JP4932111B2

JP4932111B2 - 維持水の水質を改善する方法

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Publication number: JP4932111B2
Application number: JP2001524917A
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Inventors: リッター，ギュンター
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Description

【０００１】
本発明は、生態学的に中性であり、化学的及び微生物学的に作用する水添加物の使用によって生物学的維持システムの水質を改善する、又は重要な化学的水パラメータを是正及び調節する個別の方法、生物学的維持システムの水質を改善する方法のいくつかの組み合わせならびにこれによって使用可能である単一又は多成分の生成物に関する。
【０００２】
生物学的維持システム、たとえば水槽、水性土壌及び池では、そこで維持されている魚及び他の水生動物に対する毎日の給餌によって、重要な化学的水パラメータの累積的変化、ひいては連続的な水質悪化が起こる。続いて、維持されている魚及び他の水生動物の生息水準が相応に低下する。
【０００３】
はじめの水、たとえば水道水が充分な水質を有するとしても、その後、頻繁な部分的又は完全な水交換により、維持によって生じる水質の悪化に遭遇することがある。水生生物飼育者にとって水交換の作業は労を要し、不快であり、維持されている魚及び他の水生生物は、一部には、新鮮なはじめの水の望ましくない性質、たとえば塩素又は重金属による相当な危険から逃れられない。
【０００４】
したがって、本発明に記載のように、水質の悪化を抑制する、又はなくすことができる場合には、水交換の頻度及び量を最小限にすることが望ましいであろう。
【０００５】
詳細には、生物学的維持システムにおいて、水質を損なう重要な水パラメータの以下の変化につながる。これは、一部には、すでに公知の手段によって対処される。
【０００６】
Ａ）このような変化の例は、餌の連続的な導入によるホスフェート濃度の増大である。１０〜２０mg/lを超える値までのホスフェート増加は、ホスフェートによって望ましくない藻類増殖が促進されるため、不利である。
【０００７】
ホスフェートを減らすために、以下の手段が公知である。
ａ）ろ過システムに導入されるＡｌ³⁺及び／又はＦｅ³⁺酸化物（水酸基含有粒質物）へのホスフェートの結合。欠点は、その限られた能力である。それらを使い果たした後は、粒質物を交換しなければならず、それにはしばしば非常に労を要する。水生生物飼育者がホスフェート含有量を定期的に計測しないならば、この物質の消耗を認識することができず、維持水中のＰＯ₃ ^3-濃度は再び上昇する。すなわち、この方法の処理の成果は、不十分でしかないことが多い。
【０００８】
ｂ）定期的な使用の場合、溶解した無機のＡｌ³⁺塩及び／又はＦｅ³⁺塩の添加もまた、ＰＯ₄ ^3-濃度の低下につながる。この方法の欠点は以下のとおりである。−溶解した無機のＡｌ³⁺塩及びＦｅ³⁺塩の高い魚毒性
−アニオン、たとえば塩化物イオン及び硫酸イオンによる水の富化
−炭酸塩硬度、ＨＣＯ₃ ^-及びＣＯ₃ ^2-含有量の減少、それに伴って
−緩衝能力の低下
−pH値の低下及びKH＝０°dHにおける酸降下の危険
−水の濁りならびにＡｌ（ＯＨ）₃及びＦｅ（ＯＨ）₃の不快な凝集
【０００９】
Ｂ）前記望ましくない変化のさらなる例は、給餌によるタンパク質及び他の窒素源の連続的導入によるニトレート濃度の増大である。給餌に由来する窒素のすべての供給源、たいていはタンパク質が微生物的に酸化されて、アンモニア及びニトライトを介してニトレートになる。連続的なニトライトの増加は、水生生物飼育者にとって望ましくない、維持水への不自然な負荷を表す。しばしば、はじめの水のニトレート含有量はすでに非常に高く、たとえば２５〜５０mg/lであり、そのため、水の交換によって数mg/lの自然なＮＯ₃ ^-濃度を達成することは決してできない。
【００１０】
ニトレート含量を低下させるために、以下の手段が公知である。
ａ）アニオン交換剤による、たいていは塩化物形態での、ニトレート含有量の低下。これによる欠点は、交換剤の担荷アニオン、たいていは塩化物イオンによる硝酸イオンの交換ならびに硫酸イオン及び炭酸水素イオンの交換である。炭酸塩硬度の望ましくない低下に加えて、化学的な水組成が完全に変化する。
