Способ улучшения качества воды в питательных системах
Формула / Реферат
1. Способ улучшения качества воды в биологических питательных системах, отличающийся тем, что к питательной системе с использованием микробиологической активности воды и фильтрующих систем добавляют в качестве единственного средства или в любой комбинации
A) для понижения концентрации фосфатов по меньшей мере одну легко- или труднорастворимую соль Аl3+, Fе3+, TiO2+, ZrO2+ или Са2+ органической карбоновой кислоты, при необходимости, в смеси с органической карбоновой кислотой,
B) для понижения концентрации нитратов или ограничения повышения нитратов по меньшей мере одно водорастворимое, свободное от азота биологически разрушаемое органическое соединение,
C) для повышения карбонатной жесткости или концентрации НСО3- по меньшей мере одну растворимую соль щелочного или щелочно-земельного металла органической карбоновой кислоты,
D) для повышения общей жесткости или концентрации гидрокарбонатов Са2+ и Mg2+ смесь из по меньшей мере одной соли Са2+ и Мg2+ органической карбоновой кислоты и
Е) для повышения концентрации CO2 по меньшей мере одно биологически разрушаемое соединение.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для понижения концентрации фосфатов добавляют Al3+-, Fe3+-, TiO2+-, ZrO2+- и/или Са2+-ацетат, -формиат, -тартрат и/или в особенности -цитрат.
3. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что добавляют от 1 до 2 раз в неделю 1-100 мг/л, предпочтительно 10-40 мг/л цитрата алюминия и/или железа (III).
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для снижения концентрации нитратов или ограничения повышения нитратов добавляют по крайней мере одно алифатическое соединение, например спирт, углеводы или карбоновую кислоту.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что добавляют глицерин, сорбит или этанол, пентозу, гексозу или сахарозу или уксусную, лимонную, винную или молочную кислоту.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что добавляют смесь из лимонной или уксусной кислоты и сахарозы или в особенности смесь из лимонной кислоты, винной кислоты и сахарозы.
7. Способ по любому из пп.4-6, отличающийся тем, что добавляют каждые 2 дня или трижды в неделю 15-100 мг/л, предпочтительно 5-40 мг/л соединения или смеси.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что для повышения карбонатной жесткости или концентрации НСО3- добавляют по меньшей мере одну соль щелочного или щелочно-земельного металла алифатической карбоновой кислоты.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что добавляют соль щелочного или щелочно-земельного металла лимонной, уксусной, молочной, винной, муравьиной, пропионовой или яблочной кислоты.
10. Способ по п.8, отличающийся тем, что добавляют соль щелочного и/или щелочно-земельного металла в таких количествах и с такой частотой, что достигают желаемой карбонатной жесткости и оставляют поддерживаемой карбонатную жесткость.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что для повышения общей жесткости или концентрации гидрокарбоната Са2+ и Мg2+ добавляют смесь из солей Са2+ и Мg2+ органической карбоновой кислоты.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что для любого управления состава общей жесткости добавляют далее хлориды и/или сульфаты Са2+ и Мg2+.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что для повышения концентрации СO2 ежедневно или каждые 2 дня добавляют карбоновую кислоту, и/или спирт, и/или углеводы.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что добавляют глицерин, сорбит или этанол, пентозу, или гексозу, или сахарозу, или уксусную, лимонную или молочную кислоту.
15. Способ по любому из пп.13 и 14, отличающийся тем, что добавляют ежедневно 1-20, предпочтительно 3-10 мг/л или каждые 2 дня 2-40, предпочтительно 6-20 мг/л биологически разрушаемого соединения или смеси таких соединений.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно добавляют эквивалентное к потребности в O2 питательной системы количество кислорода или перекиси водорода.
17. Одно- или многокомпонентный продукт, предоставленный и расфасованный для осуществления способа по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что содержит компоненты А-Е (в качестве единственного средства или в комбинации) в виде водного концентрата или в твердой форме.
18. Одно- или многокомпонентный продукт по п.17, отличающийся тем, что твердая форма представляет собой порошок, гранулят, экструдат, бисер, капсулы или таблетки.
19. Одно- или многокомпонентный продукт по п.17 или 18, отличающийся тем, что включает упаковку с данными по дозировке и/или листок-вкладыш, содержащий данные по дозировке.
