Conference PaperPDF Available

Anwendung der elektrolytischen Wasserdesinfektion bei Pflanzennährlösungen

Authors:

Abstract

Wasser kann hinsichtlich seiner Nutzungsart sowie seiner chemischen, physikalischen und mikrobiologischen Parameter sehr unterschiedlich sein. So bestehen Nährlösungen für Hydrokulturen, im Vergleich zum Trinkwasser, aus einer Vielzahl an anorganischen und organischen Substanzen in höherer Konzentration. Dies muss bei der Übertragung der Elektrolysetechnik von der Trink- auf die Gießwasserdesinfektion berücksichtigt werden. Hierzu wurde in einem Verbundprojekt zwischen HU Berlin und Fa. newtec eine Anlage zur Vor-Ort-Produktion und Dosierung von elektrolytisch erzeugtem Desinfektionsmittel aus Wasser und Salz für Gewächshäuser entwickelt.
VORTRÄGE / SESSION 8 / TECHNIK 2
Anwendung der elektrolytischen Wasserdesinfektion
bei Pflanzennährlösungen
Ingo Schuch1, Janine Berberich1, André Seyfarth1, Yuan Gao2, Uwe Schmidt1
1Humboldt-Universität zu Berlin, FG Biosystemtechnik
2newtec Umwelttechnik GmbH, Berlin
ingo.schuch@agrar.hu-berlin.de
Wasser kann hinsichtlich seiner Nutzungsart sowie seiner chemischen, physikalischen und mi-
krobiologischen Parameter sehr unterschiedlich sein. So bestehen Nährlösungen für Hydro-
kulturen, im Vergleich zum Trinkwasser, aus einer Vielzahl an anorganischen und organischen
Substanzen in höherer Konzentration. Dies muss bei der Übertragung der Elektrolysetechnik
von der Trink- auf die Gießwasserdesinfektion berücksichtigt werden. Hierzu wurde in einem
Verbundprojekt zwischen HU Berlin und Fa. newtec eine Anlage zur Vor-Ort-Produktion und
Dosierung von elektrolytisch erzeugtem Desinfektionsmittel aus Wasser und Salz für Gewächs-
häuser entwickelt.
Für den pflanzenbaulichen Anwendungsfall empfiehlt sich Kaliumchlorid (KCl) anstatt Natri-
umchlorid (NaCl), da Kalium als wichtiger Pflanzennährstoff fungiert. Die produzierte Desin-
fektionslösung enthält maximal 0,8% Kaliumhypochlorit (KClO) bzw. freies Chlor in einer Kon-
zentration bis 8000 mg/l und gilt nicht als chemischer Gefahrstoff, sodass keine Sicherungs-
vorkehrungen erforderlich sind. KClO liegt in wässriger Lösung bei pH <7 als hypochlorige
Säure (HClO) mit hoher Desinfektionsleistung und pH >7 als Hypochlorit (ClO) mit geringer
Desinfektionsleistung vor. Demzufolge werden im schwach-sauren Wassermilieu (beim Gemü-
seanbau) etwa 80-100% der Desinfektionsleistung erreicht. Die als Ausgangsstoff benötigte
Solelösung wird mit Weichwasser (z. B. Regenwasser) sowie kristallinem Kaliumchlorid (KCl
>99%) gemischt. Alternativ kann enthärtetes Wasser mit handelsüblichen Salztabletten zur
Erhöhung der Chloridkonzentration verwendet werden. Beim Gewächshausversuch wurde zur
Erzeugung des Desinfektionsmittels (pH 9-10, EC 20-25 mS/cm) die Salzlösung durch Anlegen
eines elektrischen Gleichstroms (10 A) im Niedervoltbereich (13 V) einer Redoxreaktion unter-
zogen. Der Energieverbrauch für die Desinfektion mehrerer Kubikmeter Gießwasser betrug
dabei <0.1 kWh, was gegenüber einer thermischen Desinfektion mit Wärmerückgewinnung
zu Heizzwecken (15 kWh/m3) einen weitaus geringeren Energieaufwand darstellt.
Die eigentliche Wasserbehandlung erfolgt durch eine sensorgesteuerte Dosierung (je nach
Strategie kontinuierlich oder stoßweise) des vor Ort produzierten Desinfektionsmittels. Hierzu
wird eine neuartige Goldringelektrode mit potentiostatischer Zweistabmesskette zur Erfassung
des freien Chlors im Gießwasser genutzt. Eine konventionelle Elektrode mit Einstabmesskette,
die bei Trinkwasser eingesetzt wird, erwies sich für Nährlösungen im Gartenbau als ungeeig-
net. Zudem wurde bei der Dosierung in düngerhaltiges Gießwasser festgestellt, dass 1 mg Am-
monium (NH4+) etwa 7 mg freies Chlor bindet, wodurch der Desinfektionsmittelbedarf deutlich
steigt. Diesbezüglich erhöht eine mengenproportionale Dosierung bei veränderter Düngergabe
(z. B. während der Kulturperiode) das Risiko einer Über- oder Unterdosierung im Gießwasser.
Eine höhere Dosiersicherheit wird hingegen durch eine konzentrationsabhängige Dosierung
mittels Chlorelektrode erreicht.
34 BHGL-Tagungsband 31/2015
ResearchGate has not been able to resolve any citations for this publication.
ResearchGate has not been able to resolve any references for this publication.