt (versottet).

Erlauben wir eine sehr große Pegeldifferenz, z.B. 50 Zentimeter, so kann durch ein DN110 Rohr mehr als 20.000 l/h fließen. Dies ist in der Praxis jedoch nicht sinnvoll. Dagegen stellen zirka 8.000 l/h pro DN110 Rohr die Untergrenze dar, die für Luftheber oder Rohrpumpen interessant sein kann. Da an diesem Betriebspunkt eine noch geringere Pegeldifferenz entsteht, kann der Luftheber oder die Rohrpumpe sehr effizient arbeiten. Die Gefahr einer Versottung des Rohres allerdings steigt dabei an.

Die obige Tabelle zeigt die planerischen Durchflüsse bei unterschiedlichen Rohrdurchmessern für HT und KG Rohre. Im realen Teichbetrieb kann davon abgewichen werden.

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Luftheber Märchen

Die Luftheber Märchen

Luftheber sind einigen aus der Aquarienszene lange bekannt, am Koiteich dagegen sind sie erst im Laufe des Jahrzehnts populär geworden. Dem Einen oder Anderen sind wahrscheinlich deshalb Luftheber am Koiteich noch suspekt. An dieser Stelle möchte ich mit verschiedenen Luftheber Märchen aufräumen.
 

    • Beim Luftpumpenausfall sterben alle Koi
      Wenn ein Lufthebersystem mit nur einer Luftpumpe aufgebaut wird und gleichzeitig auf weitere Belüftung und Sicherheitseinrichtungen verzichtet wird, dann ist das ein Baufehler und fahrlässig. Allerdings baut kein vernünftiger Koihalter seine Anlage so riskant auf. Die Luftpumpen werden möglichst redundant aufgebaut, das heisst, mehrere Luftpumpen blasen parallel in einen Luftheber. Ebenso können mehrere Luftheber an jeweils einer Luftpumpe betrieben werden. Sollte die Umwälzung im Störungsfall zum Erliegen kommen, muss sichergestellt sein, daß der Teich und die Biologie mit Luft bzw. Sauerstoff versorgt wird.

     

    • Ein Luftheberteich hat keine Kreisströmung
      Bauartbedingt ist die Strömungsgeschwindigkeit am Teicheinlauf eines Luftheberteichs meist geringer als bei einem Koiteich mit Propellerpumpe. Durch eine günstige Teichform und Anordnung der Teicheinläufe kann dennoch eine Kreisströmung erzeugt werden, die den Kot zufriedenstellend zu den Bodenabläufen transportiert.

     

    • Ein Luftheberteich hat Gesamtgasübersättigung
      Eine Gesamtgasübersättigung entsteht, wenn die Summe der Partialdrücke im Wasser größer als der hydrostatische Druck der Umgebung ist. Dies kann sowohl durch zuviel Stickstoff, als auch durch zuviel Sauerstoff ausgelöst werden. Die Einblastiefe von ca. 1,70m kann auf den ersten Blick abschrecken. Aufgrund der kurzen Reaktionszeit im Luftheber selbst (ca. 2s), der direkt anschließenden Ausgasung über der Biotonne und durch die Verwendung von grobblasigen Tellerbelüftern, ist mit einem Luftheber eine Gesamtgasübersättigung eher schwer zu erreichen. Bei einem geringen Fischbesatz, bei überdimensionierten Luftpumpen und besonders großer Einblastiefe erhöht sich das Risiko. Hier ist vom Koihalter Sorge zu tragen, daß er diese besonderen Risiken vermeidet bzw. entsprechend gegensteuert.

     

    • Ein Luftheberteich hat eine fixe Luftmenge
      Die Luftpumpen eines Luftheberteichs befeuern den Luftheber und stellen gleichzeitig den Gasaustausch des Teichwassers sicher. Deshalb wird in vielen Fällen keine zusätzliche Belüftung benötigt und eine sehr hohe Gesamteffizienz erreicht. Falls dennoch der Sauerstoffgehalt des Teichwassers etwas zu gering ist, kann zusätzlich belüftet werden. Ist dagegen die über den Luftheber eingebrachte Luftmenge bereits zu groß (z.B. pH-Wert 8,3), dann ist zu überdenken, ob die Luftpumpen zu groß gewählt wurden und unnötige Widerstände im Filtersystem inklusive Zu- und Abläufe vorhanden sind. Die Fehler sind abzustellen und die Luftmenge entsprechend zu reduzieren. An einem optimalen Luftheberteich sind die Luftpumpen so dimensioniert, daß gleichzeitig sowohl die Umwälzung als auch die Sauerstoffsättigung den Koibedürfnissen entsprechen. Als grobe Faustformel kann 20 l/min realer Lufteintrag pro 10.000 Liter Teichinhalt herangezogen werden.