Текст
006818 Изобретение касается способа улучшения качества воды и соответственно коррекции и определения важнейших химических параметров воды биологических питательных систем при применении экологически нейтральных, химически и микробиологически активных водных добавок, комбинации различных способов для улучшения качества воды в биологических питательных системах, а также применяемых при этом одно- или многокомпонентных продуктов. В биологических питательных системах, например аквариумах, акватеррариумах и садовых прудах,при ежедневном кормлении содержащихся в них рыб и других водных животных происходят коммулятивные изменения важнейших химических параметров и, следовательно, постоянное ухудшение качества воды. Из этого вытекает соответствующее снижение качества жизни содержащихся в них рыб и других водных животных. Если исходная вода, например водопроводная вода, имеет достаточное качество, то можно таким образом противодействовать частой частичной или полной смене воды, обусловленной питательным ухудшением качества воды. Замена воды является сложной и неудобной процедурой как для аквариумиста, так и для содержащейся рыбы и других водных организмов, отчасти создавая значительную угрозу из-за нежелательного качества или состава свежей исходной воды, как, например, из-за содержания хлора или тяжелых металлов. Была бы желательна минимизация частоты и количества замены воды, если удается, как следует из данного изобретения, сдержать или исключить ухудшение качества воды. В частности, в работе с биологическими питательными системами приходят к следующему: ухудшению качества воды из-за изменения важнейших параметров воды. Это частично предотвращают путем широко известных мероприятий. А) Примером таких изменений является рост концентрации фосфатов из-за постоянного внесения с кормом. Возрастание содержания фосфатов до величины более 10-20 мг/л является вредным, так как способствует нежелательному росту водорослей. Известны следующие мероприятия для снижения содержания фосфатов:a) связывание фосфатов на оксиде Аl3+ и/или Fe3+ (гидроксильные группы, содержащиеся в грануляте), которое вносится в фильтрующую систему. Недостаток состоит в их ограниченной емкости. После их истощения грануляты необходимо заменять, что зачастую, в действительности, является слишком сложным. Если аквариумист нерегулярно измеряет содержание фосфатов, то он не знает об истощении материала, и концентрация РO43- в емкостной воде снова растет, т.е. достигнутый результат обработки таким способом зачастую является недостаточным.b) Добавление растворимых неорганических солей Al3+ и/или Fe3+ при регулярном применении также приводит к понижению концентрации РO4-3. Недостатками этого способа являются высокая токсичность для рыб растворимых неорганических солей Аl3+ и Fe3+,обогащение воды анионами, такими как, например, хлориды или сульфаты,снижение карбонатной жесткости, содержания НСО 3- и СО 32- и уменьшение буферирующей способности,снижение уровня рН и опасность уменьшения кислотности при KН=-0 dH,помутнение воды и нежелательная флокуляция Аl(ОН)3 и Fе(ОН)3. В) Следующий пример названных нежелательных изменений состоит в повышении концентрации нитратов за счет постоянного внесения с кормом белков и других источников азота. Весь источник азота,происходящий из пищи, по большей части белок, окисляется микробиологически через аммиак и нитрит в нитрат. Постоянное повышение содержания нитратов представляет неестественную нагрузку емкостной воды, которая нежелательна для аквариумиста. Часто содержание нитратов в исходной воде уже так велико, например 25-50 мг/л, что даже природная концентрация NО 3- менее 1 мг/л при смене воды никогда не достигается. Для понижения содержания нитратов известны следующие мероприятия.a) Понижение содержания нитратов с помощью анионитов, по большей части, в хлоридной форме. Недостаток при этом - это замена нитрат-иона на замещающий анион при ионном обмене, по большей части хлор, и замена сульфат- и гидрокарбонат-ионов. Наряду с нежелательным падением карбонатной жесткости полностью изменяется состав воды.b) Денитрификация в анаэробной среде или анаэробном реакторе. При внесении практически нерастворимого, биологически разрушаемого, органического, не содержащего азот материала в форме гранул в фильтрующую систему при усиленном питании О 2 создаются анаэробные области, в которых нитрат как источник азота превращается в N2. Недостатками являются небезопасное дозирование,небезопасное управление процессом и его сдерживание,ожидаемое восстановление сульфатов при низкой концентрации NO3- до высокотоксичного сероводорода. С) Снижение