Aquaponic zur Selbstversorgung mit Fisch und Gemüse                         Semesterarbeit (4.Semester)                   ...
ZusammenfassungIn den USA und in Australien leben zahlreiche Familien, welche im eigenen Garten eine Aquaponic-Anlage betr...
InhaltsverzeichnisInhaltsverzeichnis ........................................................................................
4.6.5.      Bauablauf nach Stichworten ......................................................................................
5.5.       Empfehlungen für den Selbstversorger .............................................................................
1.      EinleitungIm eigenen Garten Gemüse anzubauen ist eine weit verbreitete Form der Selbstversorgung in derSchweiz. Di...
2.      Theorie zur Fischzucht     2.1.       Die klassische KreislaufanlageBei einer klassischen Kreislaufanlage werden d...
Mini-Aquaponic im Aquariumformat                                    Im Rahmen einer Semesterarbeit haben Albin und Bamert ...
2.4.         Wasserverteilung im Aquaponic-SystemDie Vielfalt an selbstgebauten Aquaponic-Systemen ist sehr gross. Allen S...
Verteilrohr direkt auf SubstratDas nährstoffreiche und schlammhaltige Wasser wird mit einemRohr über das Pflanzbeet geleit...
2.4.5.     FliessrinneDie Kulturpflanzen stehen ohne Substrat direkt in der Fliessrinne.Sie werden vom nährstoffhaltigen F...
3.       MethodenWährend der Planungsphase der Semeste-rarbeit waren die Autoren mit der FamilieHaller aus Zürich in Konta...
•   Die Studenten hatten bei der Versuchsanlage an der Hochschule Wädenswil freien        Handlungsspielraum. Die Betriebs...
Eine benutzerfreundliche, erschwingliche Anlage für PrivatpersonenDie Materialien wurden so ausgewählt, dass sie für Priva...
3.1.3.     PflanzenwahlIn Zusammenarbeit mit dem Gemüseexperten Anton Le Fèvre, Mitarbeiter der HSW, wurde die Wahlvon gee...
4.      Resultate     4.1.        Projektskizzen ohne RahmenbedingungenAm Anfang des Projekts wurden drei Anlagen geplant....
System Freiland HSWDieses Treppensystem sollte in den Boden eingelassenwerden. Auch bei dieser Anlage findet der Rückfluss...
4.2.        Projektskizze mit Rahmenbedingungen Anlage HSWSkizze 4: Erste Visualisierung der Anlage HSWDie zweite Versuchs...
eines Schiebers kann das schlammhaltige Abwasser vom Absetzbecken in ein Kieskofferbeet geleitetwerden (Skizze 5). Um Geru...
Der WasserkreislaufBei laufenden Pumpen im Absetzbecken wird zwischen Fisch- und Absetzbecken ein Niveau-unterschied erzeu...
Wasserfluss: Fischbecken     Absetzbecken        Pumpe   Kaskade1 oder KieskofferbeetKaskade2   Dachrinne   Fliessrinne   ...
4.3.        Projektskizzen mit Rahmenbedingungen Anlage HallerIm Gegensatz zur Versuchsanlage HSW standen andere Kriterien...
4.4.        Material- und LieferantenlistenTabelle 2: Materialliste Anlage HSW                                            ...
Schutzgitter (passend zur Dachrinne)                                     2.5         1   SFr. 20        SFr. 20     Coop B...
Tabelle 4: Materialliste Anlage Haller                                                                                    ...
4.5.           Systembeschreibung und Projektstand Anlage HSWUm einen ersten Überblick zur entwickelten Aquaponic-Anlage a...
Bei der Anlage HSW wird das Wasser auf den höchsten Punkt im System gepumpt. Dieser Höhen-unterschied wird ausgenutzt, dam...
4.6.           Bauanleitung Anlage HSW          4.6.1.    StandortwahlBei der Wahl des Standortes müssen im Voraus einige ...
4.6.3.    WerkzeugFür den Bau wird nur Material benötigt, welches die meisten Hobbygärtner und Heimwerker bereitsbesitzen ...
1    Mülleimer (Pusch-Eimer royal-blau)                        50                        1    Schutzgitter, feinmaschig   ...
Fisch- /Absetzbecken    1. Ausmessen und Abstecken der Grundfläche und der einzelnen Komponenten nach Bauplan:       Kiesk...
Kieskoffer *     1. Kieskoffergrund begradigen     2. Rohre (5 cm PVC) und Schieber provisorisch legen und zusägen     3. ...
Kaskaden      1. Kaskade mit Schnüren abstecken und mit dem Aushub und Steinblöcken modellieren:      2. Kaskadenoberkante...
Fliessrinne   1. Bauen des Fliessrinnenkastens *   2. Fliessrinnenuntergrund nachmodellieren, Kasten aufsetzen, Neigung lä...
PflanzenaufhängungenAufhängung bauen: Dachlatten bohren, verschrauben, Löcher im Boden vorbereiten, 2-Beine in denLöchern ...
Abbildung 25: Ansicht der fertig gestellten Anlage HSW                                            36
4.7.         Systembeschreibung und Projektstand Anlage HallerIn Eigenarbeit hat Familie Haller den Standort des Fischbeck...
Tabelle 9: Systembeschrieb der Anlage HallerName der Anlage: Anlage Haller                                               H...
4.8.         Betriebsanleitung        4.8.1.     Aktivierung des BiofiltersNach der Installation der Aquaponic-Anlage muss...
versorgung sollte der Beutel dann geöffnet werden. Danach wird der Plastiksack schrittweise mitBeckenwasser gefüllt. Alle ...
4.8.6.     Messen der WasserqualitätNeben dem Beobachten der Fresslust der Fische ist auch das Messender Wasserqualität ei...
4.8.7.         FischgesundheitDie Gesundheit der Fische wird mit Hilfe einer Bewertungsskala überprüft. „Ein Fisch wird au...
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  1. 1. Aquaponic zur Selbstversorgung mit Fisch und Gemüse Semesterarbeit (4.Semester) Von Matthias Frei und Olivier Hartmann Bachelorstudiengang 2007 Studienrichtung Umweltingenieurwesen 22. Juli 2007Fachkorrektoren:Andreas GraberDr. Susanne Haller
  2. 2. ZusammenfassungIn den USA und in Australien leben zahlreiche Familien, welche im eigenen Garten eine Aquaponic-Anlage betreiben. Aquaponic zur Selbstversorgung mit Fisch und Gemüse ist in der Schweiz eineweitgehend unbekannte Tätigkeit.Im Rahmen dieser Semesterarbeit wurde ein kompaktes Kleinsystem entwickelt, womit Privat-personen auf einfache Art und Weise Fisch, Gemüse und Kräuter produzieren können. Das Produktsoll billig, aber trotzdem funktionsfähig und ästhetisch ansprechend sein.Für die entwickelte Aquaponic-Anlage wurde eine Materialliste, sowie eine Bau- und Betriebsanleitunggeschrieben. Zudem wurden dem zukünftigen Aquaponic-Benutzer Ratschläge bezüglich Standort-,Fisch- und Pflanzenwahl vermittelt. Weiter wurden technische Verbesserungsmöglichkeiten derentwickelten Aquaponic-Anlage aufgezeigt.Auf dem Campusgelände der Hochschule Wädenswil wurde mit einem Zeitaufwand von 180 Stundeneine 21m2 grosse Versuchsanlage gebaut. Die verwendeten Baumaterialien sowie das technischeZubehör wurden in Baumärkten sowie Aquaristik-Shops für rund 2000 CHF gekauft. Der Betriebs-aufwand für die entwickelte Kleinanlage wurde auf sechs Stunden pro Woche geschätzt.Eine weitere Aquaponic-Anlage wurde in der Stadt Zürich für die Familie Haller geplant. Anhand dererstellten Projektskizzen und Materiallisten konnte Familie Haller die Baumaterialen einkaufen und mitdem Bau der Anlage beginnen. Die verwendeten Komponenten der Anlage Haller waren von erst-klassiger Qualität und kosteten gut 8’000 CHF.Im letzten Teil werden die entwickelten Systeme der selbstgebauten Aquaponic-Anlage von HerrnHäberli und weiteren Anlagen, welche über das Internet als Bausätze verkauft werden, gegenüberge-stellt.Verglichen mit der selbstgebauten Aquaponic-Anlage von Herr Häberli präsentieren sich die beidenneu entwickelten Anlagen bezüglich der Kosten als Mittelweg. Die beiden entwickelten Systeme unter-scheiden sich vor allem in der Standortwahl, der Bewässerungsart sowie der Fischhaltung im Zucht-becken von der Anlage Häberli.Aquaponic Bausätze sind als Fertig-Kitts über das Internet bestellbar. Die entwickelten Systeme sindbezüglich der mitgelieferten Komponenten etwa gleich teuer. Bei der Anlage HSW wurde verglichenmit den bestehenden Anlagen stärker auf die Ästhetik und Einbettung in der Landschaft geachtet.
