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Beitrag
<blockquote data-quote="Jörg H." data-source="post: 634134" data-attributes="member: 13820"><p>Moin,</p><p></p><p>ohne verlässliche Messergebnisse kann man keine fundierte Aussage treffen.</p><p>Mit den üblichen Tröpfchentests wird das eher nichts.</p><p></p><p>Vor ein paar Jahren habe ich mich mit diesem Thema mal genauer beschäftigt.</p><p>Hier mal eine (wenig bearbeitete) Kopie von damals. Vielleicht sind ein paar brauchbare Hinweise zur O²-Sättigung usw. für Euch dabei!? Im Original hatte ich noch ein paar Bilder und noch mehr Text. </p><p>Es ist ein sehr komplexes Thema.</p><p></p><p>Ich beschreibe euch meinen Frischluft-Blasensäulen-Abstromreaktor</p><p>und ein paar Testergebnisse kann ich präsentieren.</p><p></p><p>Die optimale Belüftung einer Innenhälterung ist sehr wichtig, da die Sauerstoffzehrung durch Fische und organische Substanzen im Becken und insbesondere im Bio-Filter sehr hoch ist. Für Innenhälterungen scheidet die natürliche O²-Anreicherung durch die Photosynthese mangels grüner Wasser-Pflanzen und Sonnenlicht aus. Der Gasaustausch an der kleinen und relativ unbewegten Wasseroberfläche ist zu gering. Hier ist folglich eine zusätzliche Belüftung zwingend notwendig. </p><p></p><p>Ich möchte die Gassättigung im Wasserkörper (WK) auf 100 % bringen und halten. Ganz einfach… und nicht mehr und nicht weniger.</p><p>Der Einsatz von reinem Sauerstoff kommt für mich - aus verschiedenen Gründen - nicht in Frage (Begündung siehe unten).</p><p></p><p>Ich bin mir im Klaren darüber, dass man mit normaler Belüftung auch immer große Mengen Stickstoff in den WK einträgt. Stickstoffgas ist aber reaktionsträge (Inertgas) und hat unter `normalen` Umständen, in einer Innenhälterung, keinen großen Einfluss auf die Vorgänge im Wasser. Normale Umstände bedeutet, dass ich meine Schwerkraftanlage ohne Überdruck im gesamten System betreiben möchte. Wichtig ist, dass das Wasser im freien Austausch mit der Luft steht. So schließe ich eine Gefahr von Mikroembolien (Gasbläschenerkrankung der Fische durch Stickstoffübersättigung) weitestgehend aus. </p><p></p><p>Bisher hatte ich zur Belüftung verschiedene Membranpumpen (Leistung bis 200 L/Std) mit bis zu sechs Keramik-Ausströmern in der Filterkammer und im Becken. Fünf Ausströmer verteilt innerhalb der Biokammer und ein weiterer `Blubberstein` bei den Fischen. Zonen mit stark unterschiedlichen Sauerstoffkonzentrationen und anaerobe Verhältnisse kamen in meiner Hälterung nicht vor und es hat in den vergangenen Jahren eigentlich auch so funktioniert.</p><p>Ich wollte einfach mal genau wissen was da abgeht.</p><p>Mit meinem einfachen Frischluft-Blasensäulen-Abstromreaktor will ich die optimale, die maximale Gassättigung erreichen. Gleichgültig bei welcher Temperatur und bei welchem Salzgehalt auch immer. <img src="https://cdn.jsdelivr.net/joypixels/assets/8.0/png/unicode/64/1f642.png" class="smilie smilie--emoji" loading="lazy" width="64" height="64" alt=":-)" title="Smile :-)" data-smilie="1"data-shortname=":-)" /> </p><p></p><p>Also los.</p><p></p><p>Im Reaktor zwinge ich den WK und die Luft dazu sich im Gegenstrom gründlich auszutauschen.</p><p>Bei diesem Zusammentreffen im Abstrom-Bereich wird die Grenzfläche (der Grenzfilm/ die Oberfläche) die Kontaktzeit und die Bewegung zwischen Wasserkörper und der Luft erhöht.</p><p></p><p></p><p>Die eingepumpte Frischluft verteilt man am besten auf viele, viele, feine Bläschen. So entsteht eine wesentlich größere Kontaktfläche. Damit wir eine Vorstellung davon bekommen, stellen wir uns jetzt mal ein Luftvolumen von nur einem Liter vor. </p><p>Man kann daraus theoretisch 10000 Luftblasen, mit einem Durchmesser von 5mm und einer Gesamtoberfläche von 1,2m² erzeugen.