【００１１】
ｂ）嫌気媒体又は嫌気反応体における脱窒。粒質物形態の、実際上不溶性で生物学的に分解可能な有機の無窒素物質をろ過システムに導入することにより、強力なＯ₂の消費により、嫌気領域が設けられ、この中で、酸素源としてのニトレートがＮ₂に還元される。欠点は以下のとおりである。
−不確かな投与
−不確かなプロセス制御及びプロセス制御可能性
−低いＮＯ₃ ^-濃度の場合、サルフェートが還元されて毒性の高い硫化水素になることが予想されること。
【００１２】
Ｃ）硝化によって生じる炭酸塩硬度の低下が、前記望ましくない水の変化のさらなる例を形成する。連続的に供給される有機窒素の酸化は、硝化細菌によって可能になるアンモニアのニトライトへの酸化によって進行する。この生物学的プロセスの場合、アンモニア１molあたりＨ⁺イオン１molが得られる。遊離したＨ⁺イオンが、炭酸塩硬度の形成体として存在する塩基、たいていは炭酸水素イオンと反応すると、プロトン化及び炭酸塩硬度の低下が起こる。
【００１３】
炭酸塩硬度損失（又はＨＣＯ₃ ^-損失）を補充し、また、炭酸塩硬度を増すための、以下の手段が公知である。
【００１４】
ａ）粉末又は溶液としてのＮａＨＣＯ₃及び／又はＮａ₂ＣＯ₃の添加。この方法は信頼性が高いが、以下の欠点を伴う。
−ＮａＨＣＯ₃／Ｎａ₂ＣＯ₃混合物の場合、維持水の中で急速なpH上昇を招き、それが生物の相当なストレスにつながる。
−アンモニウム含有量が増大した水の中では、pH上昇と並行して、とりわけ、致死量のアンモニアが遊離する。
−ＮａＨＣＯ₃の水溶性は比較的低く、その結果、高濃度の使いやすい液状生成物は不可能である。
【００１５】
ｂ）溶解した炭酸水素カルシウムの他に多くの遊離ＣＯ₂を含有する、調製したばかりの溶液の添加。過剰なＣＯ₂は、生物の急速なＣＯ₂損傷につながり得る。ＨＣＯ₃濃度の他に、ここではＣａ²⁺濃度もまた上昇するが、それは常に望まれるわけではない。
【００１６】
さらには、溶解した炭酸水素カルシウムの化学的及び生物学的に生じた損失が、望ましくない水の変化をもたらすことがある。ＣＯ₂消費及びそれに関連するpH上昇によって、石灰／炭酸平衡が石灰沈殿の方向に移行する。溶解したＣａ（ＨＣＯ₃）₂の不利な損失が、カルシウム濃度の対応する低下及びＨＣＯ₃濃度の対応する低下（炭酸塩硬度低下）につながる。
【００１７】
Ｃａ（ＨＣＯ₃）₂の損失の補充又はその増加のためには、以下の手段が公知である。
【００１８】
ａ）Ｃａ（ＨＣＯ₃）₂の他に遊離ＣＯ₂をも含有する溶液の添加。この手段は、上記欠点によって妨げられる。さらなる欠点は、プロセスが労を要する点にある。理由は、Ｃａ（ＨＣＯ₃）₂溶液は、ＣａＣＯ₃又はＣａ（ＯＨ）₂をＣＯ₂に富んだ水に溶解することにより、苦労して調製しなければならないからである。また、Ｍｇ（ＯＨ）₂又はＭｇＣＯ₃・Ｍｇ（ＯＨ）₂の添加により、さらなるＭｇ（ＨＣＯ₃）₂を含有する溶液を調製することができる。
【００１９】
ｂ）当量のＮａＨＣＯ₃及び可溶性Ｃａ、Ｍｇ塩（大部分は塩化物）を含有する固体混合物の添加。これらの混合物を維持水に溶解することにより、Ｃａ²⁺＋２Ｃｌ^-＋２Ｎａ⁺＋２ＨＣＯ₃ ^-イオンを導入する。すると、水は、望ましい〔Ｃａ²⁺＋２ＨＣＯ₃〕の他に、当量のＮａＣｌ（又はＮａ₂ＳＯ₄）を含有し、これは望ましくない。この方法の欠点は、異質の塩、たとえばＮａＣｌ又はＮａ₂ＳＯ₄の導入にある。
【００２０】
最後に、溶解した二酸化炭素の消費もまた、水質を変化させる。
【００２１】
藻類、水生植物及び独立栄養微生物は、溶解した二酸化炭素を絶えず必要とする。それによって上昇するpH値の他に、ＣＯ₂欠乏状況も起こり、それが化学的及び生物学的プロセスに対して不利に作用する。
【００２２】
ＣＯ₂欠乏を補充するためには、以下のＣＯ₂添加手段が公知である。
【００２３】
ａ）ＣＯ₂圧力ボトルからのＣＯ₂ガスの添加。この方法の場合における問題点は、
−投与の調節及び制御の困難性
−価格
−圧力ガスシステムに伴う安全性の危惧
である。
【００２４】
ｂ）黒鉛電極の陽極酸化によるＣＯ₂生産。このシステムは以下の欠点を含む。−投与可能性に乏しいこと
−強力な脱石灰化に伴う、陰極における二次的化学的プロセスによるＣＯ₂ピーク
−酸水素ガスの形成
−塩化物に富んだ水の中での塩素の形成
【００２５】
ｃ）外部形成反応体におけるＣＯ₂生産。ここでもまた、システムによって生じる深刻な欠点が存在する。たとえば
−発酵プロセスの強い温度依存性
−制御が困難なプロセス