карбонатной жесткости, обусловленное нитрификацией, представляет дальнейший пример для названных нежелательных изменений воды. Окисление постоянно вводимого органического-1 006818 азота приводит через возможное окисление нитрифицирующими бактериями от аммиака к нитриту. При этом биологическом процессе возникает на 1 моль аммиака 1 моль H+ ионов. Освобожденные ионы Н+ реагируют с имеющимся основанием, по большей части гидрокарбонатом как создателем карбонатной жесткости, при протонировании и снижении карбонатной жесткости. Для компенсации потерь карбонатной жесткости (или потерь НСО 3-), а также и для повышения карбонатной жесткости известны следующие мероприятия. а) Добавка NаНСО 3 и/или Nа 2 СО 3 в виде порошка или в виде раствора. Способ функционирует надежно, но сохраняет следующие недостатки: в присутствии смеси NaHCO3/Nа 2 СО 3 происходит быстрое повышение уровня рН в емкостной воде,которое ведет к значительному стрессу организмов,в водах с повышенным содержанием аммиака параллельно с ростом рН освобождается при известных обстоятельствах смертельное количество аммиака,растворимость NaHCO3 в воде относительно низкая, так что образование высокой концентрации жидкого продукта с удобным применением является невозможным.b) Добавка свежеприготовленных растворов, которые наряду с растворимым гидрокарбонатом кальция содержат еще большое количество свободного CO2. Излишек CO2 может привести к быстромуCO2-повреждению организмов. Наряду с концентрацией НСО 3 повышается также концентрация Са 2+, что не всегда желательно. Кроме того, химические и биологические потери растворенного гидрокарбоната кальция могут приводить к нежелательным изменениям воды. При расходовании СО 2 и связанном с этим повышении уровня рН сдвигается равновесие известь/угольная кислота в направлении осаждения извести. Вредные потери растворимого Са(НСО 3)2 ведут соответственно к уменьшению концентрации кальция и концентрации НСО 3- (снижение карбонатной жесткости). Для компенсации потерь Са(НСО 3)2 или его повышения известны следующие мероприятия.a) Добавка растворов, которые наряду с Са(НСО 3)2 содержат большие количества свободного CO2. Это мероприятие с его выраженными недостатками описано выше. Следующим недостатком является затруднительность способа, т.к. растворы Са(НСО 3)2 при растворении Са(СО 3) или Ca(OH)2 должны с трудом готовиться в воде, насыщенной СО 2. При добавке Mg(OH)2 или Mg(CO3)Mg(OH)2 может также образовываться раствор, который дополнительно содержит Mg(HCO3)2.b) Добавка твердых смесей, которые содержат эквивалентные количества NаНСО 3 и растворимых солей Са и Mg (по большей части, хлоридов). При растворении этой смеси в емкостной воде вносятся ионы Ca22Cl-+2Na2HCO3-. Вода, наряду с желательными (Ca22HCO3-), также содержит эквивалентные количества (NaCl) (или также Na2SO4), которые нежелательны. Недостаток этого способа состоит во внесении посторонних солей, например NaCl или Na2SO4. Наконец, потребление растворимого диоксида углерода также изменяет качество воды. Водоросли, водяные растения и аутотрофные микроорганизмы постоянно потребляют растворенный диоксид углерода. Наряду с повышением уровня рН возникает недостаток СО 2, который отрицательно сказывается на химических и биологических процессах. Для компенсации недостатка СО 2 известны следующие дополнительные мероприятия.a) Подача газа СO2 из баллона с CO2. Проблемными при этом методе являются тяжелое регулирование и контролирование дозировки,цена,риски, обусловленные безопасностью, которая связана с системой газа, работающего под давлением.b) Выработка СO2 при анодном окислении графитового электрода. Система имеет следующие недостатки: плохое дозирование,пик СО 2 за счет вторичного химического процесса на катоде, связанного с сильным удалением извести,возникновение гремучего газа,образование хлора в водах, богатых хлоридами. с) Образование СО 2 в отдельных реакторах брожения. Здесь также имеются отягощающие обусловленные системой недостатки, например сильная температурная зависимость ферментации (процессов брожения),тяжелое управление процессом, очень плохая возможность дозирования и поддержания постоянства дозирования. Различные описанные выше проблемы возникают, прежде всего, разнородно и по одному принципу не разрешимы. Однако неожиданно для всего ряда проблем существует общее решение, которое содержит следующие химические и микробиологические принципы: использование микробиологической активности вод и в особенности фильтрующей системы в питательных системах, которые охватывают аэробные и анаэробные процессы,-2 006818 применение компонентов, продуктов