Mit der weltweit zunehmenden Zahl von Aquakulturanlagen steigt die Bedeutung von Verfahren zur Nitratelimination. Je höher die Anforderungen an die Wasserqualität und die einzuhaltenden Grenzwerte des Ablaufs in den Vorfluter sind, umso eher ist eine Nitratelimination mit einer Denitrifikationsanlage erforderlich.
Nur mit einem Denitrifikationsprozess ist eine Fischproduktion mit unter 40 L Frischwasser je kg Fisch-Zuwachs möglich im Gegensatz zu 500 L/kg Fisch-Zuwachs bei einer konventionellen Kreislaufanlage. Jede Wassereinsparung senkt auch den Energiebedarf für das Aufheizen des Frischwassers auf Betriebstemperatur. Zudem bleibt durch die Denitrifikation der pH-Wert weitgehend konstant und ein Chemikalieneinsatz lässt sich vermeiden.
Ein Ziel des Projektes ist es, einen Beitrag zu leisten zur Verbesserung der Gesundheit und des Wohlbefindens der Fische. Die Nitratelimination ist dabei von entscheidender Bedeutung, denn eine unzureichende Wasserqualität beeinträchtigt das Wachstum der Fische und begünstigt Stressreaktionen und Erkrankungen.
Der Einsatz wasserunlöslicher, biologisch abbaubarer Festsubstrate, die als Aufwuchsflächen für das mikrobielle Wachstum und als C-Quelle für die Denitrifikation dienen, bieten hier erhebliche Vorteile, denn eine Zudosierung löslicher Kohlenstoffquellen ist hier nicht erforderlich. Damit lässt sich dieses Verfahren deutlich einfacher und sicherer handhaben, als mit konventionellen Verfahren.
Allgemeines Ziel des Vorhabens ist es, ein Verfahren zur gekoppelten Entfernung von Nitrat und Pestiziden zu entwickeln, das auf der Anwendung von biologisch abbaubaren Polymeren beruht. Dabei wirken diese Polymere sowohl als Substrat für die Mikororganismen als auch als Adsorbens für gelöste Pestizide. Die erste Gruppe der Teilziele umfasst Grundlagenuntersuchungen, unterteilt in die Bereiche Screening und Herstellung von Festsubstraten, Sorptionsuntersuchungen an festen Substraten, mikrobiologische Untersuchungen sowie Entwicklung analytischer Methoden zur Bestimmung von Abbauprodukten. Die zweite Gruppe von Teilzielen umfasst die Untersuchung bestehender und die Entwicklung geeigneter Reaktorkonzepte. Das Verfahren soll einen Beitrag zur Trinkwasserversorgung in landwirtschaftlich genutzten Gegenden liefern, wo die Grundwässer sowohl nitrat- als auch PBM-belastet sind. Ebenso ist ein Einsatz bei der Reinigung kontaminierter Wässer für die landwirtschaftliche Bewässerung und bei der Wasseraufbereitung in Aquakulturanlagen (Fischzucht) und Zoo-Aquarien möglich. Insbesondere sollen Einfachverfahren entwickelt werden, die mit geringem Wartungsaufwand auskommen.