−投与可能性及び投与の恒久性に非常に乏しいこと
【００２６】
記載した種々の問題は、初めは、異質であり、一つの原理で解決することはできないように見える。
【００２７】
しかし、驚くことに、すべての部分的問題に対し、以下の化学的及び微生物学的原理を含む共通の解決方法が存在する。
【００２８】
−好気及び嫌気プロセスを含む維持システムにおける水及び特にろ過システムの微生物学的活性の利用
−生物学的に部分的又は完全に分解可能である成分、生成物及び組成物の使用
−維持システムにおける微生物学的プロセスと化学的プロセスとのリンク
−所望の機能を遂行するだけでなく、望ましくない追加の物質を導入せず、それを蓄積させない成分、生成物及び組成物の使用
−魚及び他の水生生物にとって完全に安全である成分、生成物及び組成物の使用−すべての生成物及び方法は、生態学的に中性に働き、水質の二次的悪化につながらない。
−すべての促進機能は単独で非常に扱いやすく、水添加物を投与するのを可能にする。
【００２９】
したがって、本発明の主題は、生物学的維持システムの水質を改善する方法であって、
ａ）ホスフェート濃度の低下のための、少なくとも１種の、おそらくは有機カルボン酸と混合した、有機カルボン酸の易溶性又は難溶性のＡｌ³⁺塩、Ｆｅ³⁺塩、ＴｉＯ²⁺塩、ＺｒＯ²⁺塩又はＣａ²⁺塩、
ｂ）ニトレート濃度の低下又はニトレート増加の制限のための、少なくとも１種の水溶性のＮを含まない生物学的に分解可能な有機化合物、
ｃ）炭酸塩硬度又はＨＣＯ₃ ^-濃度の増大のための、少なくとも１種の有機酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩、
ｄ）全硬度又はＣａ²⁺炭酸水素塩及びＭｇ²⁺炭酸水素塩の濃度の増大のための、少なくとも１種の有機カルボン酸のＣａ²⁺塩及びＭｇ²⁺塩の混合物ならびにＣＯ₂濃度の増大のための、少なくとも１種の生物学的に分解可能な化合物
を、単独で又は組み合わせて維持システムに加えることを特徴とする方法である。
【００３０】
さらには、本発明の主題は、機能的で必要に応じた因果的使用のための、維持システムの水質を改善するための単一の又は多成分の生成物であって、
１）少なくとも１種の、おそらくは有機カルボン酸と混合した、有機カルボン酸の易溶性又は難溶性のＡｌ³⁺塩、Ｆｅ³⁺塩、ＴｉＯ²⁺塩、ＺｒＯ²⁺塩又はＣａ²⁺塩、
２）少なくとも１種の水溶性のＮを含まない生物学的に分解可能な有機化合物、
３）少なくとも１種の有機カルボン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩、ならびに
４）少なくとも１種の有機カルボン酸のＭｇ²⁺塩及びＣａ²⁺塩の混合物
の含有（単独又は組み合わせ）を特徴とする単一又は多成分の生成物である。
【００３１】
簡単な添加された前駆体から所望の水改善を達成するための微生物学的及び化学的反応器としての維持システムの一貫した使用及びリンクは新規であり、当業者にとって自明ではなく、簡素さ、制御可能な支配的プロセスならびに潜在的に損傷性の副作用の完全な不在のおかげで、従来技術の解決方法と比較して相当な革新的利点をもたらす。本発明の特別な利点はまた、前記部分的問題の別々又は共通の解決方法を可能にするという事実に見られる。
【００３２】
以下、本発明の詳細な解決方法を記載する。
【００３３】
Ａ）ホスフェート濃度の低下
これは、好ましくは、Ａｌ³⁺、Ｆｅ³⁺及びＴｉＯ²⁺又はＺｒＯ²⁺の有機カルボン酸塩、たとえばそれらの酢酸塩、ギ酸塩、酒石酸塩及び特にクエン酸塩を用いて実施する。ホスフェートと強力に結合する金属イオンＡｌ³⁺、Ｆｅ³⁺、ＴｉＯ²⁺、ＺｒＯ²⁺の他に、有機カルボン酸のカルシウム塩を同様な方法で使用することができるが、ホスフェート除去能力は相当に低下する。有機酸の塩と、塩基性有機酸及び他の有機酸との混合物、たとえば
クエン酸アルミニウム＋クエン酸、
クエン酸鉄（III）＋クエン酸、
クエン酸鉄（III）＋酒石酸
を使用しても同じ効果が得られる。
【００３４】
さらには、有機酸との前記金属の難溶性塩を固形（粉末、粒質物、錠剤）で貯蔵ホスフェート除去剤としてろ過システム又は一般に維持システムに添加することも可能である。
【００３５】
以下、Ａｌ³⁺塩及びＦｅ³⁺塩に関して原理を説明するが、これは、ＴｉＯ²⁺塩及びＺｒＯ²⁺塩にも相応に当てはまる。カルボン酸のＡｌ³⁺塩及び／又はＦｅ³⁺塩を維持水に加えるならば、はじめ、凝集及び濁りは認められない。ろ過システム中で生物学的好気分解の場合：
【００３６】
【化１】

