Schaumbildung in einer Aquakultur

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5. Antwort auf die Fragestellungen Aquakultur Otelfingen Schaumbildung 5.1 Spielen fadenförmige Mikroorganismen bei der Schaumbildung eine Rolle? Die in den Schaumproben gefundene Zusammensetzung der Flora und Fauna entspricht derjenigen des Wassers in den Becken, es besteht also kein Unterschied zwischen Schaum und Wasser. Die grössere Konzentration an Algen in den älteren Schäumen könnte deren grössere Stabilität erklären. Da in den verschiedenen Schaumproben keine fadenförmigen Organismen ausgemacht werden konnten, können bakterielle Fadenbildner als Ursache des Schaumes ausgeschlossen werden. 5.2 Welchen Einfluss hat das Flockungsmittel? Es zeigte sich, dass sehr hohe Konzentrationen an Flockungsmittel zu einer erhöhten Schaumtendenz führen. Zetag 37 könnte also für einen Teil des Effekts der Schaumbildung verantwortlich sein, zumindest dann, wenn es dem Presswasser in grossen Mengen zugegeben wird. Es müssen aber auch noch andere Faktoren eine Rolle spielen, da auch rohes Presswasser zum Schäumen neigt. Bei kleinen Konzentrationen scheint alles Flockungsmittel genügend Partikel zu binden, so dass es ausfallen kann, daher hat es dann keine Auswirkung auf die Schaumbildung. Es ist festzustellen, dass das Wasser, das der Anlage nach dem Dekantiervorgang entnommen wurde, weniger geschäumt hat als das vor dem Dekantieren entnommene, was darauf hindeutet, dass beim Dekantieren ein Teil der schaumverursachenden Substanzen aus dem System entfernt wird. 5.3 Welchen Einfluss haben Temperatur und Luftfeuchtigkeit? 5.3.1 Rolle der Temperatur Die Schaumbildung ist um so stärker, je tiefer die Temperatur ist. Dieses Resultat entspricht den Beobachtungen in der Aquakultur. Ausserdem ist zu vermuten, dass die Schaumtendenz und –stabilität bei 4°C ein Maximum erreicht, da hier das Dichtemaximum des Wassers liegt und damit auch die Viskosität des Wassers am höchsten ist. Die Viskosität wirkt schaumstabilisierend. 5.3.2. Einfluss der Luftfeuchtigkeit Es wurde beobachtet, dass die Schaumbildung in der Nacht und bei kalten Temperaturen stärker ist als bei Tag und Wärme. Ausserdem zerfällt der in der Nacht gebildete Schaum am Tag wieder. Es ist vermutet worden, dass dies mit der Temperatur zusammenhängt. Da Temperatur und Luftfeuchtigkeit den gleichen Tagesgang haben, könnte auch die Feuchtigkeit für den Effekt verantwortlich sein: In der Nacht und bei Kälte liegt die Luftfeuchtigkeit nahe bei 100%, daher verdunstet kein Wasser in den Becken, keine diffundierenden Wassermoleküle vermögen den Schaum zu zerstören. 29
Aquakultur Otelfingen Schaumbildung Am Tag ist die Luft nicht mit Wasser gesättigt, daher ist die Evaporation und damit die Diffusion der Moleküle viel höher; dies führt möglicherweise zu einer Zerstörung der Schaumschicht. 5.4 Spielt die Wasserhärte eine Rolle? Entgegen den Erwartungen wurde der Schaum durch die Zugabe von Calciumchlorid (CaCl 2 ) nicht destabilisiert, sondern sogar stabilisiert. Natürlich war die Dosierung bezüglich der Aufkalkung übertrieben (+ 45 fH), doch es war nun wichtig, zu wissen, ob die Ca 2+ -Ionen eine Verstärkung der Schaumtendenz herbeiführen. Wie der Versuch mit Calciumcarbonat (Ca- CO 3 ) zeigt, scheint die Verstärkung des Schäumens bei der Zugabe von Calciumchlorid nicht mit der Konzentration der Ca 2+ -Ionen zusammenzuhängen, da hier die Schaumbildung unabhängig von der Konzentration von Calciumcarbonat war. Es lässt sich daraus schliessen, dass die Konzentration der Ca 2+ -Ionen keinen signifikanten Einfluss auf die Schaumbildung hat, sie kann durch ihre Zugabe nicht verhindert werden. Für das stärkere Schaumen und die grössere Stabilität des Schaumes im ersten der beiden Versuche müssen die Cl - -Ionen verantwortlich sein. 5.5 Gehören die Schaumbildner einer bestimmten Grössenklasse an? Der Versuch mit Après-Bio aus dem Becken M1b ist nicht sehr aussagekräftig, da bereits das ungefilterte Wasser kaum Schaumtendenz aufwies und als Folge natürlich auch die verschiedenen Filtrate kaum schäumten. Bei den Versuchen mit Presswasser und Vor-Bio schien es zuerst, als ob alle schaumbildenden Substanzen mit einem Filter von 5 m herausfiltriert werden könnten. Doch bei noch feiner filtrierten Lösungen nahm die Schaumtendenz wieder zu, was darauf hindeutet, dass in diesen Filtrationsschritten einige der schaumverhindernden Stoffe im Filter zurückgehalten wurden, während gewisse Schaumbildner und –stabilisierer in der Lösung verblieben. Aufgrund des Aussehens des Schaumes bei 0.45 m und 0.2 m könnte es sein, dass das Resultat durch Verunreinigungen (Waschmittelrückstände) in den Bechergläsern verursacht wurde. Da der Effekt aber in allen Versuchen auftrat und im zweiten und dritten Experiment die Glaswaren aufgrund der Erfahrungen aus dem ersten Experiment zuerst sorgfältig gereinigt wurden, ist die Chance klein, dass eine Verunreinigung die Ursache ist. Daher kann man folgern, dass die schaumverursachenden Substanzen in verschiedenen Grössenklassen zu suchen sind. Die Huminsäure, die vermutlich für einen Teil des schaumbildenden Effekts verantwortlich ist, ist in den feinsten Filtraten nicht mehr vorhanden (die Filtrate sind praktisch farblos, also kann die braune Huminsäure nicht mehr vorhanden sein). Kleine Proteine oder Fettsäuren sind aber weiterhin vorhanden und sorgen, da keine neutralisierenden Stoffe mehr vorhanden sind, für eine erneute starke Schaumbildung. Im weiteren zeigt der Versuch, dass Presswasser viel mehr schäumt als Vor-Bio, was darauf hindeutet, dass beim Dekantieren ein Teil der Schaumbildner ausgefällt wird. Auch die biologische Behandlung scheint einen gewissen Einfluss zu haben, da das Après-Bio noch weniger schäumt. Die Tatsache, dass das Wasser in M1b nicht mehr schäumt, ist aber vermutlich darauf zurückzuführen, dass während den Wintermonaten keine Beschickung der Aquakulturanlage mit neuem Wasser stattfand, so dass die Aufenthaltszeit des Wassers in den einzelnen Becken sehr lange war. Dies führte dazu, dass viele Stoffe sedimentieren konnten, so unter anderem auch die schaumverursachenden Partikel. Diese These wird durch die Tatsache bestärkt, dass am Boden der Becken nach den Wintermonaten eine Sedimentschicht vorhanden war. 30
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