и составов, которые могут быть частично или полностью биологически разрушены,объединение биологических и химических процессов в питательных системах,применение компонентов, продуктов и составов, которые выполняют только желательные функции,но не должны вносить нежелательные дополнительные вещества или позволять их накапливать,применение компонентов, продуктов и составов, которые полностью безопасны для рыбы и прочих водных организмов,все продукты и способы являются экологически нейтральными и не ведут к вторичному ухудшению качества воды,все сопровождающие функции должны быть по возможности только очень простого использования и дозирования по отношению к добавкам к воде. Предметом изобретения является, таким образом, способ улучшения качества воды в биологических питательных системах, который отличается тем, что в питательную систему в качестве единственного средства или в любой комбинации добавляютa) для снижения концентрации фосфатов по меньшей мере одну легко- или труднорастворимую соль Al3+, Fe3+, NiО 2+, ZrO2+ или Са 2+ органической карбоновой кислоты, при необходимости в смеси с органической карбоновой кислотой,b) для снижения концентрации нитратов или ограничения повышения содержания нитратов по меньшей мере одно водорастворимое, не содержащее азот биологически разрушаемое органическое соединение,c) для повышения карбонатной жесткости или концентрации НСО 3- по меньшей мере одну растворимую соль щелочного или щелочно-земельного металла органической карбоновой кислоты,d) для повышения общей жесткости или концентрации гидрокарбонатов Са 2+ и Mg2+ смесь из по меньшей мере одной соли Са+2 и Mg+2 органической карбоновой кислоты иe) для повышения концентрации СO2 по меньшей мере одно биологически разрушаемое соединение. Следующим предметом изобретения является одно- или многокомпонентный продукт для улучшения качества воды биологических питательных систем для функционального, причинного применения по мере надобности, отличающийся содержанием (в качестве единственного средства или в комбинации) 1) по меньшей мере одной легко- или труднорастворимой соли Аl3+, Fe3+, TiO2+, ZrO2+ или Са 2+ органической карбоновой кислоты и при необходимости в смеси с органической карбоновой кислотой,2) по меньшей мере одного водорастворимого, свободного от азота биологически разрушаемого органического соединения,3) по меньшей мере одной растворимой соли щелочного или щелочно-земельного металла органической карбоновой кислоты,4) смеси из по меньшей мере одной соли Са+2 и Mg+2 органической карбоновой кислоты. Последовательное использование и связь питательных систем как микробиологических и химических реакторов для достижения желаемого улучшения воды из простой, дополнительной первой стадии является оригинальным, а также не очевидным для специалиста и приводит вследствие простоты к контролируемому и управляемому процессу и полному отсутствию потенциальных вредных побочных эффектов и эффективному решению с высокой и инновационной пользой по сравнению с решением согласно уровню техники. Особое преимущество изобретения заключается в том, что возможно отдельное или совместное решение описываемой проблемы. Далее описываются детали решения по изобретению. А) Понижение концентрации фосфатов. Это происходит, главным образом, с солями Аl3+, Fе 3+ и TiО 2+ или ZrO2+ органических карбоновых кислот, например с ацетатами, формиатами, тартратами и в особенности с цитратами. Наряду с сильно связывающими фосфаты ионами металлов Al3+, Fe3+, TiO2+, ZrO2+ можно применять также кальциевые соли органических карбоновых кислот по похожему способу, однако, со значительным уменьшением возможности минимизации содержания фосфатов. Также с равным успехом добавляют смесь солей органических кислот с теми же органическими кислотами или другими органическими кислотами: цитрат алюминия и лимонная кислота,цитрат железа (III) и лимонная кислота,цитрат железа (III) и винная кислота. Далее имеется также возможность добавлять плохорастворимые соли названных металлов органических кислот в твердой форме (порошок, гранулят, таблетки) в качестве депо для минимизирования фосфатов в фильтрующих системах или общих питательных системах. Принцип представлен для следующих солей Аl+3 и Fе+3, но соответственно пригоден также для солей TiO+2 и ZrO+2. Если в емкостную воду добавляют соли карбоновых кислот Аl+3 и Fe+3, то, прежде всего, не наблюдают помутнения и флокуляции. Только при аэробном биологическом разрушении в фильтрующих системах в соответствии с при непосредственно не принимающем участие в образовании Аl(ОН)3 или Fе(ОН)3 согласно фосфат присоединяется и