</p><p>Oder eine Millionen kleiner Blasen, mit 1mm Durchmesser und 6m² Oberfläche.</p><p>Oder aber eine Milliarde Bläschen von 0,1mm, mit einer Oberfläche von zusammen 60m².</p><p>Im Salzwasser werden mit einfachen Mitteln Blasengrößen von nur etwa 0,5 mm Durchmesser erzielt, während im Süßwasser mit den gleichen technischen Mitteln 5mm große Blasen entstehen. (nach Sander,1998)</p><p></p><p>Die Größe der erzeugbaren Gasbläschen hängt von einer ganzen Reihe verschiedener Faktoren ab. Ich zieh hier nur die klassischen Ausströmer in Betracht. Es gibt sie in allen Größen und aus verschiedenen Materialien. Neben Keramikausströmern gibt’s Ausströmer auch aus Glas, Stein und Holz. Holzausströmer aus Lindenholz sollen die feinsten Bläschen erzeugen. Leider verändern sie im Wasser bald ihre Struktur und die Nutzungsdauer ist vergleichsweise kurz (nur einige Wochen).</p><p>Je kleiner die Bläschen, desto langsamer ihr Aufstieg, bzw. je größer die Blasen, desto größer ihre Steiggeschwindigkeit. Dies wiederum verkürzt ihre Kontaktzeit mit dem Wasser.</p><p>Die reduzierte Kontaktzeit kann durch die Erhöhung des Luftstromes etwas ausgeglichen werden. Dies erfordert aber mehr Leistung und ist dennoch nicht sehr effektiv.</p><p></p><p>Mit dem Gegenstrom lässt sich die Kontaktzeit einfach erhöhen, indem man das Wasser von oben und die Luftbläschen von unten in eine gleichmäßige Gegenströmung versetzt. Ideal wäre ein längerer Schwebezustand der aufstrebenden feinen Bläschen. Mein Reaktor-Prototyp, aus einem 100mm Plexiglas-Rohr , eignete sich nur bedingt. Der Rohrquerschnitt war zu eng und ich musste die Leistung meiner Wasserpumpe (max 10000l/h) entsprechend drosseln.</p><p>Die zweite Version besitzt nun einen Durchmesser von 150mm. Hierin stehen die Kräfte in einem besseren Gleichgewicht. Im Reaktor befinden sich derzeit noch zwei runde Keramikausströmer.</p><p>Damit ist das Funktionsprinzip des druckarmen Frischluft-Gegenstrom-Reaktors in meiner Schwerkraftanlage eigentlich erklärt.</p><p>Version 1 Bild</p><p></p><p>(Version 2 160mm Bild)</p><p></p><p></p><p>Jetzt zu meinen ersten Ergebnissen.</p><p></p><p>Ich musste einige Korrekturwerte mit berücksichtigen. Darum erst ein paar zwingend notwendige Erläuterungen, damit ihr meine Angaben ggf. auch überprüfen könnt. Da muss man durch.</p><p></p><p></p><p>Das `QNH` ist ein auf Meeresniveau korrigierter Luftdruck, bei mittlerem Druckverhältnissen, gemäß den Werten der Standartatmosphäre.</p><p></p><p>Mein Messgerät (Voltcraft Do-100) zeigt mir nur den im Wasser gelösten Sauerstoffgehalt in Milligramm pro Liter (mg/l) an und zeitgleich die Temperatur. Mehr nicht.</p><p></p><p>Die max. Sättigungswerte von Sauerstoff in Wasser, bei verschiedenen Temperaturen, beziehen sich auf das o.a. QNH (nach Werner.H.Bauer)</p><p></p><p>Mein Keller liegt in etwa 900m Höhe. Zur Berechnung der exakten, maximalen Löslichkeit benötige ich den aktuellen Luftdruck, reduziert auf Meereshöhe, unter Berücksichtigung der atmosphärischen Verhältnisse am Messpunkt. Für `Wetterfrösche` ist das das QFF. Ich berechne daraus den Korrekturwert in Prozent.</p><p></p><p>Das QFE ist der auf die tatsächliche Meßhöhe reduzierte Luftdruckwert.</p><p></p><p>Eigentlich bräuchte ich noch den Schweredruck des Wassers am Ort der Lufteinblasung und den durch die Luftpumpe erzeugten Gasdruck. Hier in einem Meter Wassersäule (mWS) etwa 0,10 bar und einen Korrekturwert für die etwas geringere Löslichkeit der Luft in etwas salzhaltigem Wasser (derzeit in der Hälterung 2,5 bis 3 g/L NaCl). Ich hab kurzfristig und eigenmächtig mal beschlossen, dass sich diese Werte gegenseitig aufheben.</p><p></p><p>Man kann auch alles übertreiben. Ich könnte aber ggf. noch die Sauerstoffzehrung im WK (durch Fische und Filterbiologie) zwischen Generator und dem Messpunkt einbeziehen. Mein Messpunkt liegt an einem ruhigen Plätzchen im Fisch-Becken.</p><p></p><p>Teil 2 (siehe unten)</p></blockquote><p></p>
