Das Problem bei Aquarien ist, dass Fische ihre stickstoffhaltigen Fäkalien ins Wasser ablassen. Damit kommt es zum Anstieg des Nitratwerts (160 mg/l wurden gemessen) mit Folgen wie Eutrophierung und Fischerkrankung. Da Meerwasser-Aquarien speziell zusammengesetztes Wasser benötigen, das man nicht so häufig wechseln möchte, ist eine in-situ-Reinigung erwünscht.

Hier hilft der Schwefel-Nitrat-Reaktor (SNR). Es handelt sich bei ihm um eine mikrobiologische Denitrifizierungsanlage für Meerwasser-Aquarien.

Im Reaktor befinden sich kleine Schwefelkugeln mit grob strukturierter Oberfläche. Diese dienen den denitrifizierenden Bakterien als Siedlungssubstrat und zum Teil auch als Nahrung.

Das nitratbelastete Aquarienwasser trifft auf denitrifizierende Bakterien. Diese reduzieren das Nitrat zu Stickstoff. Reduktionsmittel ist Wasserstoff, den sie aus organischem Material gewinnen. Die einfach formulierte Denitrifizierungsgleichung ist

5 H₂ + 2 H⁺ + 2 NO₃^- ———> N₂ + 6 H₂O

Genau genommen handelt es sich nicht um freien, sondern gebundenen Wasserstoff in der Form von [NAD(P)H + H⁺] (-> Webseite). Die Reaktion wird enzymatisch katalysiert.
Damit werden dem Wasser H⁺-Ionen entzogen; der pH-Wert steigt an. Aus dem organischen Material entstehen jedoch CO₂ und damit Kohlensäure. Beide Effekte zusammengenommen sollten den pH-Wert nicht allzu ungünstig beeinflussen.

Aber auch der Schwefel wird von den Bakterien als Reduktionssubstrat genutzt. Hier ist die formale Herleitung der Redoxgleichung

Auf diese Weise erhält man Nitratwerte unter 10 mg/l.

Es wird deutlich, dass im SNR auch Schwefelsäure entsteht. Das alles würde zu einer raschen Versauerung des Aquariensystems führen. (Aus diesem Grunde und aus Gründen der Aufsalzung der Abwässer durch Sulfatbildung hat man von der Nutzung des SNR zur großtechnischen Wasserdenitrifizierung abgesehen.)

Zum Abpuffern der Schwefelsäure schaltet man in die Säule des Durchflussreaktors hinter ein Volumendrittel Schwefelkugeln zwei Volumendrittel puffernden Korallenbruch.

Nachlesen kann man das im Meerwasserforum unter www.korallenriff.de oder www.rioriff.de.

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