  3. 3. InhaltsverzeichnisInhaltsverzeichnis .................................................................................................................................... 31. Einleitung ........................................................................................................................................ 62. Theorie zur Fischzucht ................................................................................................................... 7 2.1. Die klassische Kreislaufanlage .............................................................................................. 7 2.2. Aquaponic zur Produktion von Fisch und Gemüse................................................................ 7 2.3. Aquaponic zur Selbstversorgung mit Fisch und Gemüse...................................................... 7 2.4. Wasserverteilung im Aquaponic-System ............................................................................... 9 2.4.1. Rieselfilter............................................................................................................................... 9 2.4.2. Pflanzbeet mit Horizontalfluss.............................................................................................. 10 2.4.3. Schwallbetrieb ...................................................................................................................... 10 2.4.4. Tröpfchenbewässerung........................................................................................................ 10 2.4.5. Fliessrinne ............................................................................................................................ 113. Methoden ...................................................................................................................................... 12 3.1. Rahmenbedingungen........................................................................................................... 12 3.1.1. Planung der Aquaponic-Anlage Haller................................................................................. 13 3.1.2. Planung der Aquaponic-Anlage HSW.................................................................................. 13 3.1.3. Pflanzenwahl ........................................................................................................................ 15 3.2. Monitoring............................................................................................................................. 154. Resultate....................................................................................................................................... 16 4.1. Projektskizzen ohne Rahmenbedingungen ......................................................................... 16 4.2. Projektskizze mit Rahmenbedingungen Anlage HSW......................................................... 18 4.3. Projektskizzen mit Rahmenbedingungen Anlage Haller...................................................... 22 4.4. Material- und Lieferantenlisten............................................................................................. 23 4.5. Systembeschreibung und Projektstand Anlage HSW.......................................................... 26 4.6. Bauanleitung Anlage HSW................................................................................................... 28 4.6.1. Standortwahl ........................................................................................................................ 28 4.6.2. Zeitaufwand.......................................................................................................................... 28 4.6.3. Werkzeug ............................................................................................................................. 29 4.6.4. Einkauf der Baumaterialien .................................................................................................. 29
  4. 4. 4.6.5. Bauablauf nach Stichworten ................................................................................................ 30 4.7. Systembeschreibung und Projektstand Anlage Haller......................................................... 37 4.8. Betriebsanleitung ................................................................................................................. 39 4.8.1. Aktivierung des Biofilters...................................................................................................... 39 4.8.2. Der Flussbarsch ................................................................................................................... 39 4.8.3. Kauf des Fischfutters ........................................................................................................... 39 4.8.4. Einsetzen der Fische............................................................................................................ 39 4.8.5. Fischfütterung ...................................................................................................................... 40 4.8.6. Messen der Wasserqualität.................................................................................................. 41 4.8.7. Fischgesundheit ................................................................................................................... 42 4.8.8. Pflanzenschutz..................................................................................................................... 43 4.8.9. Allgemeine Unterhaltsmassnahmen .................................................................................... 43 4.8.10. Zeitaufwand für die Betreibung einer Aquaponic-Anlage .................................................... 43 4.8.11. Informationsaustausch via Internetforen.............................................................................. 445. Diskussion..................................................................................................................................... 45 5.1. Technische Verbesserungsvorschläge Anlage HSW .......................................................... 45 5.1.1. Niveauunterschiede ............................................................................................................. 45 5.1.2. Kaskade ............................................................................................................................... 45 5.1.3. Fliessrinne ............................................................................................................................ 46 5.1.4. Fischbecken ......................................................................................................................... 46 5.1.5. Schlammsaugrohr und Absetzbecken ................................................................................. 47 5.1.6. Kieskoffer ............................................................................................................................. 47 5.1.7. Beschattung ......................................................................................................................... 48 5.2. Technische Verbesserungsvorschläge Anlage Haller ......................................................... 49 5.3. Standort Verbesserungsvorschläge..................................................................................... 50 5.4. Gemüsekultur: Erkenntnisse und Verbesserungen ............................................................. 50 5.4.1. Pflanzzeitpunkt..................................................................................................................... 50 5.4.2. Pflanzensetzlinge für Blähton, Fliessrinne und Kieskoffer................................................... 50 5.4.3. Pflanzenwahl ........................................................................................................................ 51 5.4.4. Pflanzenbeete ...................................................................................................................... 51 5.4.5. Schneckenproblematik......................................................................................................... 51
  5. 5. 5.5. Empfehlungen für den Selbstversorger ............................................................................... 52 5.5.1. Sicherheit ............................................................................................................................. 52 5.5.2. Baubewilligung ..................................................................................................................... 52 5.5.3. Materialeinkauf..................................................................................................................... 52 5.5.4. Wasser und Strom ............................................................................................................... 52 5.5.5. Fischbesorgung.................................................................................................................... 52 5.5.6. Winterbetrieb ........................................................................................................................ 53 5.6. Vergleich mit der Anlage Häberli ......................................................................................... 54 5.7. Vergleich mit Anlagen aus dem Internet .............................................................................. 566. Schlussfolgerungen ...................................................................................................................... 64 6.1. Aquaponic im eigenen Garten.............................................................................................. 64 6.2. Ausblick ................................................................................................................................ 657. Anhang.......................................................................................................................................... 66Fachartikel: Eglifilet aus dem eigenen Garten....................................................................................... 678. Verzeichnisse................................................................................................................................ 70 8.1. Literatur ................................................................................................................................ 70 8.2. Abbildungen ......................................................................................................................... 70 8.3. Tabellen................................................................................................................................ 72 8.4. Skizzen................................................................................................................................. 73