[QUOTE="Jörg H., post: 634134, member: 13820"] Moin, ohne verlässliche Messergebnisse kann man keine fundierte Aussage treffen. Mit den üblichen Tröpfchentests wird das eher nichts. Vor ein paar Jahren habe ich mich mit diesem Thema mal genauer beschäftigt. Hier mal eine (wenig bearbeitete) Kopie von damals. Vielleicht sind ein paar brauchbare Hinweise zur O²-Sättigung usw. für Euch dabei!? Im Original hatte ich noch ein paar Bilder und noch mehr Text. Es ist ein sehr komplexes Thema. Ich beschreibe euch meinen Frischluft-Blasensäulen-Abstromreaktor und ein paar Testergebnisse kann ich präsentieren. Die optimale Belüftung einer Innenhälterung ist sehr wichtig, da die Sauerstoffzehrung durch Fische und organische Substanzen im Becken und insbesondere im Bio-Filter sehr hoch ist. Für Innenhälterungen scheidet die natürliche O²-Anreicherung durch die Photosynthese mangels grüner Wasser-Pflanzen und Sonnenlicht aus. Der Gasaustausch an der kleinen und relativ unbewegten Wasseroberfläche ist zu gering. Hier ist folglich eine zusätzliche Belüftung zwingend notwendig. Ich möchte die Gassättigung im Wasserkörper (WK) auf 100 % bringen und halten. Ganz einfach… und nicht mehr und nicht weniger. Der Einsatz von reinem Sauerstoff kommt für mich - aus verschiedenen Gründen - nicht in Frage (Begündung siehe unten). Ich bin mir im Klaren darüber, dass man mit normaler Belüftung auch immer große Mengen Stickstoff in den WK einträgt. Stickstoffgas ist aber reaktionsträge (Inertgas) und hat unter `normalen` Umständen, in einer Innenhälterung, keinen großen Einfluss auf die Vorgänge im Wasser. Normale Umstände bedeutet, dass ich meine Schwerkraftanlage ohne Überdruck im gesamten System betreiben möchte. Wichtig ist, dass das Wasser im freien Austausch mit der Luft steht. So schließe ich eine Gefahr von Mikroembolien (Gasbläschenerkrankung der Fische durch Stickstoffübersättigung) weitestgehend aus. Bisher hatte ich zur Belüftung verschiedene Membranpumpen (Leistung bis 200 L/Std) mit bis zu sechs Keramik-Ausströmern in der Filterkammer und im Becken. Fünf Ausströmer verteilt innerhalb der Biokammer und ein weiterer `Blubberstein` bei den Fischen. Zonen mit stark unterschiedlichen Sauerstoffkonzentrationen und anaerobe Verhältnisse kamen in meiner Hälterung nicht vor und es hat in den vergangenen Jahren eigentlich auch so funktioniert. Ich wollte einfach mal genau wissen was da abgeht. Mit meinem einfachen Frischluft-Blasensäulen-Abstromreaktor will ich die optimale, die maximale Gassättigung erreichen. Gleichgültig bei welcher Temperatur und bei welchem Salzgehalt auch immer. :-) Also los. Im Reaktor zwinge ich den WK und die Luft dazu sich im Gegenstrom gründlich auszutauschen. Bei diesem Zusammentreffen im Abstrom-Bereich wird die Grenzfläche (der Grenzfilm/ die Oberfläche) die Kontaktzeit und die Bewegung zwischen Wasserkörper und der Luft erhöht. Die eingepumpte Frischluft verteilt man am besten auf viele, viele, feine Bläschen. So entsteht eine wesentlich größere Kontaktfläche. Damit wir eine Vorstellung davon bekommen, stellen wir uns jetzt mal ein Luftvolumen von nur einem Liter vor. Man kann daraus theoretisch 10000 Luftblasen, mit einem Durchmesser von 5mm und einer Gesamtoberfläche von 1,2m² erzeugen. Oder eine Millionen kleiner Blasen, mit 1mm Durchmesser und 