【００３７】
【化２】

【００３８】
のみにしたがってＡｌ（ＯＨ）₃又はＦｅ（ＯＨ）₃が直後に形成した場合、ホスフェートが加えられ、水酸化物とともに沈殿する。
【００３９】
いっしょに凝集したホスフェートとともに沈殿する金属水酸化物は、ろ過スラッジ中に集まり、定期的なフィルタ清浄の際に除去される。
【００４０】
有機金属塩をたとえば水性溶液として維持水に定期的に添加することにより、ホスフェート増加を完全に防ぐことができる。
【００４１】
無機のＡｌ³⁺塩又はＦｅ³⁺塩を用いるホスフェート沈殿とは対照区別して、本発明のホスフェート沈殿は、以下の重大な驚くべき利点を含む。
−濁り及び凝集塊の形成が水中で起こらない。
−プロセスは、実質的に生物学的に活性なろ過システム中で実施される。
−有機金属塩は、
毒物学的に中性、
生態学的に中性、
炭酸塩硬度的に中性
に働く。
−富化作用のある異質なイオンは添加されない。
−カルボン酸アニオンの好気分解により、ＣＯ₂だけが生成され、それがＣＯ₂含有量にプラスに影響し、ＣＯ₂消費を部分的に補充する。
【００４２】
得られるホスフェート濃度は、金属ごとに典型的である。
クエン酸Ｆｅの場合：約０．０〜０．２mg/l、
クエン酸Ａｌの場合：約０．０〜０．５mg/l、
クエン酸Ｃａの場合：約０．５〜１．５mg/l