  6. 6. 1. EinleitungIm eigenen Garten Gemüse anzubauen ist eine weit verbreitete Form der Selbstversorgung in derSchweiz. Die Produktpalette des eigenen Gartens beschränkt sich auf kultivierte Gemüsesorten wieTomaten, Bohnen, Kartoffeln und Salat. Mit der Kultivierung von Speisefischen können nebst vitamin-altigen auch proteinhaltige tierische Nahrungsmittel produziert werden.Mit einfachen Mitteln wird ein kompaktes Kleinsystem entwickelt, womit Privatpersonen Fische,Gemüse und Kräuter selber produzieren können. In den Vereinigten Staaten von Amerika sowie inAustralien gibt es bereits zahlreiche Kleinsysteme zur kombinierten Aufzucht von Fischen undGemüse. Das Funktionsprinzip dieser Systeme kann in Mitteleuropa jedoch nicht vollständig über-nommen werden. Der klimatische Unterschied sowie die unproduktive Winterperiode stellen bei unsdie grössten Probleme zur Selbstversorgung mit Aquaponic dar.Um ganzjährig Fisch und Gemüse produzieren zu können, muss das System in einem beheiztenGlashaus stehen. Da jedoch nur wenige Schweizer Familien ein Glashaus besitzen, zielt die folgendeArbeit auf Aquaponic-Systeme, welche im eigenen Garten installiert werden.Mit dieser Semesterarbeit soll dem künftigen Selbstversorger ein Leitfaden für die Planung, den Bauund den Unterhalt solcher Systeme zur Verfügung gestellt werden. Dieser Leitfaden zeigt auf, dass mitbegrenztem finanziellem und zeitlichem Aufwand ein Resultat entsteht, welches den Garten ästhetischbereichert und zudem selbst produzierte Nahrungsmittel liefert.Ziel dieser Semesterarbeit ist es, verschiedene Aquaponic-Anlagen zur Selbstversorgung mit Fischund Gemüse zu bauen und zu testen.Dafür wird bei der Familie Haller in Zürich eine klassische Kreislaufanlage, mit verschiedenen Pflan-zenmodulen und einem Kieskofferbeet geplant. Infolge Lieferverzögerung konnte die Anlage nicht biszum Abgabetermin dieser Semesterarbeit installiert werden.An der Hochschule Wädenswil wird eine klassische Aquaponic-Anlage mit Kieskofferbeet gebaut.Die Dokumentation der Planungs- und Bauabläufe der beiden Anlagen erleichtert den zukünftigenSelbstversorgerinnen und Selbstversorgern den Einstieg in die Hobbyfischzucht. Das Erstellen derMaterial- und Lieferantenlisten verringert zudem den Planungsaufwand. Diese Materiallisten umfassendie verwendeten Baumaterialien, deren Preis sowie die Lieferanten. Weiter wird eine kurze Betriebs-anleitung für den reibungslosen Umgang mit der Aquaponic-Anlage erstellt. Für die Fisch- und Pflan-zenproduktion in Aquaponic werden dem Leser praxisnahe Ratschläge als Einstiegshilfe sowie selbstgewonnene Erkenntnisse weitergegeben. 6
  7. 7. 2. Theorie zur Fischzucht 2.1. Die klassische KreislaufanlageBei einer klassischen Kreislaufanlage werden die Fische umweltunabhängig in einem Beckengezüchtet. Mit Hilfe von mechanischen und biologischen Filtern wird das Wasser aufbereitet und indas Becken zurückgepumpt (Graber&Kunz, 2007).Die Filteranlage ist entweder im Becken integriert oder sie befindet sich ausserhalb. In drei Reini-gungsschritten werden mit Hilfe von Reinigungsbürsten Grob- und Feinpartikel aus dem Becken-wasser herausgefiltert. Das nährstoff- und fischschlammreiche Abwasser wird normalerweise in dieKanalisation eingeleitet. Die anfallenden Nährstoffe werden im Kreislaufsystem nicht verwertet. Um zuhohe Nährstoffkonzentrationen zu vermeiden muss dem System täglich zwischen 10-30%Frischwasser zugefügt werden (Masconas, 2003). 2.2. Aquaponic zur Produktion von Fisch und GemüseBeim Aquaponic-System handelt es sich gemäss Graber&Kunz (2007) um eine Spezialform derKreislauftechnik. Das kombinierte System von Fischen und Pflanzen nutzt die im Fischwasser ent-haltenen Nährstoffe. Per Pumpe wird das Wasser über einen mit Blähton gefüllten Rieselfilter ge-pumpt. Auf den Blähtonkügelchen bildet sich ein Biofilm, der von verschiedenen Bakterien bewohntwird. Diese Bakterien verwandeln das fischtoxische Ammonium zu ungiftigem Nitrat um. Die Pflanzennehmen über die Wurzeln Nitrat auf. Das gebrauchte, aber nährstoffarme Wasser fliesst zu denFischen zurück und der Kreislauf schliesst sich (Graber&Kunz, 2007).Aquaponic-Systeme zur Produktion von Fisch und Gemüse haben in der Regel ein produktivesWasservolumen von über 1500 Liter. Die geernteten Gemüsepflanzen und Fische werden vom Pro-duzenten konsumiert, doch der grösste Teil der Produktion wird verkauft. 2.3. Aquaponic zur Selbstversorgung mit Fisch und GemüseDas Aquaponic-System zur Selbstversorgung befolgt keine wirtschaftlichen Interessen. Die erzeugtenProdukte werden allesamt selber gegessen. Es findet kein Verkauf an externe Personen statt.Ein weiterer Unterschied der Selbstversorgungssysteme zu den Produktionssystemen ist dasproduktive Wasservolumen und die dazu benötigte Pflanzenfläche. Selbstversorgungssystemekönnen in einem kleinen Gewächshaus oder im Garten erstellt werden.Es gibt eine Vielzahl von Aquaponic-Systemen zur Selbstversorgung mit Fischen und Gemüse.Die Mini-Aquaponic hat die gleiche Funktionsweise wie das oben beschriebene Aquaponic-System.Aufgrund der grossen Heterogenität an Systemen, Komponenten und Innovationen werden verschie-dene Anlagen kurz porträtiert. 7
  8. 8. Mini-Aquaponic im Aquariumformat Im Rahmen einer Semesterarbeit haben Albin und Bamert (2005) eine Aquaponic-Minianlage konzipiert. Dieses Modell dient der Aufzucht von kleineren Fischen, Küchen- kräutern und einzelnen Gemüsepflanzen. Alle Personen, die ein Aquarium besitzen, können mit wenig zeitlichem und finanziellem Aufwand eine solche Mini-Aquaponicanlage betreiben.Abbildung 1: Mini-Aquaponicanlage(Albin&Bamert 2005) Aquaponic in alten Plastikfässern Ein innovativer Amerikaner beschreibt im Internet wie die nebenstehende Aquaponic-Anlage selber gebaut werden kann. Seine Erfindung nennt er Barrel-Ponics. Dieser Name ist abgeleitet aus Barrel (Fass) und Aquaponics. Hughey hat sich vor ein paar Jahren ein Aquaponic Hand- buch gekauft und gemäss diesen theoretischen Grundlagen selber ein funktionsfähiges System entwickelt. Er züchtet Buntbarsche (Tilapia), Küchenkräuter, Gemüse und tro- pische Früchte. Gemäss Hughey (2005) beträgt das produ- ktive Wasservolumen knapp 100 Liter und die Besatz- dichten (Fische im Verhältnis zum Wasservolumen) sind bewusst tief gewählt.Abbildung 2: Barrel-Ponics(Hughey 2005) Aquaponic im Wohnzimmer Diese Aquaponic-Anlage steht in einem amerikanischen Wohnzimmer im Bundesstaat Pennsylvania. Das Fisch- becken hat ein produktives Wasservolumen von rund 600 Litern. Die 180 Liter grossen Pflanzenmodule sind zu 2/3 mit Kies und zu 1/3 mit Blähton gefüllt.Abbildung 3: Wohnzimmer- Im Fischbecken befinden sich rund 50 BuntbarscheAquaponic (Tilapia). Das Wasser wird mit Solarenergie auf die opti-http://backyardaquaponics.com male Temperatur geheizt. 8
  9. 9. 2.4. Wasserverteilung im Aquaponic-SystemDie Vielfalt an selbstgebauten Aquaponic-Systemen ist sehr gross. Allen Systemen gemeinsam istjedoch, dass das Wasser vom Fischbecken in den Pflanzenbereich gepumpt und verteilt wird undnach passieren eines Biofilters wieder zurück in das Becken fliesst.Entscheidend beim Bau einer Aquaponic-Anlage ist die Art der Wasserverteilung. Besitzt ein Systemnur einen Blähtonfilter sollte die Verteilung möglichst flächendeckend konstruiert werden. Der Abbaudes Fischschlamms geschieht am Ort des Eintrages, auf dem Biofilm des Blähtonfilters. Findet einpunktueller Eintrag des Schlammwassers auf dem Blähton statt, wird der Schlamm akkumuliert stattabgebaut. Vermeidbare Unterhaltsarbeiten sowie Geruchsemissionen sind die Folge davon. Zudementstehen in Schlammansammlungen schnell sauerstofffreie Bereiche, so dass Denitrifikation auftrittund Stickstoff in Form von N2 verloren geht (Graber, 2007 a).Um einen Überblick über die Vielfalt an Bewässerungssystemen zu gewinnen, werden die verschie-denen Möglichkeiten kurz vorgestellt. 2.4.1. RieselfilterMit dem Rieselfilter wird das schlammhaltige Fischwasser über die gesamte Blähtonfläche verteilt. Derflächendeckend verteilte Schlamm kann durch mikrobiologische Prozesse abgebaut werden.Im Folgenden werden drei verschiedene Rieselfiltertypen kurz vorgestellt.HolzrinneGemäss Altdorfer (2006) wird das Fischwasser vom Becken in dieHolzrinne gepumpt. Das Wasser wird wenige Zentimeter einge-staut und verlässt die Rinne durch die seitlichen Aussparungen.Die Holzrinne muss jedoch regelmässig von abgelagertem Fisch-schlamm gereinigt werden. Ansonsten ist eine optimale Verteilungdes Wassers infolge Schlammablagerungen nicht mehr gewähr-leistet (Graber, 2007 a).Verteilrohr mit Schläuchen Abbildung 4: HolzrinneDas schlammhaltige Fischwasser wird in ein Abwasserrohr geleitet. (Altdorfer 2006)Das eingestaute Wasser verlässt das Rohr durch Löcher, welchesich auf exakt demselben Niveau befinden. Dies gewährleistet,dass das Wasser gleichmässig verteilt wird.Um Spritzwasserverlust zu vermeiden, werden Stoffstreifen oderkleine Schläuche an die Austrittlöcher befestigt Abbildung 5: Rieselfilter (Häberli 2007) 9