     

    In diesem Sinne, Schluss mit den Luftheber Märchen!

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    Moving Bed Biofilm Reaktor

    Moving Bed

    Durch die Bewegung der Biomedien wird im Moving Bed Biofilm Reaktor (MBBR) sichergestellt, dass…

    • Biomedien gleichmäßig mit Nähr- und Sauerstoff versorgt werden
    • Biomedien frei von unerwünschten Sedimenten bleiben
    • Biofilme schlank und leistungsfähig bleiben

    Durch die gleichmäßige Durchmischung der Biomedien kann die ungewünschte Kanalbildung zuverlässig verhindert werden. Alle eingesetzten Biomedien sind an der Nitrifikation gleichermaßen beteiligt. Dadurch kann die maximale Abbauleistung erreicht werden.

    Ein großer Vorteil des MBBR ist seine Selbstreinigung. Die Biomedien und die Biokammer benötigen bei korrekter Realisierung keine zusätzliche Reinigung, so daß ein wartungsfreies System gegeben ist.

    Die Versorgung von Biofilmen mit Nährstoffen ist auf eine Diffusionstiefe von maximal 0,5 mm beschränkt. Dickere Biofilme werden in der Tiefe nicht ausreichend versorgt, diese Bereiche sterben ab. Solange diese Biomasse nicht abgefallen ist, kann sie den aktiven Biofilm negativ beeinträchtigen. Die Bewegung der Biomedien verhindert dicke Biofilme, so daß eine hohe Abbauleitung im Moving Bed kontinuierlich gewährleistet ist.

     

    Festbett

    Unbewegte Biomedien (Festbett) neigen zu dickeren weniger effizienten Biofilmen. Gleichzeitig übernimmt das Festbett zwar eine Feinfilterfunktion, das Feinsediment auf den Biomedien reduziert allerdings gleichzeitig die Abbauleistung. Eine regelmäßige Reinigung des Biofilters ist erforderlich.

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    Airlift 2016 Fazit

    Airlift 2016 Fazit

    Im realen Teichbetrieb mit Endlosbandfilter und Biofilter konnten wir mit 22,5 Watt stolze 24.000 l/h umwälzen. Dadurch wurde die symbolische Schallmauer von 1000 l/h pro Watt durchbrochen. Allerdings sind hierbei nur 6000 l/h pro Bodenablauf gefördert worden, so daß aufgrund der geringen Strömungsgeschwindigkeit ein Zusetzen der Bodenabläufe droht.

    Deshalb haben wir den Sog der Bodenabläufe auf 8500 l/h erhöht und konnten in dieser Konfiguration 25.500 l/h mit 31 Watt bewegen. Trotz Blatteintrag in den Teich blieben die Bodenabläufe bei dieser Umwälzrate frei von Sediment, auch der Langzeitbetrieb hat sich als problemlos erwiesen.

    Fazit
    Ein realer Teichbetrieb mit geringfügig mehr als 1 Watt pro 1000 l/h ist umsetzbar, wenn das Gesamtkonzept stimmt und unnötige Systembremsen vermieden werden.

    Das bedeutet

    • ausreichende Anzahl von Filterzuläufen und Teicheinläufen
    • großzügig dimensionierter Vorfilter, z.B. TF oder EBF
    • geringe Pegeldifferenzen zwischen den Spülvorgängen
    • ausreichend große Verrohrung von Filterkammern
    • größzügig dimensionierte Rückhaltegitter für Biomedien
    • Effiziente Luftpumpen, z.B. THOMAS AP 60N und AP 60-80

    Ausblick
    Das Ziel für 2017 ist mit 60 Watt 50.000 l/h zu bewegen.

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    KH erhöhen

    Bevor die Karbonathärte Richtung null abrutscht, sollten Sie rechtzeitig gegensteuern. Dies kann durch Frischwasser geschehen, wenn Ihr Ausgangswasser ausreichend Karbonathärte besitzt. Alternativ lässt sich die Karbonathärte (KH) einfach und preiswert durch handelsübliches Natron erhöhen. Im Versandhandel werden 25 kg Säcke Natron (Natriumhydrogencarbonat) für ca. 25 € angeboten. 300 Gramm Natron je 10.000 Liter Teichwasser hebt die Karbonathärte um ca. 1° dH an. Da schnelle Änderungen der Wasserparameter Stress verursachen können, sollten Sie pro Tag nicht mehr als um 1° dH erhöhen.