【００４３】
週一回又は二週に一回、クエン酸アルミニウム、クエン酸鉄又はそれらの混合物１mg/l〜１００mg/l、好ましくは１０mg/l〜４０mg/lを維持水に加えると、非常に良好なホスフェート除去に成功する。ホスフェート除去作用は、導入される金属カチオンの量に依存する。
【００４４】
Ｂ）Ｎを含まない可溶性有機化合物によるニトレート濃度の低下又はＮＯ₃増加の制限
Ｎを含まない分解可能な有機物質が、嫌気反応体の存在なしでもまた定期的に維持水に加えられるならば、ニトレート濃度の増大は鈍化又は制限され、平均レベルで横ばいになるニトレート濃度が達成される。本発明のこれらの水添加物による処理なしでは、ニトレート含有量は単調かつ無限にさらに増大する。ニトレート増加の抑止又は制限の理由は、フィルタの嫌気微小領域における部分的脱窒にあるため、鈍化と並行して、ニトレート制限が増強し、硝化によって生じる炭酸塩硬度（ＨＣＯ₃ ^-濃度）の損失もまた抑止又は制限される。
【００４５】
ニトレートを減少させる水溶性化合物としては、原則的に、生物学的に分解可能なすべての有機化合物を使用することができるが、好ましくは、脂肪族化合物、たとえばアルコール（たとえばグリセロール、ソルビトール、エタノール）、糖（たとえばペントース、ヘキソース、サッカロース）、カルボン酸（たとえば酢酸、クエン酸、乳酸及び酒石酸）を使用することができる。また、各場合、等しい量のクエン酸とサッカロース又は酢酸とサッカロースの組み合わせが非常に有用であることがわかった。
【００４６】
維持水に、週三回又は二日に一回、５〜１００mg/l、好ましくは５〜４０mg/lの酸化合物又は混合物を加えるならば、ニトレート増加は鈍化し、選択される投与に関連して、所定のニトレート最高濃度はもはや超えられない。
【００４７】
組み合わせクエン酸／サッカロースの投与例は次のとおりである。
ａ）週三回１０mg/l〔クエン酸＋サッカロース（１：１）〕投与：ニトレート限界濃度：６０〜８０mg/l
ｂ）週三回２０mg/l〔クエン酸＋サッカロース（１：１１）〕投与：４０mg/l

【００４８】
より高い投与量、たとえば６０〜１００mg/lを週三回又はより少量を、たとえば、１日１０mg/mlをより頻繁に投与する場合、ニトレート限界濃度をさらに、たとえば５〜１０mg/l ＮＯ₃ ^-に下げることができる。
【００４９】
ＮＯ₃ ^-安定化と並行して、炭酸塩硬度の安定化が最小値で達成され、それよりもさらに炭酸塩硬度が下がることはない。
【００５０】
添加された化合物は、Ｈ₂ＯとＣＯ₂とに完全に分解される。形成されたＣＯ₂は植物、藻類及び硝化細菌によってＣ源として使用される。
【００５１】
空気を導入することにより、必要に応じてＣＯ₂濃度を下方修正することができる。
【００５２】
Ｃ）炭酸塩硬度又はＨＣＯ₃ ^-濃度の増大
本発明の解決方法の場合、脂肪族カルボン酸、たとえば酢酸、乳酸、クエン酸、酒石酸、ギ酸、プロピオン酸、リンゴ酸などのＮａ⁺塩、Ｃａ²⁺塩、Ｍｇ²⁺塩及びＳｒ²⁺塩の使用とともに以下の微生物学的／化学的原理を利用する。
【００５３】
カルボン酸、たとえば酢酸が微生物学的に分解されるならば、結果的に、Ｈ₂Ｏ及びＣＯ₂だけが得られる。
【００５４】
【化３】