  10. 10. Verteilrohr direkt auf SubstratDas nährstoffreiche und schlammhaltige Wasser wird mit einemRohr über das Pflanzbeet geleitet. Durch Löcher, welche sich ander Rohrseite befinden, wird das Wasser zu den Kulturpflanzengeleitet. Abbildung 6: Leitungsrohr als Rieselfilter www.backyardaquaponics.com 2.4.2. Pflanzbeet mit HorizontalflussIm Pflanzbeet mit Horizontalfluss findet keine Schlammverteilungstatt. Das Wasser wird punktuell eingeleitet und durchfliesst dasPflanzbeet. Der Vorteil dieses Systems liegt darin, dass keineaufwändige Wasserverteilung installiert werden muss. Der Nachteilliegt jedoch darin, dass der Schlamm nicht in das Systemeingetragen werden darf und mit einem Filter oder Absetzbeckenentfernt werden muss (Graber, 2007 a). Abbildung 7: Pflanzbeet mit 2.4.3. Schwallbetrieb HorizontalflussDas Pflanzbeet ohne Substrat wird nur periodisch bewässert. In gewissen Zeitabständen wirdFischwasser in das Pflanzbeet eingeleitet, eingestaut und wieder in das Becken zurückgeleitet. Umein Pflanzbeet periodisch zu überfluten ist eine komplexe technische Einrichtung notwendig. DerFischschlamm kann nicht in den Pflanzbeeten verteilt und abgebaut werden (Graber, 2007 a). 2.4.4. TröpfchenbewässerungBei der Tröpfchenbewässerung wird ausgehend vom Fischbeckenein Druckschlauch installiert. In diesen Druckschlauch werdenkleinere Verteilschläuche hineingesteckt. Am Ende jedesVerteilschlauches befindet sich eine Nadel, welche in den zubewässernden Pflanztopf hineingesteckt wird. DieVerstopfungsgefahr der kleinen Verteilschläuche ist sehr gross.Deshalb kann kein schlamm- oder partikelhaltiges Wasser Abbildung 8: Tröpfchenbewäss- erung in einer Tomatenkulturverwendet werden. Das Fischwasser muss deshalb zuerst gefiltertund gereinigt werden.Der Vorteil der Tröpfchenbewässerung ist, dass jede Pflanze mit gleichvielWasser versorgt wird. Für Einzelpflanzen kann mit mehreren Schläuchen gezielt die Wassermengeerhöht werden. Zudem lässt sich die Tröpfchenbewässerung schnell und einfach installieren. 10
  11. 11. 2.4.5. FliessrinneDie Kulturpflanzen stehen ohne Substrat direkt in der Fliessrinne.Sie werden vom nährstoffhaltigen Fischwasser durchflossen. Füreinen Schlammabbau mittels Fliessrinne ist eine sehr grossePflanzfläche notwendig (Graber, 2007 a). Die Fliessrinne kann mitwenig technischem Aufwand installiert werden. Abbildung 9: Die Fliessrinne der Anlage HSW 11
  12. 12. 3. MethodenWährend der Planungsphase der Semeste-rarbeit waren die Autoren mit der FamilieHaller aus Zürich in Kontakt getreten. DieFamilie Haller wollte Fisch und Gemüse imeigenen Garten produzieren. Aus diesemGrund willigte Familie Haller ein, eine Aqua-ponic-Versuchsanlage in ihrem Garten zuinstallieren. In Absprache mit Familie Hallerwurde entschieden, dass ihr Fischbeckenam schattigen Standort hinter dem Garten-haus installiert werden sollte. Abbildung 10: Standort für das Fischbecken Haller Prof. Bächtiger, der Abteilungsleiter des Instituts Umwelt und Natürliche Ressourcen, bewilligte den Bau einer zweiten Aquaponic- Versuchsanlage auf dem Campus der Hochschule Wädenswil. Der ausgewählte Versuchsstandort an der Fachhochschule Wädenswil befand sich gegenüber der Bibliothek. An die Versuchsfläche grenzten zwei kleine Durchgangswege, eine Buchen- sowie eine Naturhecke. Die Versuchsfläche wurde durch zwei grosse Laubbäume scha- ttiert.Abbildung 11: Standort für die Anlage HSW 3.1. RahmenbedingungenMittels Internetrecherche wurden selbstgebaute Aquaponic-Systeme aus Amerika und Australien ana-lysiert. Daraus entstanden erste Pläne und Projektideen. Diese ersten Ideen und Gedanken wurdenauf Papier skizziert.In Zusammenarbeit mit dem Korrektor Andreas Graber wurden die ersten Systemskizzen modifiziertund Entscheidungen bezüglich der zu bauenden Systeme getroffen: • Die Versuchsanlage in Zürich wurde von den Studenten geplant und skizziert. Im ge- meinsamen Gespräch mit der Familie Haller wurden Rahmenbedingungen bezüglich Becken- grösse, technischer Ausstattung sowie Ästhetik festgelegt. 12
  13. 13. • Die Studenten hatten bei der Versuchsanlage an der Hochschule Wädenswil freien Handlungsspielraum. Die Betriebssicherheit sowie die ästhetische Ausarbeitung waren die Rahmenbedingungen, die erfüllt werden mussten. 3.1.1. Planung der Aquaponic-Anlage HallerFamilie Haller wünschte sich in ihrem Garten in Zürich ein sehr betriebssicheres System. DieFunktionsfähigkeit des Systems sollte nicht an der schlechten Qualität der gewählten Komponentenscheitern (Mündliche Mitteilung D. Haller, 2007). Aufgrund des Kriteriums Betriebssicherheit wurdeentschieden, dass eine klassische Kreislaufanlage installiert wird, wie sie in der Koi-Haltung üblich ist.Diese Kreislaufanlage wurde mit verschiedenen Pflanzenmodulen ergänzt. Diese Pflanzenmodulesollten vier zentrale Aufgaben erfüllen: • Die Pflanzen sollten dem Fischwasser Nährstoffe entziehen. • Durch die entzogenen Nährstoffe sollte der Wasseraustausch im Fischbecken verringert werden können. • Die Pflanzenmodule sollten Gemüsepflanzen, Salat und Küchenkräuter produzieren. • Die Pflanzenmodule sollten den Garten ästhetisch aufwerten.Das Wasser des Fischbeckens wurde zu den Pflanzenmodulen hoch gepumpt und mittels Tröpfchen-bewässerung an die einzelnen Pflanzen verteilt. Der Rückfluss zum Fischbecken erfolgte passiv, umden Stromverbrauch gering zu halten.Das Fischwasser der Kreislaufanlage sollte mit einer konventionellen Filteranlage sowohl mechanischals auch biologisch gereinigt werden. Damit das schlammhaltige Abwasser der Filteranlage nicht in dieKanalisation eingeleitet werden musste, wurde eine alternative Lösung gesucht. Das nährstoffreicheSchlammwasser wurde zum nahe gelegenen Gemüsebeet geleitet. Das überschüssige Schmutz-wasser konnte somit im Gartenbeet als Giesswasser verwendet werden.Für das System Haller wurde eine komplette Materialliste erstellt, damit Familie Haller die benötigtenKomponenten selber einkaufen konnte (siehe Materialliste Haller). Die verwendeten Komponentenwaren von guter Qualität und befanden sich im höheren Preissegment. 3.1.2. Planung der Aquaponic-Anlage HSWProjektgrundgedankenDie Aquaponic-Anlage auf dem Campus Grüental der HSW soll mit einfachen technischen undbescheidenen finanziellen Mitteln gebaut werden können und trotzdem betriebssicher sein. Sie soll, imGegensatz zu sehr technisch aussehenden Aquaponic-Anlagen, ästhetisch und naturnah erscheinen.Es soll eine extensiv nutzbare Kompaktanlage mit geringem Platzbedarf entstehen, die vollfunktionsfähig und gut zugänglich ist. 13
  14. 14. Eine benutzerfreundliche, erschwingliche Anlage für PrivatpersonenDie Materialien wurden so ausgewählt, dass sie für Privatpersonen zu einem erschwinglichen Preiserhältlich sind. Dabei wurde darauf geachtet, dass nur wenige Bezugsquellen nötig sind. JederHeimwerker sollte anhand der Beschriebe fähig sein, das System in Eigenregie aufzubauen, zubetreiben und die Anlage zu warten. Die Breite und Höhe der Pflanzbeete sowie der Abstandzwischen Kaskade und Fliessrinne wurden so gewählt, dass eine bequeme Bearbeitung der Pflanzenmöglich ist.BetriebssicherheitTrotz einfacher, billiger Bauweise muss die Betriebssicherheit gewährleistet sein. Die Gefährdung derGesundheit von Mensch und Fisch durch bauliche Mängel muss ausgeschlossen sein. Haupt-schwierigkeiten dabei sind Stromanschluss, Ertrinkungsgefahr im Becken für Kinder und Kleintieresowie Leckagen im System. Durch geeignete Massnahmen kann die Gefahr um ein Vielfachesgesenkt werden.Ressourcen nutzen und rezyklierenDas System soll keine ungenutzten Abfallstoffe produzieren.Das Blähtonbeet mit einer Oberfläche von 5 m2 und einem Blähtonvolumen von 500 Liter dienteinerseits dem Nährstoffentzug durch Pflanzenproduktion und anderseits der Filterung des Fisch-wassers. Bakterien wandeln die vom Fisch ausgeschiedenen Stoffe um, so dass sie für Pflanzennutzbar werden. Die Filtergrösse wurde so konzipiert, dass ein extensiver Betrieb mit einem Fisch-besatz bis max. 15 kg/m3 möglich ist.Um dem System zusätzlich Nährstoffe zu entziehen, wurde eine Fliessrinne mit 4 m2 Fläche kon-zipiert. Die Pflanzen sollten ohne Substrat sein und somit direkt im Wasser kultiviert werden.Damit kein nährstoffreiches Fischwasser in die Kanalisation eingeleitet werden muss, soll es in einemKieskofferbeet verwertet werden.Technik und Stromverbrauch minimierenDamit weniger Anlagentechnik notwendig ist, wurde ein passiver Rückfluss gewählt. Um dies zu er-möglichen ist ein Niveauunterschied zwischen Wassereinlauf und Wasserrücklauf nötig. DiesesGefälle wird mit dem Kieskoffer- und Fischbeckenaushub modelliert.Bei der Technik wurde insgesamt auf geringen Stromverbrauch geachtet. Der Betrieb mit alternativerEnergie wurde in Betracht gezogen, ist bei einer Versuchsanlage aber nicht sinnvoll.Mit der Natur arbeitenDie Bodentemperatur variiert im Tagesverlauf weniger als die Lufttemperatur. Dies sorgt für einekonstantere Wassertemperatur im Fischbecken. Das Einpassen des Fischbeckens im Boden bewirkteinen Wärmeaustausch zwischen Boden und Fischbecken. Gleichzeitig wird die seitliche Besonnungdes schwarzen Beckens verhindert. Zusätzlich sollen vor dem Becken gepflanzte Tomaten einenleichten Sonnenschutz bilden. 14
