EA006818B1

EA006818B1 - Способ улучшения качества воды в питательных системах

Info

Publication number: EA006818B1
Application number: EA200200385A
Authority: EA
Inventors: Гюнтер Риттер
Original assignee: Тетра Гмбх
Priority date: 1999-09-18
Filing date: 2000-08-16
Publication date: 2006-04-28
Also published as: CA2382949C; KR100690080B1; DE19944799A1; ES2385872T3; DK1216208T3; AU782544B2; PT1216208E; PL209139B1; JP2003509080A; BR0014091A; CA2382949A1; PL353918A1; EP1216208B1; HK1049991B; HK1049991A1; BR0014091B1; EA200200385A1; AU7276300A; ATE553066T1; CN1374931A

Abstract

Описан способ улучшения качества воды или корректировки и регулировки важнейших химических параметров воды биологических питательных систем, таких как аквариумы (подогреваемая вода, холодная вода, пресная вода, соленая вода), садовые пруды, пруды для разведения, акватеррариумы и большие аквариумы (зоологические аквариумы, открытые аквариумы), при котором добавляют в питательные системы в качестве единственного средства или в любой комбинацииa) для понижения концентрации фосфатов по меньшей мере одну легко- или труднорастворимую соль Al, Fe, TiO, ZrOили Саорганической карбоновой кислоты и при необходимости в смеси с органической карбоновой кислотой,b) для понижения концентрации нитратов или ограничения повышения нитратов по меньшей мере одно водорастворимое, не содержащее азот биологически разрушаемое соединение,c) для повышения карбонатной жесткости или концентрации НСОпо меньшей мере одну соль щелочного или щелочно-земельного металла органической карбоновой кислоты,d) для повышения общей жесткости или концентрации гидрокарбонатов Саи Mgсмесь по меньшей мере из одной соли Саи Mgорганической карбоновой кислоты иe) для повышения концентрации COпо меньшей мере одно биологически разрушаемое соединение,и при этом применимы одно- или многокомпонентные продукты.

Description

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.

A) 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 А1³⁺ и/или Бе³⁺ (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 РО₄ ^3- в емкостной воде снова растет, т.е. достигнутый результат обработки таким способом зачастую является недостаточным.

b) Добавление растворимых неорганических солей А1³⁺ и/или Бе³⁺ при регулярном применении также приводит к понижению концентрации РО4^-3. Недостатками этого способа являются высокая токсичность для рыб растворимых неорганических солей А1³⁺ и Бе³⁺, обогащение воды анионами, такими как, например, хлориды или сульфаты, снижение карбонатной жесткости, содержания НСО3^- и СО3^2- и уменьшение буферирующей способности, снижение уровня рН и опасность уменьшения кислотности при КН=-0° 6Н, помутнение воды и нежелательная флокуляция А1(ОН)₃ и Бе(ОН)₃.

B) 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 ΝΌ₃ ^- 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 О2 создаются анаэробные области, в которых нитрат как источник азота превращается в Ν₂.

Недостатками являются небезопасное дозирование, небезопасное управление процессом и его сдерживание, ожидаемое восстановление сульфатов при низкой концентрации ΝΟ₃ ^- до высокотоксичного сероводорода.

C) 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 Н⁺ 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 НСО₃ ^-), а также и для повышения карбонатной жесткости известны следующие мероприятия.

a) Добавка ИаНСО₃ и/или Ыа₂СО₃ в виде порошка или в виде раствора. Способ функционирует надежно, но сохраняет следующие недостатки:

в присутствии смеси №1НСО₃/№1₂СО₃, 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 ЫаНСО₃ 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 СО₂. Излишек СО₂ может привести к быстрому СО₂-повреждению организмов. Наряду с концентрацией НСО₃ повышается также концентрация Са²⁺, что не всегда желательно.

Кроме того, химические и биологические потери растворенного гидрокарбоната кальция могут приводить к нежелательным изменениям воды. При расходовании СО2 и связанном с этим повышении уровня рН сдвигается равновесие известь/угольная кислота в направлении осаждения извести. Вредные потери растворимого Са(НСО3)2 ведут соответственно к уменьшению концентрации кальция и концентрации НСО3^- (снижение карбонатной жесткости).

Для компенсации потерь Са(НСО3)2 или его повышения известны следующие мероприятия.

a) Добавка растворов, которые наряду с Са(НСО3)2 содержат большие количества свободного СО2. Это мероприятие с его выраженными недостатками описано выше. Следующим недостатком является затруднительность способа, т.к. растворы Са(НСО₃)₂ при растворении Са(СО₃) или Са(ОН)₂ должны с трудом готовиться в воде, насыщенной СО₂. При добавке Мд(ОН)₂ или Мд(СО₃)-Мд(ОН)₂ может также образовываться раствор, который дополнительно содержит Мд(НСО₃)₂.

b) Добавка твердых смесей, которые содержат эквивалентные количества №1НСО₃, и растворимых солей Са и Мд (по большей части, хлоридов). При растворении этой смеси в емкостной воде вносятся ионы С.’а^:'+2С.Т+2№1'+2НС.’О3^-. Вода, наряду с желательными (Са²⁺+2НСО3^-), также содержит эквивалентные количества (ИаС1) (или также №1₂8О₃). которые нежелательны. Недостаток этого способа состоит во внесении посторонних солей, например №1С1 или №1₂8О₃.