выпадает вместе с гидроксидами. Выпавшие гидроксиды металлов с кофлокулированным фосфатом собираются в осадок на фильтре и при регулярной очистке фильтра удаляются. При регулярной добавке к емкостной воде органических солей металлов, например, в виде водного раствора рост содержания фосфатов может полностью прекратиться. В противоположность к выпадению фосфатов с неорганическими солями Аl3+ или Fe3+, способ осаждения фосфатов согласно изобретению содержит основательные и неожиданные преимущества: не возникает муть и флокуляция в воде,процесс протекает вдали от биологически активной фильтрующей системы,органические соли металлов ведут себя токсикологически нейтрально, экологически нейтрально,нейтрально по отношению к карбонатной жесткости,не добавляется обогащение посторонними ионами,в результате аэробной деструкции карбоновых кислот получается только CO2, что оказывает положительное влияние на содержание CO2 или отчасти уравновешивает потребление СO2. Установленные концентрации фосфатов являются типичными для каждого металла. Для цитрата железа: примерно 0,0-0,2 мг/л. Для цитрата алюминия: примерно 0,0-0,5 мг/л. Для цитрата кальция: примерно 0,5-1,5 мг/л. Очень хорошее снижение фосфатов достигается при добавлении в емкостную воду 1-2 раза в неделю 1-100 мг/л, предпочтительно 10-40 мг/л цитрата алюминия, цитрата железа или их смеси. Эффективное снижение фосфатов зависит от вносимого количества катиона металла. В) Снижение концентрации нитратов или ограничение роста NO3- через не содержащие азот, растворимые органические соединения. Если в емкостную воду регулярно добавляют не содержащие азот, органические, разрушаемые субстанции, то также без наличия анаэробных реакторов замедляется или ограничивается рост концентрации нитратов и достигается такая концентрация нитратов, которая стабилизируется на среднем уровне. Без обработки добавкой для воды согласно изобретению содержание нитратов монотонно и далее неограниченно повышается. Так как основа для предотвращения и торможения повышения содержания нитратов лежит в частичной денитрификации в анаэробных микрообластях фильтров, то параллельно тормозится и ограничивается для замедления и ограничения повышения содержания нитратов также обусловленная нитрификацией потеря карбонатной жесткости (концентрации НСО 3-). В качестве снижающих нитрификацию водорастворимых соединений могут, в принципе, применяться все биологически разрушаемые органические соединения, но предпочтительно алифатические соединения, такие как, например, спирты, например глицерин, сорбит, этанол; сахара, например пентозы,гексозы, сахарозы, карбоновые кислоты, например уксусная, лимонная, молочная и винная кислоты. Также очень пригодны комбинации равных весовых частей лимонной кислоты и сахарозы или уксусной кислоты и сахарозы. Если в емкостную воду добавляют трижды в неделю или каждые 2 дня 5-100 мг/л, предпочтительно 5-40 мг/л названных соединений или их смесей, то рост содержания нитратов замедляется и в отношении выбранного дозирования больше не превышается определенная максимальная концентрация нитратов. Примеры дозирования для комбинации лимонной кислоты/сахарозы:a) 3 дозы в неделю 10 мг/л (лимонная кислота и сахароза (1:1, граничная концентрация нитратов 60-80 мг/л,b) 3 дозы в неделю 20 мг/л (лимонная кислота и сахароза (1:1, граничная концентрация нитратов 40 мг/л. При повышенном дозировании, например 60-100 мг/л трижды в неделю или чаще меньшими дозами,например ежедневно 10 мг/л, можно еще далее понизить концентрацию нитратов, например до 5-10 мг/лNО 3-. Параллельно со стабилизацией нитратов достигается также стабилизация карбонатной жесткости до минимальной величины, при которой дальнейшая карбонатная жесткость не снижается.-4 006818 Добавляемые соединения разрушаются полностью до Н 2 О и СО 2. Образующийся СO2 потребляется как источник углерода растениями, водорослями и нитрифицирующими бактериями. При введении аэрирования можно по мере надобности уменьшать концентрацию CO2. С) Повышение карбонатной жесткости или концентрации НСО 3-. В решении согласно изобретению пользуются следующими микробиологическими/химическими принципами при применении солей Na+, Са 2+, Mg2+ и Sr2+ алифатических карбоновых кислот, например уксусной, молочной, лимонной, винной, муравьиной, пропионовой, яблочной и подобных кислот. Карбоновые кислоты, например уксусная, микробиологически деструктируются с получением Н 2O и СO2 Напротив, если соли карбоновых кислот подвергаются микробиологической деструкции, то наряду с СО 2 образуется гидрокарбонат в количестве, равном количеству внесенных отрицательных зарядов анионов