  15. 15. 3.1.3. PflanzenwahlIn Zusammenarbeit mit dem Gemüseexperten Anton Le Fèvre, Mitarbeiter der HSW, wurde die Wahlvon geeigneten Gemüsepflanzen besprochen. Die eingesetzten Nutzpflanzen mussten allesamtstehendes Wasser tolerieren, da sie in den beiden Pflanzbeeten und der eingestauten Fliessrinneeingesetzt werden sollten (Tab. 1). Tabelle 1: Ausgewählte Kulturpflanzen für die Aquaponic-Anlage HSW Kulturpflanze Botanischer Name Zucchini Cucurbita pepo Buschbohne Phaseolus vulgaris Okra/Ladyfinger Abelmoschus esculentus Pak-Choi Brassica rapa chinensis Basilikum Ocimum basilicum Gurken Cucumis sativus Tomaten Solanum lycopersicumDie Pflanzen für das Kieskofferfilterbeet wurden nach anderen Kriterien ausgewählt. Da das Abwasserim Kieskoffer an vier Punkten eingetragen wird und zwei verschiedene Substrattypen gewählt wurden,entstehen Stellen mit unterschiedlicher Wasserverfügbarkeit. In die steinigen, trockenen Bereichesollte Rosmarin, Salbei und Fenchel gesetzt werden. Die erdigen, feuchten Stellen sollten mit Salat,Fenchel, Schnittlauch, Dill und Melisse bepflanzt werden. 3.2. MonitoringUm die Wasserqualität im selbstgebauten System zu beurteilen, wurden die ParameterWassertemperatur, Ammonium, Nitrit, Nitrat und Orthophosphat gemessen. Dies wurde mitprofessionellen Analysegeräten (Photometrie Dr. Lange) durchgeführt und mit einem für Privateerschwinglichen Analysekoffer verglichen.Dieselben Parameter sowie der Sauerstoffgehalt wurden im Aquaponic-Forellenteich von HerrnHäberli gemessen (Handmessgerät WTW 350i). Der selbstgebaute Forellenteich von Herrn Häberlidiente als Vergleichsobjekt bezüglich Planung, Bau, Kosten und Wasserqualität. 15
  16. 16. 4. Resultate 4.1. Projektskizzen ohne RahmenbedingungenAm Anfang des Projekts wurden drei Anlagen geplant. Alle sollten möglichst einfach nachgebautwerden können. Auf Technik wurde so weit wie möglich verzichtet, weshalb sie in den Skizzen nichtenthalten ist.System Innenraum HSWDie Pflanzenbeete aus Holz mit Teichfolieneinlage werden aufdrei Seiten über dem Fischbecken angebracht. Das hochgepumpte Wasser strömt passiv durch den Rieselfilter zurückin das Fischbecken. Die Pflege der Pflanzen kann auf einerbequemen Höhe getätigt werden.Dieses System wurde aus zeitlichen Gründen nicht weiter-entwickelt und bleibt vorläufig eine erste Skizze. Skizze 1: System Innenraum HSWSystem Freiland HallerDurch die Hanglage im Garten der Familie Haller in Zürich botsich der Bau eines Treppensystems an. Das Wasser wird indie Pflanzbeete hoch gepumpt und fliesst passiv durch dieKaskade in das Fischbecken zurück. Die Einbettung im Hanglässt die Anlage natürlicher wirken.Die Anlage wurde aus mehreren Gründen nicht weiter-entwickelt. Einerseits ist diese Bauweise von Kaskade schlechtzu bewirtschaften, anderseits hat sich in den Gesprächen dieVorstellung der Anlage in eine andere Richtung entwickelt. Ineiner zweiten Phase änderte sich das Kaskaden-Treppen-system zu einer Blechtrommeltreppe, in einer dritten wurdenverschiedene Behältnisse autonom voneinander angeordnet Skizze 2: System Freiland Hallerwas die Variabilität der Anlage steigerte. 16
  17. 17. System Freiland HSWDieses Treppensystem sollte in den Boden eingelassenwerden. Auch bei dieser Anlage findet der Rückfluss des hochgepumpten Wassers passiv statt. Durch die Einbettung imBoden wird die Temperatur im Fischbecken konstanter.Gleichzeitig bildet der entstehende Pflanzenkreis auf dreiSeiten des Beckens einen Sonnenschutz. Auf der Nordseitebleibt für die Technik und den guten Zugang zum Becken, eineAussparung offen. Wie im oben gezeigten System ist diePflege von Anlage und Pflanzen durch die kompakte Bauweiseschwierig zu gewährleisten. Das Prinzip dieses Systems wurde Skizze 3: System Freiland HSWzu einem Teil beibehalten, wurde aber in ein modularesSystem umgewandelt. Dieses hat den Vorteil, dass einzelneModule an- und abgehängt und so deren Leistung bessergeprüft werden kann.Nach ersten Ideensammlungen in Projektskizzen ohne Rahmenbedingungen wurden nachGesprächen mit Andreas Graber und der Familie Haller die folgenden zwei Anlagen geplant. EinigeAnlagenelemente wurden verändert, weggelassen oder sind neu hinzugekommen. 17
  18. 18. 4.2. Projektskizze mit Rahmenbedingungen Anlage HSWSkizze 4: Erste Visualisierung der Anlage HSWDie zweite Versuchsanlage wurde auf dem Campus Grüental der Hochschule Wädenswil installiert.Bei dieser Anlage handelte es sich um eine klassische Aquaponic-Anlage.Das 600 l fassende Fischbecken wurde im Boden vergraben. Von dort wird das Fischwasser in zweiPflanzbeete mit Horizontalfluss gepumpt.Die beiden Pflanzbeete besitzen ein Volumen von je 250 l und wurden nach folgenden Massenkonzipiert: LBH = 2.5 m x 1.0 m x 0.1 m. Durch das Fertigen eines Holzkastens wurde den Pflanz-beeten Struktur und Stabilität verliehen. Sie wurden anschliessend mit schwarzer PVC-Teichfolie aus-gekleidet und mit Blähton gefüllt.Die eingestaute Fliessrinne wurde nach folgenden Massen konzipiert: LB = 4.0 m x 1.0 m. Zwei 2 m x1 m grosse Pavatex-Platten wurden miteinander verschraubt. Die seitliche Begrenzung wurde durchdas Anbringen von Dachlatten konzipiert. Um in der Fliessrinne einen Wassereinstau zu erhaltenwurden im Abstand von 80 cm 2 cm hohe Holzleisten zwischen die Dachlatten eingespannt. Auf dieHolz-/Pavatex-Konstruktion wurde eine Teichfolie gelegt. Um den Laubeintrag auf der offenen Flächezu verhindern, wurde ein Mipex-Vlies darüber gespannt.Die Fliessrinne und Kaskaden wurden mit einer Aufhängevorrichtung für die Pflanzen ergänzt. MitDachlatten wurden im Boden Zweibeine eingegraben, Drähte darüber gespannt und an Keilen imBoden befestigt.Bei der Versuchsanlage HSW wurde auf eine Schlammverteilung mittels Rieselfilter verzichtet. ImUnterschied zum System Haller wird der Fischschlamm beim System HSW mit einem Absetzbeckensepariert. Dazu wurde ein 50 Liter Kehrrichteimer an das Fischbecken geschraubt. Durch das Ziehen 18
  19. 19. eines Schiebers kann das schlammhaltige Abwasser vom Absetzbecken in ein Kieskofferbeet geleitetwerden (Skizze 5). Um Geruchsemissionen des schlammhaltigen Abwassers zu vermeiden, fliesst esunter-irdisch in den Kieskoffer.Das Kieskofferfilterbeet wurde nach folgenden Massen konzipiert: LBH = 3.0 m x 1.0 m x 0.2 m. MitHilfe eines Spatens wurde das Loch ausgehoben. Wie bei den Pflanzbeeten wurde ein Holzrahmenals Abgrenzung gefertigt. Die Holzkonstruktion teilt das Kieskofferbeet in zwei verschiedene Pflanz-bereiche.Das Abflussrohr aus dem Absetzbecken wurde in den Kieskoffergeführt. Im Kieskoffer wurde die Wasserleitung so konzipiert, dassdas Abwasser an vier verschiedenen Stellen austritt. Die Wasser-leitung verläuft direkt über dem Boden und wurde nach demVerlegen mit Rundkies überdeckt. Ein Bereich wurde nach demÜberdecken des Abflussrohres mit herkömmlicher Blumen-erdegefüllt. Der andere Bereich wurde nur mit Kies gefüllt. Der Rund-kies hatte einen Durchmesser von 32 mm – 50 mm und wurdevon einer lokal gelegenen Kiesgrube geliefert.Im Kieskofferbeet wurden verschiedene Kräuter und Gemüse-pflanzen gesetzt. Sie sollten das nährstoffreiche Abwasser ver-werten. Zudem sollte durch das Anlegen eines Kieskofferbeetesunangenehme Gerüche des Abwassers vermieden werden. Abbildung 12: Wasserverteilung im KieskofferbeetDamit die Betriebssicherheit des Systems gewährleistet ist, wurdeein Schwimmer an den Beckenrand geschraubt. Dadurch fliesst bei einem zu tiefen Wasserstandautomatisch Frischwasser in das Becken ein.Skizze 5: Geplante Niveauunterschiede 19
  20. 20. Der WasserkreislaufBei laufenden Pumpen im Absetzbecken wird zwischen Fisch- und Absetzbecken ein Niveau-unterschied erzeugt. Zwischen den Becken entsteht ein Druckunterschied. Das Wasser und der imFischbecken angesammelte Fischschlamm fliesst beim Druckausgleich in das Absetzbecken. Dortsetzt sich der angesaugte Fischschlamm am Kübelboden ab. Dann kann er manuell mit einemSchieber über einen Bodenausfluss in das Kieskofferbeet abgeleitet werden.Das partikelfreiere Fischwasser wird vom Pumpenbecken in die erste Kaskade gepumpt und punktuelleingeleitet. Um die Sicherheit bei einem Pumpenaussetzen zu gewährleisten werden zwei Pumpenparallel verwendet.Von diesem Punkt aus findet ein passiver Rückfluss (ohne weitere Pumpe) statt. Über zwei Kaskadengelangt das Wasser in eine Dachrinne, die das Wasser in die Fliessrinne leitet. Diese hat ein leichtesGefälle von 2.5 % in Richtung des Fischbeckens. Das Wasser fliesst am Ende der Fliessrinne direktüber die Beckenkante in das Fischbecken.Im Kieskoffer, den Kaskaden und der Fliessrinne können Pflanzen eingesetzt und mit dem Fisch-wasser und –schlamm ernährt werden.Bei Regenwetter sammelt die gesamte Anlagenfläche Niederschlagswasser. Im Fall der Anlage HSWverursachen 10 mm Niederschlag auf 10 m2 Fläche einen Wassereintrag von 100 l, oder 20 % desAnlagenvolumens. Um zu verhindern, dass das Fischbecken randvoll gefüllt wird und überläuft, wurde3 cm unter der Beckenoberkante ein Überlaufrohr eingebohrt, welches in den Kieskoffer entwässert. 20
  21. 21. Wasserfluss: Fischbecken Absetzbecken Pumpe Kaskade1 oder KieskofferbeetKaskade2 Dachrinne Fliessrinne FischbeckenAbbildung 13: Schematische Darstellung der Anlage HSW 21
  22. 22. 4.3. Projektskizzen mit Rahmenbedingungen Anlage HallerIm Gegensatz zur Versuchsanlage HSW standen andere Kriterien im Vordergrund. Die Materialensollten sehr hochwertig und die Anlage absolut betriebssicher sein.Die neu geplante Anlage entspricht einer erweiterten Kreislaufanlage mit einem 0.8 m3 grossenFischbecken, welches im Gegensatz zur Versuchsanlage an der HSW nicht eingegraben, sondern aufdie bestehende Gartenterrasse gestellt wird. Einzelne Pflanzenmodule in Form von Töpfen könnenvariabel an das System angekoppelt werden, sind für die Betriebssicherheit aber nicht zwingend nötig,da ein separater Biofilter vorhanden ist. Die Pflanzen werden über eine Tröpfchenbewässerung feuchtgehalten. Durch die Vorfilterung des Fischwassers im Festbettfilter gelangt nur partikelfreies Wasser indas Bewässerungssystem mit spaghettidicken Schläuchen, womit die Verstopfungsgefahr kleiner wird.Verschiedene Pflanzenbecken werden einem Eignungstest unterzogen. Wichtig ist auch hier, dasskeine wasserlöslichen Materialien wie beispielsweise Kupfer verwendet werden, damit die Wasser-qualität und die Gesundheit der Fische nicht beeinflusst werden.Ein Kieskofferbeet zur Fischschlammverwertung könnte in einer späteren Phase eine Möglichkeitdarstellen. Bis dahin wird das nährstoffreiche Wasser zum Giessen des Gartens genutzt. Bei derRückspülung kann mit Ventilen der Wasserfluss umgeleitet und der Fischschlamm aus dem Filterausgewaschen werden (Abbildung 14).Abbildung 14: Schematische Darstellung der Anlage HallerDie Schattierung des Fischbeckens wird durch ein Gartenhäuschen und eine Plane gewährleistet.Damit die Konstruktion windfest ist, werden die Pfosten einbetoniert.Wasserfluss: Fischbecken Pumpe Biofilter Fischbecken. Pflanzenmodule Fischbecken 22
