Ziel der Entwicklung

Die Aquarienleidenschaft hat sich zu einem weltweiten Wirtschaftszweig entwickelt. Nach einer Schätzung des Worldwatch Instituts werden pro Jahr 500 bis 600 Millionen Zierfische gefangen. Allein in deutschen Aquarien soll es 80 Millionen Fische geben, die sich auf über 2 Millionen Aquarien verteilen. Meerwasseraquarien machen dabei nur einen sehr kleinen Teil des Marktes aus. Hinzu kommen ca. 1,2 Millionen Fische in Gartenteichen, wie er in 13 % aller Gärten vorhanden ist. Der Markt entwickelt sich positiv, von 1992 bis 2004 stieg die Anzahl der Aquarien in Deutschland von 0,9 auf 1,95 Millionen und bietet noch Luft nach oben, denn bisher haben nur 4 % aller Haushalte ein Aquarium, obwohl Entschleunigung im schönen Zuhause immer wichtiger wird als Ausgleich zum Alltagsstress.
Sowohl die Aquarien als auch die Gartenteiche benötigen eine Filteranlage, um das Wasser von Verschmutzungen zu reinigen. Mittlerweile haben sich die Außenfilter als Standard für die Reinigung in Aquarien, Pools und Teichen entwickelt. Die Verkaufszahlen der Außenfilter sind in den letzten zehn Jahren angestiegen. Grund dafür ist, dass immer mehr Menschen einen Teich in ihrem Garten anlegen und dafür einen Außenfilter benötigen. Das wichtigste Zubehör für den Außenfilter ist das Filtermaterial, wobei biologische Filtermaterialien, die das Wasser unter Zuhilfenahme von Bakterien reinigen, zunehmend eingesetzt werden.
Aquarien werden zunehmend auch in der Arbeitsmedizin als Möglichkeit zum Stressabbau und zu Förderung der Kreativität eingesetzt. Die steigende Vorliebe für exotische Aquarienbewohner stellt hohe Anforderungen an eine möglichst gleichbleibende Wasserqualität.
Ziel der Entwicklung war es, ein Filtermaterial zu entwickeln, das eine biologische Aufbereitung des Aquarienwassers ermöglicht und gleichzeitig Schadstoffe wie Ammonium- und Schwermetallionen binden kann.

Vorteile und Lösungen

Die Entwicklung teilt sich in zwei Abschnitte:

1. Entwicklung der Rezeptur der Filtermaterialien:
- Auswahl und Charakterisierung von Tonen und Porosierungsmitteln
- Testung der Besiedlungsfähigkeit durch substratgebundene Filter-Bakterien
- Untersuchungen zur Ammoniumadsorption
- Untersuchungen zur Schwermetalladsorption
- Entwicklung eines wirtschaftlichen Brennregimes im Labormaßstab mit Kammerofentechnik
Es wurden zwei Rezepturen entwickelt, beide bestehen aus Ton bzw. Gemisch aus 2 Tonen, als Porosierungsmittel wurden Reststoffe (Holzspäne, Getreidespelzen) verwendet.

2. Überprüfung der Funktionalität durch Langzeitversuche im Vergleich zu handelsüblichem Filtermaterial mit folgenden Ergebnissen
- In allen Aquarien wurde ein stabiles Ökosystem aufgebaut.
- Beide Filtergranulate (Rezeptur 1 und Rezeptur2) bestätigen die Adsorption von Ammonium. Die Ammoniumkonzentration war im Untersuchungszeitraum durchschnittlich niedriger als im Vergleichsaquarium mit dem handelsüblichen Filtermaterial.
- Die Ammoniumadsorption wird durch eine Schicht Filtergranulat im Bodengrund verstärkt, damit verkürzt sich die Einlaufzeit des Aquariums.
- Die geringere Konzentration von Ammonium macht das Filtergranulat auch für empfindliche Fische und Garnelen geeignet.
- Das Filtergranulat kann ebenso wie das handelsübliche Filtermaterial zwischenzeitlich mit Wasser gespült werden, ohne den Aquarienbetrieb zu beeinträchtigen. Dabei verbleibt ein Großteil der Bakterien auf dem Filtermaterial.
- Das Filtermaterial ist für den Dauerbetrieb geeignet, kann regeneriert werden und stellt keinen Sondermüll dar.

Zielgruppe und Zielmarkt

Die Recherche zur Wettbewerbssituation wurde zum einen von der GNF selbst durch die Beschaffung und Interpretation von Datenmaterial aus dem Internet, zum anderen aber auch durch eine direkte Kontaktierung des Marktes durchgeführt. Hierzu wurde gezielt der Kontakt zu relevanten Unternehmen gesucht und keine empirisch gesicherte Befragung durchgeführt. Die Wissenschaftler der GNF sind bereits durch ihre Nähe und viele frühere Kontakte mit den Marktakteuren vernetzt und durch gezielte Gespräche im Rahmen von Telefonkonferenzen kam es zu einem Austausch über künftige Märkte und Entwicklungsziele. Dadurch hat die GNF einen guten Überblick erhalten, wie der Markt strukturiert ist, welche Rahmenbedingungen zu beachten sind und welche Technologien und Kompetenzen benötigt werden. In der Regel produzieren die führenden Hersteller die Filtermaterialien nicht selbst, sondern kaufen sie von einem Produzenten in Big Bags (250 kg Plastiksäcke), um sie zu verpacken und mit eigenem Label zu verkaufen. Die größeren Firmen haben zum Teil eine eigene FuE-Abteilung, diese ist jedoch vorwiegend darauf fokussiert das technische Equipment der Filterhersteller weiterzuentwickeln. Neue Filtermaterialien werden lediglich auf Leistung und Kompatibilität getestet, jedoch nicht selbst entwickelt. Viele der verwendeten Filtermaterialien sind daher Nebenprodukte aus anderen Prozessen oder Anwendungsgebieten und nicht speziell für die Aquaristik entwickelt worden. Es besteht somit ein großes Marktinteresse, sowohl bei KMU im Geschäftsfeld Aquaristik als auch bei potenziellen Produzenten mit denen ebenfalls Gespräche, auch im Rahmen von vorherigen Projekten, geführt wurden. Durch diese Gespräche hat die GNF im Vorfeld des Projektes bereits einen guten Überblick über zu erzielende Zielpreise und Absatzmengen erhalten.