【００５５】
他方、カルボン酸塩を微生物学的に分解させるならば、ＣＯ₂の他に、導入されたアニオンの負電荷の数に対応して炭酸水素イオンが形成される。
【００５６】
【化４】

【００５７】
カルボン酸の塩を維持水に導入することにより、生物学的分解ののち、炭酸水素イオンが形成される。
【００５８】
有機ナトリウム塩、たとえば酢酸Ｎａ、クエン酸Ｎａからの炭酸水素ナトリウムの例では、ＮａＨＣＯ₃そのものが容易に入手しうるため、非常にめざましい作用を起こすことはできない。しかし、ここでさえ、液状組成物の場合、たとえば高い生成物濃度及び範囲を可能にする酢酸Ｎａの場合、たいていはＮａＨＣＯ₃と比べて非常に高い溶解性の大きな利点が存在する。
【００５９】
ＮａＨＣＯ₃又はＮａ₂ＣＯ₃の代わりに有機Ｎａ塩を使用するさらなる利点は、pH中性使用にある。
−生成物中で過剰なカルボン酸が酸性に調節され得るとしても、有機酸のＮａ塩はpH中性に作用する。ＮａＨＣＯ₃又はＮａ₂ＣＯ₃では、当然これは不可能である。
−生物学的分解の場合（ギ酸塩の場合は別として）、同じくpH上昇に抗するＣＯ₂がなおも得られる。
【００６０】
公知であるように、物質としては利用できないアルカリ土類金属Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｓｒ²⁺の炭酸水素塩の導入を考えると、本発明の問題解決方法の利点をよりいっそう理解することができる。有機カルボン酸の可溶性のＭｇ²⁺塩、Ｃａ²⁺塩、ＳＲ²⁺塩の添加により、所望の濃度の炭酸水素イオンを問題なく維持水中に蓄積することができる。
【００６１】
【化５】