  23. 23. 4.4. Material- und LieferantenlistenTabelle 2: Materialliste Anlage HSW Volumen inKomponente Material L Masse in m Menge Preis ZW.Total LiferantFischbecken Fischbecken 600 1 SFr. 84 SFr. 84 GVZ-rossat ag/sa Luftpumpe 1 SFr. 300 SFr. 300 www.faserplast.ch Schlammabzug PVC-Rohr, grau, 5cm Durchmesser Coop Bau und Hobby 90° Winkel 1 SFr. 2 SFr. 2 Coop Bau und Hobby Gerades 1m-Stück 2 SFr. 5 SFr. 10 Coop Bau und Hobby Tankverschraubung 1 SFr. 30 SFr. 30 GVZ Gummidichtungen 1 SFr. 20 SFr. 20 GVZ Überlauf Gerade 0.5m-Stück 1 SFr. 5 SFr. 5 Frischwasserzufuhr Einlaufschwimmer 1 SFr. 62 SFr. 62 Sanitär evt. Wasserzähler 1 SFr. 120 SFr. 120 Sanitär Gartenschlauch 1 SFr. 30 SFr. 30 Coop Bau und HobbyAbsetzbecken Mülleimer (Pusch-Eimer royal-blau) 50 1 SFr. 35 SFr. 35 Coop Bau und Hobby Pumpenkessel 5 1 SFr. 14 SFr. 14 Landi Tankverschraubung 1 SFr. 30 SFr. 30 GVZ Draht 1 1 SFr. 2 SFr. 2 Coop Bau und Hobby Pumpe 2000l/h 2 SFr. 90 SFr. 180 Aquarienhandel Schlammverteilung PVC-Rohr, grau, 5cmKieskofferbeet Durchmesser Y-Stück 3 SFr. 4 SFr. 11 Coop Bau und Hobby 45°Winkel 1 SFr. 4 SFr. 4 Coop Bau und Hobby 90° Winkel 3 SFr. 4 SFr. 12 Coop Bau und Hobby Gerade 1m-Stück 6 SFr. 5 SFr. 30 Coop Bau und Hobby Gerade 0.5m-Stück 1 SFr. 3 SFr. 3 Coop Bau und Hobby Tankverschraubung 1 SFr. 30 SFr. 30 GVZ Schieber Kunststoff zweiseitig 50 mm Innenanschluss 1 SFr. 50 SFr. 50 Koi Teichcenter Böhrer Dachlatten 3*0.2*0.02 3 SFr. 10 SFr. 30 Coop Bau und Hobby Kies gewaschen 16-32mm 500 0.016/0.032 1 SFr. 30 SFr. 30 Kieswerk Pflanzenerde mit hohem Skelettanteil 100 1 SFr. 20 SFr. 20 Landi Schrauben 5cm 1 SFr. 5 SFr. 5 SFr. 0Sicherheit Schutzgitter, feinmaschig 1*1 1 SFr. 18 SFr. 18 Coop Bau und HobbyKaskaden Gartenschlauch (passend zu Pumpenstutzen) 2 2 SFr. 20 SFr. 40 Coop Bau und Hobby Bollensteine 1.18 t 750 1 SFr. 67 SFr. 67 Kieswerk Teichfolie 8*1.5 1 SFr. 100 SFr. 100 Coop Bau und Hobby Blähton Ricoter braun in 25L Säcken (besser 50 L Säcke) 25 20 SFr. 16 SFr. 318 Landi Dachlatten 3*0.2*0.02 6 SFr. 10 SFr. 60 Pavatexplatte 2.5*1*0.005 2 SFr. 20 SFr. 40 Coop Bau und Hobby Gitter für Überlauf (Rest von Schutzgitter) 1.0*.3 1 Schrauben 5cm 1 SFr. 5 SFr. 5 Coop Bau und HobbyÜbergang Dachrinne braun 2.5 1 SFr. 10 SFr. 10 Coop Bau und Hobby Endstück (Dachrinne) 1 SFr. 5 SFr. 5 Coop Bau und Hobby 23
  24. 24. Schutzgitter (passend zur Dachrinne) 2.5 1 SFr. 20 SFr. 20 Coop Bau und HobbyFliessrinne Teichfolie 5*1.5 1 SFr. 120 SFr. 120 Coop Bau und Hobby Kantholz 2.5*0.05*0.025 4 SFr. 2 SFr. 8 Coop Bau und Hobby Pavatexplatten 2*1*0.005 2 SFr. 17 SFr. 34 Coop Bau und Hobby Einstauhölzchen (Gipserlatte roh) 105*0.025*0.005 8 SFr. 2 SFr. 16 Coop Bau und Hobby Nägel 2cm 1 SFr. 3 SFr. 3 Coop Bau und HobbyPflanzenaufhängung Kantholz 2.5*0.05*0.025 8 SFr. 2 SFr. 15 Coop Bau und Hobby Schrauben mit Unterlagscheiben und Muttern 4 SFr. 5 SFr. 20 Coop Bau und Hobby Drahtspanner 4 SFr. 1 SFr. 4 Coop Bau und Hobby Draht 10 2 SFr. 5 SFr. 10 Coop Bau und HobbyTransportkosten Transportkosten (je nach Distanz verschieden) 1 SFr. 230 SFr. 230 KieswerkGeröll und Kies Wasserfeste Steckdose in Anlagennähe (sehrStrom variabel) Elektromonteur Verschiedene Gemüsepflanzen, Salate undPflanzenmaterial Küchenkräuter SieheFische Egli, Forellen FischliferantenlisteTotal SFr. 2292Tabelle 3: Lieferantenliste Anlage HSWGeschäft Strasse Ort Tel WebsiteGVZ-rossat ag/sa Industriestrasse 10 8112 Otelfingen 044 271 22 11 http://www.gvz-rossat.chLandi http://www.landi.chCoop Bau und Hobby http://www4.coop.ch/bauundhobbyFaser-Plast AG Industrie Sonnmatt 6-8 9532 Rickenbach-Wil SG 071 929 29 29 www.faserplast.ch 24
  25. 25. Tabelle 4: Materialliste Anlage Haller Volumen Preis inKomponente Material in L Masse in m Menge SFr. ZW.Total Lieferant 1.20 x 1.80 xFischbecken Aufzucht Becken rechteckig 0.95 1 SFr. 990 SFr. 990 Koi+Teichcenter GmbH Luftpumpe AT 120 1440lt. Std. 1 SFr. 990 SFr. 990 Koi+Teichcenter GmbH Pumpe: Red Devil 65 Watt 6500 lt./Std. 4 m Wassersäule 1 SFr. 850 SFr. 850 Koi+Teichcenter GmbH Filter: Ultima II 4000 Druckfilter für 400g Futter 40% Protein 1 SFr. 2248 SFr. 2248 Koi+Teichcenter GmbH Filter auf Podest montiert, inkl. Verrohrung, abtransportierbar 1 SFr. 600 SFr. 600 Koi+Teichcenter GmbH Transport zu Lasten Kunde ca. 1 SFr. 400 SFr. 400 Koi+Teichcenter GmbHZwischentotal Zwischentotal SFr. 6078 plus 7.6% MWST SFr. 462 Total Becken SFr. 6500Pflanzbeete Blähton Ricoter 250 8 SFr. 16 SFr. 127 Landi Variante Eternitbecken 2 SFr. 230 SFr. 460 Variante Kunstoffbecken 2 SFr. 125 SFr. 250 Variante Blechtrommel 60 cm Durchmesser 66 0 SFr. 185 SFr. 0 Pit Altwegg Tankverschraubung 4 SFr. 25 SFr. 100 GVZ-Bolltec Spaghettibewässerung 4 SFr. 15 SFr. 60 GVZ-BolltecKieskofferbeet(optional) Dachlatten für Beetrahmen 4*0.2*0.02 3 SFr. 10 SFr. 30 Coop Bau und Hobby Kies gewaschen 16-32mm 500 0.016/0.032 1 SFr. 34 SFr. 34 Kieswerk Transportkosten Kies 1 SFr. 300 SFr. 300 Kieswerk Pflanzenerde mit hohem Skelettanteil 100 1 SFr. 20 SFr. 20 LandiSicherheit Schutzgitter, feinmaschig zur Abdeckung 2 SFr. 18 SFr. 36 Coop Bau und HobbyPflanzenaufhängung Holz, Beton, Metallplatten, Schrauben, Plane 1 SFr. 400 SFr. 400 Coop Bau und Hobby& SchattierungStrom Wasserfeste Steckdose in Anlagennähe (sehr variabel) ElektromonteurPflanzenmaterial Verschiedene Gemüsepflanzen, Salate und Küchenkräuter SieheFische Egli, Regenbogenforellen FischliferantenlisteTotal SFr. 8318Tabelle 5: Lieferantenliste HallerGeschäft Strasse Ort Tel Mail WebsiteLandi http://www.landi.chCoop Bau und Hobby http://www4.coop.ch/bauundhobbyKoi+Teichcenter GmbH, Peter Boehrer Weierwis 6 9213 Hauptwil info@koi-teich.ch www.koi-teich.chPit Altwegg blühende Gärten 9306 Freidorf 071 455 19 09 info@altwegg-garten.ch www.altwegg-garten.ch/ 25
  26. 26. 4.5. Systembeschreibung und Projektstand Anlage HSWUm einen ersten Überblick zur entwickelten Aquaponic-Anlage an der Hochschule Wädenswil zu ge-winnen, wird das System an sich sowie die verwendeten Komponenten kurz beschrieben.Tabelle 6: Systembeschreibung der Anlage HSWName der Anlage: Anlage HSW Herkunft: SchweizDas in den Boden eingegrabene Fischbecken ist mit einem Absetzbecken verbunden. Die beiden Pumpen befördernden obersten Teil des Wassers im Absetzbecken zum ersten Pflanzbeet. Von dort fliesst es passiv zum zweitenPflanzbeet und via Fliessrinne zurück ins Fischbecken. Das schlammhaltige Abwasser im unteren Teil des Absetz-beckens wird in ein bepflanztes Kieskofferbeet geleitet.Um die Kulturbedingungen der Gemüsepflanzen zu optimieren wird ein Draht über die Pflanzenmodule gespannt, derbeidseitig von hölzernen Zweibeinen gestützt wird.Wasserverteilung: Pflanzbeet mit Horizontalfluss und Fliess-rinneWasserreinigung: Absetzbecken sowie Pflanzbeete undFliessrinne als BioflterBeckengrösse: 600 LiterPumpleistung: 2 Pumpen mit je 2000 lt./StdMaximale Produktion: zu testenPflanzfläche: 9 m2Verwendetes Substrat: BlähtonVerwendete Pflanzen: Zucchini, Gurke, Buschbohne, Okra, Abbildung 15: Anlage HSWTomate, Salat, Basilikum und Mini Pak-ChoiEmpfohlene Fischart: Egli und RegenbogenforellePlatzbedarf total: 21 m2Bau- und Betriebsanleitung: JaKosten: 2200 CHFKontaktpersonen:a.graber@hsw.chmatthias.frei@ui05.hsw.cholivier.hartmann@ui05.hsw.chBesonderes:Automatischer Wassereinfluss bei zu tiefem Wasserstand Abbildung 16: Fliessrinne und Kaskade 26
  27. 27. Bei der Anlage HSW wird das Wasser auf den höchsten Punkt im System gepumpt. Dieser Höhen-unterschied wird ausgenutzt, damit das Wasser kaskadenartig und ohne weitere Energiezufuhr in dasFischbecken zurückfliessen kann.Durch den Einstau des Wassers in den beiden Pflanzbeeten kann auf eine aufwändige Wasser-verteilung verzichtet werden. Zudem erhöht das stehende Wasser im Pflanzenbereich die Betriebs-sicherheit. Mit dem Bau der Aquaponic-Anlage HSW wird gezeigt, dass Kulturpflanzen auch imstehenden Wasser Wurzeln bilden und wachsen.Die Abbildungen 15 und 16 zeigen die Wurzelbildung in den Pflanzbeeten und in der Fliessrinne nachacht Wochen Kulturzeit. Abbildung 17: Tomatenpflanze Abbildung 18: BuschbohneOb die Pflanzen im Kieskofferbeet ihre Wurzeln durch die Steine hindurch bis zum nährstoffreichenAbwasser bilden können, ist nach zwei Wochen Kulturzeit noch nicht bekannt. Zum Anwachsen ist dieBewässerung des Wurzelballens nötig. Es ist besser wenn die Kräuter und Gemüsepflanzen nicht imSommer, sondern im Frühling oder Vorwinter eingepflanzt werden.Das Verstecken der Wasserrohre und weiterer technischer Einrichtungen mit Erde, Gras und Steinenwertet die Anlage ästhetisch auf. Sie ist dadurch besser in den Garten integriert und erscheint nicht alsstörender Fremdkörper. 27