При внесении солей карбоновых кислот в емкостную воду после биологического разрушения образуется гидрокарбонат. Это может не очень сенсационно выглядеть на примере для гидрокарбоната натрия из органической натриевой соли, например ацетата натрия, цитрата натрия, так как NаНСО 3 сам легкодоступен. Но даже здесь для жидких составов большое преимущество, по большей части, по сравнению с NаНСО 3 заключается в очень большой растворимости, например ацетата натрия, высокой концентрации продукта и его изобилии. Дальнейшее преимущество применения органической натриевой соли вместо NaHCO3 и Nа 2 СО 3 состоит в применении нейтрального рН: натриевые соли органических карбоновых кислот рН нейтральны, что делает возможным регулирование излишка(ов) карбоновой кислоты/кислот или даже кислотности в продукте. Это, естественно, невозможно с NаНСО 3 или Nа 2 СО 3; при биологической деструкции всегда возникает (кроме формиатов) еще и СО 2, который также препятствует повышению рН. Преимущества решения проблемы согласно изобретению будут еще лучше различимы, если рассматривать внесение гидрокарбонатов щелочно-земельных Mg2+, Са 2+ и Sr2+, которые известны как субстанции, не находящиеся в употреблении. При добавке растворимых Са 2+, Mg2+ и Sr2+ солей органических карбоновых кислот можно без проблем получить в емкостной воде желаемую концентрацию гидрокарбоната. Например (ацетаты) Дозирование ориентируется на желаемую регулировку или повышение карбонатной жесткости или концентрации НСО 3-. 1 мМоль/л натриевой соли органической карбоновой кислоты повышает карбонатную жесткость на 2,8dH, 1 мМоль/л Mg2+, Ca2+, Sr2+ соли органической карбоновой кислоты повышает карбонатную жесткость на 5,6dH. Щелочные или щелочно-земельные соли органических карбоновых кислот могут добавляться в емкостную воду в твердом виде (порошки, гранулят, таблетки) или в форме жидкого раствора. В качестве карбоновых кислот используются:a) для Nа+-солей практически все алифатические карбоновые кислоты, в особенности уксусная, молочная, лимонная,винная и подобные кислоты,b) для Mg+-солей: практически все алифатические карбоновые кислоты, в особенности уксусная, молочная, лимонная,винная и подобные кислоты,c) для Са+-солей все алифатические карбоновые кислоты, которые образуют водорастворимые кальциевые соли, в особенности муравьиная, уксусная, пропионовая, молочная, яблочная и подобные кислоты,d) для Sr+-солей все алифатические карбоновые кислоты, которые образуют водорастворимые стронциевые соли, в особенности муравьиная, уксусная, пропионовая, молочная, яблочная и подобные кислоты.D) Повышение общей жесткости или концентрации гидрокарбонатов Са 2+ и Mg2+. В принципе, решение проблемы согласно изобретению и все важные детали применения описаны в разделе С). К преимуществам способа и составов относятся-5 006818 очень простое и безопасное определенное регулирование и повышение общей жесткости,беспроблемное изготовление и применение приготовленного продукта, в особенности жидких растворов,не вводятся нежелательные посторонние ионы,легкое регулирование всех желательных соотношений Mg:Ca от :1 до 1:,создаются только контролируемые количества СО 2, который служит источником углеродного питания для растений, водорослей и аутотрофных микроорганизмов,наряду с описанными здесь образованными из органических солей гидрокарбонатами Са 2+ и Mg2+ можно добавлять другие неорганические соли Са 2+ и Mg2+, например хлориды или сульфаты в комбинации, так чтобы можно было реализовать каждый возможный или требующийся химический состав общей жесткости. Е) Повышение концентрации СO2. В решениях проблемы, представленных выше в пунктах А)-D), уже описывалось, что при биологической деструкции органических соединений в питательных системах образуется СО 2. Это может привести к созданию внутренней микробиологической выработки СО 2. Постоянная и обогащающая, но не разрушающая организмы выработка СO2 для емкостной воды выполняет важные различные функции: внесение углерода для питания растительных организмов,снабжение углеродом аутотрофных микроорганизмов, в особенности нитрификантов,предотвращение роста рН, вызванного расходованием СО 2,регулирование определяемой величина рН за счет регулирования равновесия (НСО 3-/СО 2)-кислотаоснование,вмешательство в равновесие известь/СO2 и предотвращение химического и биологического выпадения извести. Оказалось, что концентрация СO2 между 1-25 мг/л, предпочтительно 5-15 мг/л, лежит в оптимальной области. Потенциальные поражающие концентрации CO2 для рыб и других водных организмов здесь еще не достигаются. Так как СО 2 в питательных системах постоянно