【００６２】
投与は、炭酸塩硬度又はＨＣＯ₃ ^-濃度の所望の調節又は増大に合わせられる。有機カルボン酸のＮａ塩１mmol/lは炭酸塩硬度を２．８°dH増し、有機カルボン酸のＭｇ²⁺塩、Ｃａ²⁺塩、Ｓｒ²⁺塩１mmol/lは炭酸塩硬度を５．６°dH増す。
【００６３】
有機カルボン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩は、固形（粉末、粒質物、錠剤）又は水性溶液の形態で維持水に加えることができる。
【００６４】
カルボン酸として、以下を使用することができる。
ａ）Ｎａ⁺塩の場合、
事実上すべての脂肪族カルボン酸、特に酢酸、乳酸、クエン酸、酒石酸など。ｂ）Ｍｇ²⁺塩の場合、
事実上すべての脂肪族カルボン酸、特に酢酸、乳酸、クエン酸、酒石酸など。ｃ）Ｃａ²⁺塩の場合、
水溶性Ｃａ²⁺塩を形成するすべての脂肪族カルボン酸、特にギ酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸、リンゴ酸など。
ｄ）Ｓｒ²⁺塩の場合、
水溶性Ｓｒ²⁺塩を形成するすべての脂肪族カルボン酸、特にギ酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸、リンゴ酸など。
【００６５】
Ｄ）全硬度又はＣａ²⁺炭酸水素塩及びＭｇ²⁺炭酸水素塩の濃度の増大
本発明によるこの問題解決方法の原理及び使用のすべての重要な詳細は、Ｃ）のところで記載した。方法及び組成物の利点は以下のとおりである。
−全硬度の非常に簡単で確実で定まった調節及び増大
−生成組成物、特に溶液の問題のない調製及び使用
−望ましくない異質イオンが導入されない。
−∞：１〜１：∞間でのすべての所望のＭｇ：Ｃａ比の容易な調節
−植物、藻類及び独立栄養微生物のＣ源として役立つ制御された量のＣＯ₂だけが製造される。
−有機塩から形成されるここで記載したＭｇ²⁺炭酸水素塩及びＣａ²⁺炭酸水素塩の他に、他の無機のＭｇ²⁺塩、Ｃａ²⁺塩、たとえば塩化物又は硫酸塩を組み合わせて添加して、全硬度のあらゆる可能な又は必要な化学組成を実現することができる。
【００６６】
Ｅ）ＣＯ₂濃度の増大
前記問題解決方法Ａ）〜Ｄ）で、有機化合物の生物学的分解の場合、維持システム中でＣＯ₂が形成されることがすでに記載されている。これは、内部の微生物学的に作動しているＣＯ₂供給システムまで増やすことができる。連続的かつ充分であるが、生物を損傷しないＣＯ₂の維持水への供給が、種々の重要な機能を達成する。
−植物生物の炭素肥沃化
−独立栄養微生物、特に硝化細菌への炭素供給
−ＣＯ₂消費によって生じるpH上昇の防止
−ＨＣＯ₃ ^-／ＣＯ₂酸塩基平衡の調節による所定のpH値の調節
−石灰／ＣＯ₂平衡への介入ならびに化学的及び生物学的石灰沈殿の防止
【００６７】
１〜２５mg/l、好ましくは５〜１５mg/lのＣＯ₂濃度が最適範囲にあることがわかった。魚及び他の水中生物の潜在的なＣＯ₂損傷はここでは起こらない。ＣＯ₂は維持システム中で連続的に消費され、損失が大気中に出るため、ＣＯ₂は、正確な量を維持水に投与しなければならない。
【００６８】
これは、生物学的に分解可能な有機化合物、たとえば脂肪族有機カルボン酸、アルコール及び糖の、一日一回又は二日に一回の投与によって非常に容易に達成することができる。以下の化合物が特に有用であることがわかった。
ａ）カルボン酸：ギ酸、シュウ酸、酢酸、乳酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸
ｂ）アルコール：エタノール、グリセロール、ソルビトール
ｃ）糖：ペントース、ヘキソース、サッカロース
【００６９】
カルボン酸のみを投与するならば、化学反応で、炭酸水素塩供給から当量のＣＯ₂がすぐに遊離される。
【００７０】
【化６】

【００７１】
カルボン酸アニオンのその後の生物学的分解の場合において、消費された炭酸水素はゆっくりと再び生成され（数時間から２４時間のうち）、さらなるＣＯ₂が形成される。
【００７２】
【化７】

【００７３】
その結果、カルボン酸は、段階的に
ａ）二次反応では、ＨＣＯ₃ ^-のプロトン化により、
ｂ）数時間から２４時間まで継続する反応では、生物学的酸化分解により、
ＣＯ₂を生成する。
【００７４】
維持システムに加えられるアルコール及び糖は、その後、比較的ゆっくりした微生物学的反応でＨ₂Ｏ及びＣＯ₂へと分解される。
【００７５】
種々のＣ源と種々のＣＯ₂遊離速度との組み合わせの選択により、たとえばクエン酸とサッカロース又は酢酸とサッカロースの組み合わせによって非常に均一なＣＯ₂導入を達成することができる。個々の化合物又は組み合わせは、以下のように投与される。
一日１〜２０mg/l、好ましくは３〜１０mg/l又は二日に一回２〜４０mg/l、好ましくは６〜２０mg/l