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 СО2, который отрицательно сказывается на химических и биологических процессах.

Для компенсации недостатка СО₂ известны следующие дополнительные мероприятия.

a) Подача газа СО2 из баллона с СО2. Проблемными при этом методе являются тяжелое регулирование и контролирование дозировки, цена, риски, обусловленные безопасностью, которая связана с системой газа, работающего под давлением.

b) Выработка СО2 при анодном окислении графитового электрода. Система имеет следующие недостатки:

плохое дозирование, пик СО2 за счет вторичного химического процесса на катоде, связанного с сильным удалением извести, возникновение гремучего газа, образование хлора в водах, богатых хлоридами.

c) Образование СО₂ 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 добавляют

a) для снижения концентрации фосфатов по меньшей мере одну легко- или труднорастворимую соль А1³⁺, Ее³⁺, ΝίΘ²⁺, ΖγΟ²⁺ или Са²⁺ 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 НСО₃ ^- по меньшей мере одну растворимую соль щелочного или щелочно-земельного металла органической карбоновой кислоты,

k) для повышения общей жесткости или концентрации гидрокарбонатов Са²⁺ и Мд²' смесь из по меньшей мере одной соли Са⁺² и Мд⁺² органической карбоновой кислоты и

е) для повышения концентрации СО₂ 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)

l) по меньшей мере одной легко- или труднорастворимой соли А1³⁺, Ее³⁺, Т1О²⁺, ΖγΟ²⁺ или Са²⁺ 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 Мд⁺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 А1³⁺, Ее³⁺ и ΤίΘ²⁺ или ΖγΟ²⁺ органических карбоновых кислот, например с ацетатами, формиатами, тартратами и в особенности с цитратами. Наряду с сильно связывающими фосфаты ионами металлов А1³⁺, Ее³⁺, Т1О²⁺, ΖγΟ²⁺ 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 А1⁺³ и Ее⁺³, но соответственно пригоден также для солей Т1О⁺² и ΖγΟ⁺². Если в емкостную воду добавляют соли карбоновых кислот А1⁺³ и Ее⁺³, то, прежде всего, не наблюдают помутнения и флокуляции. Только при аэробном биологическом разрушении в фильтрующих системах в соответствии с

- 3 006818

Цитрат алюминия (А1³⁺)+ЗНСОз’

Аэробное разрушение

Цитрат железа (III) (Ге³⁺) + СО₂ при непосредственно не принимающем участие в образовании А1(ОН)₃ или Ре(ОН)₃ согласно

+ЗНСО₃+ЗСО₂

(А1(ОН)з) 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 А1³⁺ или Ре³⁺, 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 СО₂, что оказывает положительное влияние на содержание СО₂ или отчасти уравновешивает потребление СО₂.

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 ΝΟ₃' 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 НСО₃‘).

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/л ΝΟ₃’.

Параллельно со стабилизацией нитратов достигается также стабилизация карбонатной жесткости до минимальной величины, при которой дальнейшая карбонатная жесткость не снижается.

-4006818

Добавляемые соединения разрушаются полностью до Н₂О и СО₂ Образующийся СО₂ потребляется как источник углерода растениями, водорослями и нитрифицирующими бактериями.

При введении аэрирования можно по мере надобности уменьшать концентрацию СО₂.

С) Повышение карбонатной жесткости или концентрации НСОз.

В решении согласно изобретению пользуются следующими микробиологическими/химическими принципами при применении солей № , Са²⁺, Мд² и 8г²⁺ алифатических карбоновых кислот, например уксусной, молочной, лимонной, винной, муравьиной, пропионовой, яблочной и подобных кислот.

Карбоновые кислоты, например уксусная, микробиологически деструктируются с получением Н₂О и СО₂

О₂, деструкция

СНзСООН ------------► 2СО₂+2Н₂О

Напротив, если соли карбоновых кислот подвергаются микробиологической деструкции, то наряду с СО₂ образуется гидрокарбонат в количестве, равном количеству внесенных отрицательных зарядов анионов

О₂, деструкция

СНзСОО- --------------► СО₂+ 1,5 Н₂О + НСОз’

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 №НСО₃ сам легкодоступен. Но даже здесь для жидких составов большое преимущество, по большей части, по сравнению с МаНСО₃ заключается в очень большой растворимости, например ацетата натрия, высокой концентрации продукта и его изобилии.

Дальнейшее преимущество применения органической натриевой соли вместо МаНСО₃ и Ма₂СО₃ 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 МаНСО₃ или Ма₂СО₃;

при биологической деструкции всегда возникает (кроме формиатов) еще и СО₂, который также препятствует повышению рН.