6m² Oberfläche. Oder aber eine Milliarde Bläschen von 0,1mm, mit einer Oberfläche von zusammen 60m². Im Salzwasser werden mit einfachen Mitteln Blasengrößen von nur etwa 0,5 mm Durchmesser erzielt, während im Süßwasser mit den gleichen technischen Mitteln 5mm große Blasen entstehen. (nach Sander,1998) Die Größe der erzeugbaren Gasbläschen hängt von einer ganzen Reihe verschiedener Faktoren ab. Ich zieh hier nur die klassischen Ausströmer in Betracht. Es gibt sie in allen Größen und aus verschiedenen Materialien. Neben Keramikausströmern gibt’s Ausströmer auch aus Glas, Stein und Holz. Holzausströmer aus Lindenholz sollen die feinsten Bläschen erzeugen. Leider verändern sie im Wasser bald ihre Struktur und die Nutzungsdauer ist vergleichsweise kurz (nur einige Wochen). Je kleiner die Bläschen, desto langsamer ihr Aufstieg, bzw. je größer die Blasen, desto größer ihre Steiggeschwindigkeit. Dies wiederum verkürzt ihre Kontaktzeit mit dem Wasser. Die reduzierte Kontaktzeit kann durch die Erhöhung des Luftstromes etwas ausgeglichen werden. Dies erfordert aber mehr Leistung und ist dennoch nicht sehr effektiv. Mit dem Gegenstrom lässt sich die Kontaktzeit einfach erhöhen, indem man das Wasser von oben und die Luftbläschen von unten in eine gleichmäßige Gegenströmung versetzt. Ideal wäre ein längerer Schwebezustand der aufstrebenden feinen Bläschen. Mein Reaktor-Prototyp, aus einem 100mm Plexiglas-Rohr , eignete sich nur bedingt. Der Rohrquerschnitt war zu eng und ich musste die Leistung meiner Wasserpumpe (max 10000l/h) entsprechend drosseln. Die zweite Version besitzt nun einen Durchmesser von 150mm. Hierin stehen die Kräfte in einem besseren Gleichgewicht. Im Reaktor befinden sich derzeit noch zwei runde Keramikausströmer. Damit ist das Funktionsprinzip des druckarmen Frischluft-Gegenstrom-Reaktors in meiner Schwerkraftanlage eigentlich erklärt. Version 1 Bild (Version 2 160mm Bild) Jetzt zu meinen ersten Ergebnissen. Ich musste einige Korrekturwerte mit berücksichtigen. Darum erst ein paar zwingend notwendige Erläuterungen, damit ihr meine Angaben ggf. auch überprüfen könnt. Da muss man durch. Das `QNH` ist ein auf Meeresniveau korrigierter Luftdruck, bei mittlerem Druckverhältnissen, gemäß den Werten der Standartatmosphäre. Mein Messgerät (Voltcraft Do-100) zeigt mir nur den im Wasser gelösten Sauerstoffgehalt in Milligramm pro Liter (mg/l) an und zeitgleich die Temperatur. Mehr nicht. Die max. Sättigungswerte von Sauerstoff in Wasser, bei verschiedenen Temperaturen, beziehen sich auf das o.a. QNH (nach Werner.H.Bauer) Mein Keller liegt in etwa 900m Höhe. Zur Berechnung der exakten, maximalen Löslichkeit benötige ich den aktuellen Luftdruck, reduziert auf Meereshöhe, unter Berücksichtigung der atmosphärischen Verhältnisse am Messpunkt. Für `Wetterfrösche` ist das das QFF. Ich berechne daraus den Korrekturwert in Prozent. Das QFE ist der auf die tatsächliche Meßhöhe reduzierte Luftdruckwert. Eigentlich bräuchte ich noch den Schweredruck des Wassers am Ort der Lufteinblasung und den durch die Luftpumpe erzeugten Gasdruck. Hier in einem Meter Wassersäule (mWS) etwa 0,10 bar und einen Korrekturwert für die etwas geringere Löslichkeit der Luft in etwas salzhaltigem Wasser (derzeit in der Hälterung 2,5 bis 3 g/L NaCl). Ich hab kurzfristig und eigenmächtig mal beschlossen, dass sich diese Werte gegenseitig aufheben. Man kann auch alles übertreiben. Ich könnte aber ggf. noch die Sauerstoffzehrung im WK (durch Fische und Filterbiologie) zwischen Generator und dem Messpunkt einbeziehen. Mein Messpunkt liegt an einem ruhigen Plätzchen im Fisch-Becken. Teil 2 (siehe unten) [/QUOTE]
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