потребляется и происходят потери в атмосферу, CO2 нужно дозировать в правильном количестве в емкостную воду. Это можно легко достичь путем ежедневного или двухразового дозирования, проводя дозирование биологических деструктируемых органических соединений, например алифатических органических карбоновых кислот, спиртов и сахаров. Особенно пригодны следующие соединения:a) карбоновые кислоты: муравьиная кислота, щавелевая кислота, уксусная кислота, молочная кислота, муравьиная кислота, яблочная кислота, винная кислота,b) спирты: этилен, глицерин, сорбит,c) сахара: пентоза, гексоза, сахароза. Если добавляют только карбоновые кислоты, то в химической реакции из запаса гидрокарбоната тотчас образуется эквивалентное количество свободного СO2 При заключительной биологической деструкции аниона карбоновой кислоты медленно (в пределах от менее часа до 24 ч) снова образуется расходуемый гидрокарбонат и далее образуется СО 2: Карбоновая кислота соответственно производит CO2 в последовательном процессе:a) в быстрой реакции при протонировании НСО 3-,b) в реакции, продолжающейся от менее 1 до 24 ч при окислительной биологической деструкции. Добавленные в питательную систему спирты и сахара деструктируют до Н 2 О и CO2 исключительно при относительно медленной микробиологической реакции. При выборе комбинаций различных источников углерода с различной скоростью освобожденияCO2 можно достичь очень равномерного внесения CO2, например при комбинировании лимонной кислоты и сахарозы или уксусной кислоты и сахарозы. Единичные соединения или комбинации дозируются следующим образом: ежедневно 1-20 мг/л, предпочтительно 3-10 мг/л, или также каждые 2 дня 2-40 мг/л,предпочтительно 6-20 мг/л. Средство для улучшения качества воды согласно изобретению может применяться для всех биологических питательных систем с отдельно определенной функциональной целью, таких как, например,аквариумы (подогретая вода, холодная вода, пресная вода, соленая вода),садовые пруды, пруды для размножения,акватеррариумы,большие аквариумы (зоопарки, открытые аквариумы). Средство согласно изобретению готовится в форме однокомпонентного или многокомпонентного продукта, например в виде упаковки на 100-1000 л питательной системы, предпочтительно в виде водного концентрата. При этом представляется возможность объединить отдельные компоненты 1.)-4.) в концентрат в соответствующих количествах ранее названных рекомендованных добавок. Но также отдельные компоненты можно упаковать по отдельности или в приемлемой смеси с носителем в соответствующую отдельную дозу или в большем количестве в твердую форму, например в виде порошка, грану-6 006818 лята, экструдата, бисера, капсул или таблеток, или в жидкую форму. В этой форме тогда можно решить отдельные проблемы по отдельности или в любой комбинации при добавке отдельных компонентов или смесей компонентов. Точные указания при дозировании концентрата из одного компонента или смеси компонентов приводятся на упаковке или на добавочном упаковочном листке. Частота дозирования следует из функционального применения. Она достигает: ежедневно через каждые 2 дня и 1 или 2 раза в неделю до 1 раза в 2 недели, или по необходимости. Дополнительная обработка при применении продукта согласно изобретению: так как описанные процессы деструкции, в основном, окислительные, при которых расходуется необходимое количество кислорода до полной деструкции, то целесообразно наряду с добавкой средства для обработки воды согласно изобретению внести дополнительное средство для обработки. Таким образом, чтобы не вызвать недостатка кислорода, необходимо провести в это же время обработку воды кислородом, так как концентрация кислорода, находящегося в емкостной воде в равновесии с атмосферой примерно 8-10 мг/л (1525 С), ограничивается. При непрерывном мягком мелкопузырчатом аэрировании или добавке эквивалентного количества перекиси водорода для потребления O2 описанная обработка воды становится кислородно-нейтральной и также нейтральной по отношению к окружающей среде. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ улучшения качества воды в биологических питательных системах, отличающийся тем,что к питательной системе с использованием микробиологической активности воды и фильтрующих систем добавляют в качестве единственного средства или в любой комбинацииA) для понижения концентрации фосфатов по меньшей мере одну легко- или труднорастворимую соль Аl3+, Fе 3+, TiO2+, ZrO2+ или Са 2+ органической карбоновой кислоты, при необходимости, в смеси с органической карбоновой кислотой,B) для понижения концентрации нитратов или ограничения повышения нитратов по меньшей мере одно водорастворимое, свободное от азота биологически разрушаемое органическое соединение,C) для повышения карбонатной жесткости или концентрации НСО 3- по меньшей мере одну растворимую соль щелочного или щелочно-земельного металла органической карбоновой кислоты,D) для повышения общей жесткости или концентрации гидрокарбонатов Са 2+ и Mg2+ смесь из по меньшей мере одной соли Са 2+ и Мg2+ органической карбоновой кислоты и Е) для повышения концентрации CO2 по меньшей мере одно биологически разрушаемое соединение. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для понижения концентрации фосфатов добавляют Al3+-,Fe3+-, TiO2+-, ZrO2+- и/или Са 2+-ацетат, -формиат, -тартрат и/или в особенности -цитрат. 3. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что добавляют от 1 до 2 раз в неделю 1-100 мг/л, предпочтительно 10-40 мг/л цитрата алюминия и/или железа (III). 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для снижения концентрации нитратов или ограничения повышения нитратов добавляют по крайней мере одно алифатическое соединение, например спирт, углеводы или карбоновую кислоту. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что добавляют глицерин, сорбит или этанол, пентозу, гексозу или сахарозу или уксусную, лимонную, винную или молочную кислоту. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что добавляют смесь из лимонной или уксусной кислоты и сахарозы или в особенности смесь из лимонной кислоты, винной кислоты и сахарозы. 7. Способ по любому из пп.4-6, отличающийся тем, что добавляют каждые 2 дня или трижды в неделю 15-100 мг/л, предпочтительно 5-40 мг/л соединения или смеси. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что для повышения карбонатной жесткости или концентрации НСО 3- добавляют по меньшей мере одну соль щелочного или щелочно-земельного металла алифатической карбоновой кислоты. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что добавляют соль щелочного или щелочно-земельного металла лимонной, уксусной, молочной, винной, муравьиной, пропионовой или яблочной кислоты. 10. Способ по п.8, отличающийся тем, что добавляют соль щелочного и/или щелочно-земельного металла в таких количествах и с такой частотой, что достигают желаемой карбонатной жесткости и оставляют поддерживаемой карбонатную жесткость. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что для повышения общей жесткости или концентрации гидрокарбоната Са 2+ и Мg2+ добавляют смесь из солей Са 2+ и Мg2+ органической карбоновой кислоты. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что для любого управления состава общей жесткости добавляют далее хлориды и/или сульфаты Са 2+ и Мg2+. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что для повышения концентрации СO2 ежедневно или каждые 2 дня добавляют карбоновую кислоту, и/или спирт, и/или углеводы. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что добавляют глицерин, сорбит или этанол, пентозу, или гексозу, или сахарозу, или уксусную, лимонную или молочную кислоту.-7 006818 15. Способ по любому из пп.13 и 14, отличающийся тем, что добавляют ежедневно 1-20, предпочтительно 3-10 мг/л или каждые 2 дня 2-40, предпочтительно 6-20 мг/л биологически разрушаемого соединения или смеси таких соединений. 16. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно добавляют эквивалентное к потребности в O2 питательной системы количество кислорода или перекиси водорода. 17. Одно- или многокомпонентный продукт, предоставленный и расфасованный для осуществления способа по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что содержит компоненты А-Е (в качестве единственного средства или в комбинации) в виде водного концентрата или в твердой форме. 18. Одно- или многокомпонентный продукт по п.17, отличающийся тем, что твердая форма представляет собой порошок, гранулят, экструдат, бисер, капсулы или таблетки. 19. Одно- или многокомпонентный продукт по п.17 или 18, отличающийся тем, что включает упаковку с данными по дозировке и/или листок-вкладыш, содержащий данные по дозировке.
МПК / Метки
МПК: C02F 1/68
Метки: качества, системах, воды, улучшения, питательных, способ
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-6818-sposob-uluchsheniya-kachestva-vody-v-pitatelnyh-sistemah.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ улучшения качества воды в питательных системах</a>
Предыдущий патент: Средство для обработки воды для удлинения интервала смены воды в питательных системах
Следующий патент: Способ делигнификации лигноцеллюлозного сырья
Случайный патент: Фунгицидная смесь на базе протиоконазола и пираклостробина