Преимущества решения проблемы согласно изобретению будут еще лучше различимы, если рассматривать внесение гидрокарбонатов щелочно-земельных Мд², Са²⁺ и 8г²⁺, которые известны как субстанции, не находящиеся в употреблении. При добавке растворимых Са²⁺, Мд² и 8г²⁺ солей органических карбоновых кислот можно без проблем получить в емкостной воде желаемую концентрацию гидрокарбоната.

Например (ацетаты)

О₂, деструкция

М²⁺(ОАс)2 _______________> М²⁺(НСО3)₂+ 2СО₂+ЗН₂О

М²⁺=М_ё ²⁺, Са²⁺, 8г²⁺

Дозирование ориентируется на желаемую регулировку или повышение карбонатной жесткости или концентрации НСО₃‘. 1 мМоль/л натриевой соли органической карбоновой кислоты повышает карбонатную жесткость на 2,8°άΗ, 1 мМоль/л Мд², Са²⁺, 8г²⁺ соли органической карбоновой кислоты повышает карбонатную жесткость на 5,6°άΗ.

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 № -солей практически все алифатические карбоновые кислоты, в особенности уксусная, молочная, лимонная, винная и подобные кислоты,

b) для М§⁺-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,

ά) для 8г⁺-солей все алифатические карбоновые кислоты, которые образуют водорастворимые стронциевые соли, в особенности муравьиная, уксусная, пропионовая, молочная, яблочная и подобные кислоты.

ϋ) Повышение общей жесткости или концентрации гидрокарбонатов Са²⁺ и Мд² .

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 Мд:Са от 1 до 1 создаются только контролируемые количества СО₂, который служит источником углеродного питания для растений, водорослей и аутотрофных микроорганизмов, наряду с описанными здесь образованными из органических солей гидрокарбонатами Са²⁺ и Мд²⁺можно добавлять другие неорганические соли Са²⁺ и Мд²⁺, например хлориды или сульфаты в комбинации, так чтобы можно было реализовать каждый возможный или требующийся химический состав общей жесткости.

Е) Повышение концентрации СО₂.

В решениях проблемы, представленных выше в пунктах Α)-ϋ), уже описывалось, что при биологической деструкции органических соединений в питательных системах образуется СО₂. Это может привести к созданию внутренней микробиологической выработки СО₂. Постоянная и обогащающая, но не разрушающая организмы выработка СО₂ 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 СО₂, регулирование определяемой величина рН за счет регулирования равновесия (НСО₃'/СО₂)-кислотаоснование, вмешательство в равновесие известь/СО₂ и предотвращение химического и биологического выпадения извести.

Оказалось, что концентрация СО₂ между 1-25 мг/л, предпочтительно 5-15 мг/л, лежит в оптимальной области. Потенциальные поражающие концентрации СО₂ для рыб и других водных организмов здесь еще не достигаются. Так как СО₂ в питательных системах постоянно потребляется и происходят потери в атмосферу, СО₂ 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 СО₂

НСОз' + СНзСООН ----------► СО₂ + Н₂О + СНзСОО'

При заключительной биологической деструкции аниона карбоновой кислоты медленно (в пределах от менее часа до 24 ч) снова образуется расходуемый гидрокарбонат и далее образуется СО₂:

СНзСОО' --------------► НСОз' + СО₂ + 1,5 Н₂О

Карбоновая кислота соответственно производит СО₂ в последовательном процессе:

a) в быстрой реакции при протонировании НСО₃‘,

b) в реакции, продолжающейся от менее 1 до 24 ч при окислительной биологической деструкции.

Добавленные в питательную систему спирты и сахара деструктируют до Н₂О и СО₂ исключительно при относительно медленной микробиологической реакции.

При выборе комбинаций различных источников углерода с различной скоростью освобождения СО₂ можно достичь очень равномерного внесения СО₂, 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 О₂ описанная обработка воды становится кислородно-нейтральной и также нейтральной по отношению к окружающей среде.

Claims

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 комбинации

A) для понижения концентрации фосфатов по меньшей мере одну легко- или труднорастворимую соль А1³⁺, Ее³⁺, ΤίΟ²⁺, ΖτΟ²⁺ 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,

Ό) для повышения общей жесткости или концентрации гидрокарбонатов Са²⁺ и Мд²' смесь из по меньшей мере одной соли Са²⁺ и Мд²⁺ органической карбоновой кислоты и

Е) для повышения концентрации СО2 по меньшей мере одно биологически разрушаемое соединение.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для понижения концентрации фосфатов добавляют А1³⁺-, Ее³⁺-, ΤίΟ²⁺-, ΖτΟ²⁺- 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 Са^2' и Мд^2' добавляют смесь из солей Са^2' и Мд^2' 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 Мд^2'.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что для повышения концентрации СО₂ 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 О₂ 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.