  28. 28. 4.6. Bauanleitung Anlage HSW 4.6.1. StandortwahlBei der Wahl des Standortes müssen im Voraus einige Punkte abgeklärt werden, damit das Projektreibungslos aufgebaut und betrieben werden kann.Für den Bau der beschriebenen Anlage wird eine Baufläche von 21 m2 beansprucht. Optimal ist einmeterbreiter begehbarer Streifen um die Anlage herum damit die Wartung angenehm durchgeführtwerden kann.Es ist empfehlenswert die regional verschiedenen Bauverordnungen zu überprüfen, da teilweiseHöhenbeschränkungen und Mindestabstände zum Nachbarsland Folgeprobleme verursachenkönnen.Ein flaches Terrain ist für den Bau optimal. Hanglagen können zum erreichen des Niveauunter-schiedes auch gut sein, sind aber baulich schwieriger. Kleinere Unebenheiten stellen kein grossesProblem dar, da mit dem Aushub des Fischbeckens das Gelände leicht nachmodelliert werden kann.Weiter ist es wichtig, den Tagesverlauf der Sonne zu beachten. Optimal ist ein Platz mitPflanzenbeetbeschattung zur Mittagszeit damit der Blähton und somit das Wasser nicht zu starkerwärmt werden. Das Fischbecken liegt optimalerweise den ganzen Tag im Schatten, dies kann aberauch durch künstliche Schattierungen gewährleistet werden.Aufwändig und teuer können die für die Anlage benötigten Strom- und Wasseranschlüsse werden.Beide müssen in der Nähe des Fischbeckens sein oder dahin verlegt werden. Weiteres zur Stanort-wahl erfahren Sie im Kapitel „Verbesserungsvorschläge für den Standort“.Zusammengefasste Punkte zur Vorabklärung der Standortverhältnisse: - Beanspruchte Baufläche 21 m2 , plus 1 m Randstreifen um die Anlage herum - Baubewilligung oder Absprache mit dem Nachbarn nötig? - Sonne-/Schattenverhältnis über einen ganzen Sommertag beobachten. - Hanglage und Unebenheiten im Gelände beachten - Frischwasseranschluss - Stromanschluss mit mindestens 3 spitzwasserfesten Steckdosen und FI-Schutzschalter 4.6.2. ZeitaufwandDer Selbstbau einer Aquaponic-Anlage ist zeitintensiv und benötigt auch im Betrieb eine regelmässigeBetreuung. Der Heimanwender muss sich im Klaren sein, dass der Betrieb beispielsweise auch in derFerienzeit gewährleistet sein muss und in dieser Zeit nicht jedermann die Anlage ohne Einführungüberwachen und bei Notfällen reagieren kann. Genaueres zum Betriebsaufwand erfahren Sie in derBetriebsanleitung in Kapitel 4.8. 28
  29. 29. 4.6.3. WerkzeugFür den Bau wird nur Material benötigt, welches die meisten Hobbygärtner und Heimwerker bereitsbesitzen (Tabelle 7).Tabelle 7: WerkzeuglisteHolzbearbeitung Erdarbeiten Verschiedenes MesswerkzeugBohrmaschine Schaufel Vorschlaghammer DoppelmeterBohraufsatz mit Schraubeinsätzen Spaten Beisszange WasserwageHolzbohrer Pickel Rohrschneider oder Metallsäge für PVZ-RohreKreisbohrer 5cm Erdrechen RohrzangeHolzsäge SchubkarreHammerDoppelmeterWasserwageSchraubenschlüsser (für 6-Kantschrauben) 4.6.4. Einkauf der BaumaterialienIn der Einkaufsliste sind die Materialien nach Lieferant geordnet und können so einfach besorgtwerden. Sollten einige Komponenten der Anlage anders geplant oder weggelassen worden sein,können diese Teile, in der Materialliste (Bauteile nach Anlagenkomponenten) erkannt und auf derEinkaufsliste gestrichen werden (siehe auch unter Tipps für den Selbstversorger).Tabelle 8: EinkaufslisteLiferant Menge Material Volumen in L Masse in mAquarienhandel 2 Pumpe 2000l/hCoop Bau undHobby PVC-Rohr, grau, 5cm Durchmesser 1 45°Winkel 4 90° Winkel 3 Y-Stück 2 Gerade 0.5 8 Gerade 1 Dachrinne 1 Dachrinne braun 2.5 1 Endstück 1 Schutzgitter (passend zur Dachrinne) 2.5 Holz 9 Dachlatten 3*0.2*0.02 12 Kantholz 2.5*0.05*0.025 2 Pavatexplatte 2.5*1*0.005 2 Pavatexplatten 2*1*0.005 Verschiedenes 1 Draht 21 4 Drahtspanner 1 Gartenschlauch (für Frischwasserzufuhr) 2 Gartenschlauch (passend zu Pumpenstutzen) 2 29
  30. 30. 1 Mülleimer (Pusch-Eimer royal-blau) 50 1 Schutzgitter, feinmaschig 1*1 1 Teichfolie 13*1.5 Verschiedene Gemüsepflanzen, Salate und Küchenkräuter Kleinmaterial 1 Nägel 2cm 1 Schrauben 5cm 4 Schrauben mit Unterlagscheiben und MutternElektromonteur Wasserfeste Steckdose in AnlagennäheGVZ 1 Fischbecken 600 1 Gummidichtungen 3 TankverschraubungKieswerk 1 Bollensteine 1.18 t 750 1 Kies gewaschen 16-32mm 500 0.016/0.032Koi TeichcenterBöhrer 1 Schieber Kunststoff zweiseitig 50 mm InnenanschlussLandi 20 Blähton Ricoter braun in 25L Säcken (besser 50 L Säcke) 25 1 Pflanzenerde mit hohem Skelettanteil 100 1 Pumpenkessel 5Sanitär 1 Einlaufschwimmer 1 evt. WasserzählerSieheFischliferantenliste Egli, ForellenFaser-Plast AG 1 Luftpumpe 4.6.5. Bauablauf nach StichwortenVorbemerkung: Der Bauplan geht von einem flachen Boden aus, sollte dies nicht der Fall sein, mussein Referenzpunkt für das vorgesehene Beckenniveau gesetzt werden. In unserem Fall gehen wir vomWasserniveau als Referenzpunkt aus, welches 10 cm unter der Erdoberfläche liegt.Für die Elemente, die mit einem Stern (*) gekennzeichnet sind, wurden im Kapitel 5.1 Vorschläge fürverbesserte oder weitere Bauvarianten beschrieben. 30
  31. 31. Fisch- /Absetzbecken 1. Ausmessen und Abstecken der Grundfläche und der einzelnen Komponenten nach Bauplan: Kieskoffer, Fischbecken, Absetzbecken, Kaskade, Fliessrinne 2. Ausheben von Kieskoffer, Fischbecken und Absetzbecken, den Aushub direkt auf der Kaskadenfläche deponieren 3. Untergrund begradigen, Fischbecken einpassen 4. Loch für Überflussrohr im Fischbecken bohren (5 cm Durchmesser) und das Rohr durchste- cken, muss nicht abgedichtet werden, da Verluste auf diesem Wasserniveau kein Problem darstellen (Bohrlochmitte: 4.5 cm unter der Oberkante des Beckens) 5. Loch am Absetzbeckenboden bohren (5 cm Durchmesser) * ,Tankverschraubung am Absetzbeckenboden anbringen und Kieskoffer-PVZ-Rohre montieren (Dichtungen nicht vergessen) 6. Loch für die Tankverschraubung im Fischbecken und Absetzbecken bohren, Rand des Fischbeckens absägen und schleifen. 7. Tankverschraubung zwischen Fischbecken und Absetzbecken anbringen (Dichtungen zwischen den Becken nicht vergessen) 8. Loch für Stromkabel und Pumpenleitungen in den Absetzbecken-Deckel bohren (5 cm Durchmesser) 9. Pumpenkessel mit an die Wand schrauben, damit die Höhe fixiert ist. Auf die Abdichtung achten! Das Niveau ist hier sehr wichtig und sollte 2-4 cm unter Normal-Wasserstand sein. Es muss beim Testbetrieb dringend darauf geachtet werden dass sich das Wasserniveau höchs- tens um +- 5 mm verschiebt. Sollte das Wasserniveau unter die Pumpenkesselkante sinken, laufen die Pumpen im Trockenen und gehen kaputt.1 2 4 55 6 7Abbildung 19: Einbau von Fisch- und Absetzbecken. Nummern beziehen sich auf Arbeits-schritte im Text. 31
  32. 32. Kieskoffer * 1. Kieskoffergrund begradigen 2. Rohre (5 cm PVC) und Schieber provisorisch legen und zusägen 3. Rohre zusammenstecken, Enden mit Gitter verschliessen (weniger Verstopfungsgefahr) 4. Holzrahmen bauen und die nötigen Löcher mit Kreisbohrer und Säge anfertigen 5. Kies erst nach den ersten Versuchen mit Wasser einfüllen, damit noch einfach Änderungen vorgenommen werden können 2, 3 3, 4 5 Kieskoffer nach der FertigstellungAbbildung 20: Bau des Kieskoffers. Nummern beziehen sich auf Arbeitsschritte im Text. 32
  33. 33. Kaskaden 1. Kaskade mit Schnüren abstecken und mit dem Aushub und Steinblöcken modellieren: 2. Kaskadenoberkante 1: 40 cm über dem Wasserniveau 3. Kaskadeoberkante 2: 30 cm über dem Wasserniveau 4. Holzrahmen für Kaskaden bauen (* mit Holzboden) 5. Holzrahmen Kaskade 1 einpassen: 55 cm über dem Wasserniveau 6. Holzrahmen Kaskade 2 einpassen: 45 cm über dem Wasserniveau 7. Überläufe Aussägen (* oder Vorderwand von Anfang an weglassen wenn mit einem Holzboden gearbeitet wird) 8. Folie einpassen befestigen und grob zuschneiden1-7 8Abbildung 21: Bau der Kaskaden. Nummern beziehen sich auf Arbeitsschritte im Text. 33
  34. 34. Fliessrinne 1. Bauen des Fliessrinnenkastens * 2. Fliessrinnenuntergrund nachmodellieren, Kasten aufsetzen, Neigung längs und seitlich prüfen. 3. Höhe Einlauf: 20 cm über dem Wasserniveau 4. Höhe Beckeneinlauf: 10 cm über dem Wasserniveau 5. Teichfolie einpassen, auflegen und unter der Rinne einklemmen, nicht befestigen damit die Einstauschwellen variabel unter die Folie gelegt werden können 6. Mipexfolie zuschneiden, auf einer Seite befestigen, auf der anderen Seite nur unter die Rinne klemmen 7. Beckeneinflusskanal bauen, so dass später eine Rundströmung im Fischbecken entsteht 1-5 5 6 7Abbildung 22: Bau der Fliessrinne. Nummern beziehen sich auf Arbeitsschritte im Text.DachrinneDachrinne einpassen, Folie vom Kaskadenauslauf einklemmen, Gefälle prüfenAbbildung 23: Eipassen der Dachrinne 34
  35. 35. PflanzenaufhängungenAufhängung bauen: Dachlatten bohren, verschrauben, Löcher im Boden vorbereiten, 2-Beine in denLöchern befestigen, Spannpflöcke einschlagen, Drähte auf beiden Seiten mit Drahtspannern spannen.Abbildung 24: Bau der PflanzenaufhängungTestlauf 1. Tankschwimmer mit Wasseranschluss am Beckenrand befestigen 2. Beckenniveau mit Tankschwimmer einstellen 3. Pumpen im Absetzbecken anbringen und Schläuche zur Kaskade ziehen 4. Wasserfluss testen 5. Kieskofferfunktion testenFertigstellung 1. Kieskoffer mit Kies und Erdsubstrat füllen (siehe Kieskoffer) 2. Blähton leicht auswaschen und in die Beete füllen 3. Löcher für die Setzlinge in Fliessrinnen-Mipexfolie schneiden oder brennen, die Folie auf einer Fliessrinnenseite befestigen, auf der anderen Seite unter dem Rahmen festklemmen 4. Kaskadenfolien am Rahmen richtig befestigen, Reste abschneiden und die Aussenseiten der Kaskaden mit Steinblöcken ausschmücken 5. Beckengitter mit den nötigen Aussparungen bauen 6. Pflanzen in Blähton und Fliessrinne einsetzen und hochbinden 7. Sollte die Mipexfolie ins Wasser kommen, mit Pflanztöpfen oder Holzlatten unterlegen 35
  36. 36. Abbildung 25: Ansicht der fertig gestellten Anlage HSW 36
  37. 37. 4.7. Systembeschreibung und Projektstand Anlage HallerIn Eigenarbeit hat Familie Haller den Standort des Fischbeckens hinter dem Gartenhaus vorbereitet.Das Begradigen der Gartenplatten gewährt einen sicheren Stand des Beckens. Zudem wurde alsSchattierungsmassnahme ein Sonnensegel gespannt.Abbildung 26: Vorbereiteter Platz für das Abbildung 27: Pflanzenbehälter (Haller 2007)Fischbecken (Haller 2007)Die verschiedenen Pflanzenmodule wurden durchbohrt und mit Rohren verbunden. Die Familie Hallerhat mit einem kleinen Becken und den Pflanzenmodulen bereits einen Wasserkreislauf erstellt.Aufgrund von Lieferschwierigkeiten fehlen noch das Fischbecken sowie die Filteranlage. Aus diesemGrund konnte die Anlage noch nicht fertig gestellt werden. Obwohl das System noch nicht installiertist, wird bereits ein Systembeschrieb in Tabellenform verfasst (Tab. 9).Nach Abschluss der Bauphase wird der Biofilmaufbau durch Zugabe von Ammoniumsulfat aktiviert.Gemäss Graber (2007 b) sollen 40 Egli à 150 Gramm einsetzt werden. Dies entspricht einerStartdichte von 3 kg/m3. Zur Erntezeit im Oktober wird eine Enddichte von ca. 4.5 m3 erreicht werden. 37
  38. 38. Tabelle 9: Systembeschrieb der Anlage HallerName der Anlage: Anlage Haller Herkunft: SchweizDas Wasser des Fischbeckens wird primär mit einer klassischen Filteranlage gereinigt. Das Abwasser der Filteranlagewird entweder in den nahe liegenden Gemüsegarten oder in ein Kieskofferbeet eingeleitet.Verschiedene Pflanzenmodule werden mit einem Tröpfchenbewässerungssystem versorgt. Der Rückfluss zum Fisch-becken erfolgt passiv. Eine Luftpumpe sorgt für einen ausreichend hohen Sauerstoffgehalt im Fischwasser.Wasserverteilung: TröpfchenbewässerungWasserreinigung: Partikel- und BiofilterBeckengrösse: 1800 LiterPumpleistung: 6500 lt./StdMaximale Produktion: zu testenPflanzfläche: 4 Pflanzbeete total 250 LiterVerwendetes Substrat: BlähtonVerwendete Pflanzen: Verschiedene TestpflanzenVerwendete Fischart: EgliBau- und Betriebsanleitung: Nur Betriebsanleitung Abbildung 28: Pflanzenbehälter (Haller 2007)Kosten: 8300 CHFKontaktpersonen: Susanne und Dieter Haller,ds.haller-brem@vtxmail.chBesonderes:Automatischer Wassereinfluss bei zu tiefem Wasser-stand 38
  39. 39. 4.8. Betriebsanleitung 4.8.1. Aktivierung des BiofiltersNach der Installation der Aquaponic-Anlage muss der Biofilter aktiviert werden. Gemäss FisheriesAquaRanch (2000) sind die beiden Bakterienarten Nitrosomas und Nitrobacter für die Ammonium- undNitritumwandlung verantwortlich. Durch die Zugabe von Pflanzendünger in das Fischbecken könnendiese Bakterien aktiviert werden. Damit der Biofilm gefüttert und die Pflanzen ausreichend gedüngtwerden, sollte im Beckenwasser 10 mg N/l (Stickstoff pro Liter) vorhanden sein. Mit einem produktivenWasservolumen von ca. 500 l werden insgesamt 6 g N benötigt. Da der N-Gehalt von Ammonium-sulfat im Pflanzendünger Wuxal 10 % beträgt, sollte das Fischbecken mit 50 ml Wuxal gedüngtwerden (Graber, 2007 b).Um die nitrifizierenden Bakterien zu füttern und um den Kulturpflanzen genügend Nährstoffe zurVerfügung zu stellen, muss zwei Mal wöchentlich das Wasser mit 50 ml Wuxal gedüngt werden. 4.8.2. Der Flussbarsch Der Flussbarsch (Perca fluviatilis), auch Egli genannt, kommt in ganz Mitteleuropa vor. Er kommt sowohl in fliessenden als auch in stehenden Gewässern vor. Er bevorzugt Stellen mit üppiger Ufervegetation und in das Wasser ragenden Bäumen, denn seine Streifenfärbung passt sich den vorherrschenden Lichtverhältnissen an. Das Egli ist ein winterharter Fisch, der auch kalteAbbildung 29: Der Flussbarsch Wassertemperaturen gut verträgt (Graber&Kunz, 2007).(Graber&Kunz, 2007) 4.8.3. Kauf des FischfuttersGemäss Graber (2006) ist das optimale Fischfutter für die Egliproduktion noch nicht gefunden worden.Die Hochschule Wädenswil importierte hochwertiges Eglifutter aus Dänemark. Da dies für denAquaponic-Betreiber zu teuer und umständlich ist, wird die Firma HOKOVIT in Bützberg (BE) alsAlternative zu den dänischen Firmen empfohlen. Unter der Internetadresse www.hokovit.ch/-silvercup/produkte.htm können die verschiedenen Produkte betrachtet werden.Je nach Fischgrösse wird ein anderes Fischfutter verwendet. Leider kann das Futter oftmals nur insehr grossen Mengen gekauft werden. Deshalb wird den Aquaponic-Benutzern empfohlen das Fisch-futter gleich beim Kauf der Fische von der jeweiligen Fischzucht zu beziehen. 4.8.4. Einsetzen der FischeBeim Einsetzen der Fische in das neue Becken muss sehr vorsichtig vorgegangen werden. Die Fischemüssen sich zuerst an die Umgebungstemperatur akklimatisieren. Deshalb wird der Plastiksack mitden Fischen zuerst eine halbe Stunde in das Beckenwasser gelegt. Zur besseren Sauerstoff- 39
  40. 40. versorgung sollte der Beutel dann geöffnet werden. Danach wird der Plastiksack schrittweise mitBeckenwasser gefüllt. Alle zehn Minuten lässt man rund zwanzig Prozent mehr Wasser in den Sack.Dabei wird das Verhalten der Fisch genau beobachtet. Wenn der Sack voll ist und die Fische kein auf-fälliges Verhalten zeigen, können sie im Becken freigelassen werden (Fisheries AquaRanch, 2000). 4.8.5. FischfütterungDer Futtereintrag in das Fischbecken sollte auf ein Maximum beschränkt werden. Eine permanenteÜberfütterung belastet das Wasser unnötig. Vermehrtes Algenwachstum, die Bildung von Mulm, sowieFischkrankheiten sind die Folge davon. Es wird nur soviel gefüttert wie innerhalb weniger Minutenrestlos und gierig verzehrt wird. Tendenziell werden Jungfische mehrmals täglich mit kleinen Futter-mengen gefüttert. Die adulten Tiere erhalten ein- bis zweimal täglich eine grössere Futtermenge(Fisheries AquaRanch, 2000).Herr Häberli füttert seine 100 Gramm schweren Regenbogenforellen mit einem Futterlevel von 2 %pro Tag. Dies bedeutet, dass die tägliche Futtermenge zwei Prozent der Gesamtfischmasse beträgt.Generell müssen junge Fische mit einem höheren Futterlevel gefüttert werden. Je grösser die Tierewerden, desto tiefer ist der Futterlevel. Dieser ist zusätzlich stark von der Wassertemperatur abhängig.Dem Hobbyfischzüchter wird empfohlen seine Fische nach folgendem Futterlevel zu füttern. Dieangegebenen Prozentzahlen sind Richtwerte (Graber, 2007 b).Abbildung 30: Empfohlener Futterlevel Fischgrösse < 8°C 8-14°C 14-17°C > 17°C < 10 cm 2.5 % 3% 4.5 % 3.5 % 10-18 cm 1% 1.5 % 2.5 % 2% > 18 cm 0.5 % 1% 1.5 % 1%Nach Bamert (2007) kann während der Fischfütterung die Gesundheit und Vitalität der Fischebeobachtet werden. Die Fresslust der Tiere wird beobachtet und im Fütterungsjournal notiert. Fressendie Fische das eingetragene Futter gierig, bedeutet dies, dass die Umweltbedingungen gut sind undkeine Erkrankungen vorliegen. 40
  41. 41. 4.8.6. Messen der WasserqualitätNeben dem Beobachten der Fresslust der Fische ist auch das Messender Wasserqualität ein wichtiger Arbeitsschritt in der Hobbyfischzucht.Der Heimanwender kann die Wassertests mit dem JBL Testlabkofferdurchführen. Das Messen der Wasserparameter Ammonium, Nitrit,Nitrat, pH und Phosphat wird im mitgelieferten Bedienungshandbuchkochbuchartig erklärt. Entnommene Wasserproben werden mit einerFarbtabelle verglichen und so kann die Stoffkonzentration bestimmtwerden. Abbildung 31: Der JBL Test-Der JBL Testlabkoffer kann via Internet bei einem Schweizer Aquaristik- abkofferShop für 175 CHF. bestellt werden.http://www.fpcs.ch/fischen/shop/details.php?id=902&kategorie=28&main_kat=3&start=0&nrAuf der folgenden Tabelle sind die wichtigen Wasserparameter bei der Egliproduktion zusammen-gestellt. Die Tabelle zeigt den Soll-Wert für die Egliproduktion (Graber, 2007) sowie die gemessenenKonzentrationen in der Anlage Häberli. Diese Konzentrationen wurden einerseits mit dem JBLTestlab-Koffer und andererseits mit dem Dr. Lange Photometer gemessen. Unter Gegenmassnahmenwird beschrieben, mit welchen Massnahmen der Betreiber bei Überschreiten des Soll-Wertesreagieren kann.Für einen einwandfreien Betrieb der Aquaponic-Anlage muss zudem die empfohlene Messhäufigkeiteingehalten werden. Mit dem Testlabkoffer kann der Sauerstoffgehalt im Wasser nicht gemessenwerden. Ein entsprechendes Messgerät ist für den Hobbyfischzüchter zu teuer.Tabelle 10: Überwachung der Wasserqualität Parameter Messhäufigkeit Soll-Wert JBL Photometer Gegenmassnahmen Temperatur Täglich < 30°C 21°C - Beschattung, Wasseraustausch pH Wöchentlich >7 7,5 - Zugabe von Salpetersäure oder <8 Kalilauge Ammonium Wöchentlich < 1 mg/l 0,6 mg/l 0,212 mg/l Weniger Fischfutter, Wasseraustausch Nitrit Wöchentlich < 0,2 mg/l < 1 mg/l 0,385 mg/l Nitrat Wöchentlich < 150 mg/l 50 mg/l 14,7 mg/l Mehr Pflanzen, Wasseraustausch Phosphat Wöchentlich - 1,5 mg/l 0,689 mg/l Sauerstoff Keine Messung 6-8 mg O2/l - - Luftpumpe 41
  42. 42. 4.8.7. FischgesundheitDie Gesundheit der Fische wird mit Hilfe einer Bewertungsskala überprüft. „Ein Fisch wird aus demFütterungsversuch ausgeschlossen, wenn er in zwei der fünf Kriterien eine 3 erfüllt, oder in einer derfünf Kriterien eine 4 erfüllt (Graber a, Ergänzungsantrag Ausmastversuch, 2006).Tabelle 11: Bewertungskriterien für die FischgesundheitBecken-Nr. SchädigungsgradKörperteil Aspekt perfekt leicht mittel schwer sehr schwer (4) (0) (1) (2) (3)Augen Pupille klar verkleinert - - - (bestehender Defekt) Hornhaut glatt weisse Trübung hervorstehender, offen, Auge Auge milchiger Buckel durchstochen ausgebissen, offene Augenhöhle Verhalten Fisch beobachtet Fisch findet Futter Augen sind starr, Fisch Fisch ist blind - (dreht die Augen nicht sofort, geht sieht aber noch zum Futter) nach Tast- statt SehsinnHaut hell, Querstreifen dunkle flächige Hautverfär- offene Wunde, offene Wunde, kaum sichtbar, Querstreifen, bungen, gerötete Stellen erkennbare die nicht innert Hautoberfläche einzelne Schuppen (Infektionsverdacht) Parasiten, weniger Tage glatt verletzt (fehlend) rasche Heilung verheilen kann erwartetFlossen Flossen- unbeschädigt leicht ausgefranst, stark ausgefranst, Flosse bis ganze Flosse ränder aber Flossenstrahlen verletzt, Fleischansatz fehlend, offene Flossenstrahlen Rand verdickt mit fehlend Wunde, die nicht nicht verletzt rötlichen Punkten (abgebissen innert weniger (Infektionsverdacht) oder Tage verheilen Parasitenfrass) kann , Nachwachsen erwartet (Aggression oder Parasitendruck verringert) Verhalten Flossen gestellt Flossen an Körper Flossenzucken - - angeklemmtSchwimm- ruhig, kommt nervös, scheu, Fische reiben sich an Seitenlage am Bauchseite nachverhalten sofort ans Futter sucht Deckung rauhen Oberflächen, Boden, oben, schwimmen ruckartig orientierungslo nur ses Atembewegung umhertaumelnVerletzungen keine - - behandelbare unheilbareKrankheiten1 Krankheit oder Verletzung Parasit(Graber, 2007 b) 42

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