【００７６】
本発明の水改善剤は、すべての生物学的維持システム、たとえば
−水槽（温水、冷水、淡水、塩水）
−庭の池、コイの池
−水性土壌
−大型水槽（動物園、水族館）
における使用の個々に定められた機能目的のために使用することができる。
【００７７】
本発明の薬剤は、個別成分生成物又は多成分生成物の形態で、たとえば１００〜１０００lの維持システム用のパックとして、好ましくは水性濃縮物として利用可能である。これにより、濃縮物中の個々の成分１．）〜４．）を、前記推奨投与量に対応する量で組み合わせることができる。しかし、個々の成分はまた、固形（たとえば粉末、粒質物、押出し物、微片（pearls）、カプセルもしくは錠剤）又は液状で、個別に包装することもできるし、投与量に対応する１回投与量の又はより多量の適合性混合物として包装することもできる。濃縮物の個々の成分又は混合物の投与に関する正確な記述は、パッケージ又はパッケージの添付冊子に見られる。
【００７８】
投与頻度は、機能的使用から与えられる。頻度は一日一回から二日に一回まで、週一回もしくは二回から二週間に一回まで及び、又は必要に応じて行う。
【００７９】
本発明の生成物を使用する場合のさらなる処理
前記の大抵の酸化的な分解プロセスの場合、完全な分解に必要な酸素の量が消費され、適宜、本発明の水処理剤の使用の他に、さらなる処理が実施される。たとえば、大気とで平衡状態にある維持水の酸素は約８〜１０mg/l（１５〜２５℃）に制限されるため、Ｏ₂欠乏状況をもたらさないために水処理の間に酸素を導入することが必要になることがある。
【００８０】
永久的な穏やかな微細気泡通気又はＯ₂要求に等しい量の過酸化水素の添加により、前記水処理はまた、酸素的に中性、ひいては環境的に中性になる。

Claims

生物学的維持システムの水質を、維持システムの微生物学的活性を使用することにより改善する方法であって、
ａ）ホスフェート濃度の低下のための、少なくとも１種の、有機カルボン酸との混合状態であり得る、有機カルボン酸の易溶性又は難溶性のＡｌ³⁺塩、Ｆｅ³⁺塩、ＴｉＯ²⁺塩、ＺｒＯ²⁺塩又はＣａ²⁺塩、
ｂ）ニトレート濃度の低下又はニトレート増加の制限のための、少なくとも１種の水溶性のＮを含まない、生物学的に分解可能な有機化合物、
ｃ）炭酸塩硬度又はＨＣＯ₃ ^-濃度の増大のための、少なくとも１種のカルボン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩、
ｄ）全硬度又はＣａ²⁺炭酸水素塩及びＭｇ²⁺炭酸水素塩の濃度の増大のための、少なくとも１種の有機カルボン酸のＣａ²⁺塩及びＭｇ²⁺塩の混合物、ならびに
ｅ）ＣＯ₂濃度の増大のための、少なくとも１種の生物学的に分解可能な化合物
を、維持システムに加えることを特徴とする方法。
ホスフェート濃度の低下のために、Ａｌ³⁺、Ｆｅ³⁺、ＴｉＯ²⁺、ＺｒＯ²⁺及び／又はＣａ²⁺の酢酸塩、ギ酸塩、酒石酸塩及び／又はクエン酸塩を加える、請求項１記載の方法。
週一回又は二週に一回、クエン酸アルミニウム及び／又はクエン酸鉄（III）１〜１００mg/lを加える、請求項１又は２記載の方法。
週一回又は二週に一回、クエン酸アルミニウム及び／又はクエン酸鉄（III）１０〜４０mg/lを加える、請求項１又は２記載の方法。
ニトレート濃度の低下又はニトレート増加の制限のため、少なくとも１種の脂肪族化合物、たとえばアルコール、糖又はカルボン酸を加える、請求項１記載の方法。
グリセロール、ソルビトールもしくはエタノール、ペントース、ヘキソースもしくはサッカロース、又は酢酸、クエン酸、酒石酸もしくは乳酸を加える、請求項５記載の方法。
クエン酸又は酢酸とサッカロースとの混合物又はクエン酸と酒石酸とサッカロースとの混合物を加える、請求項５記載の方法。
二日に一回又は週三回、該化合物又は該混合物５〜１００mg/lを加える、請求項５〜７のいずれか１項記載の方法。
二日に一回又は週三回、該化合物又は該混合物５〜４０mg/lを加える、請求項５〜７のいずれか１項記載の方法。
炭酸塩硬度又はＨＣＯ₃ ^-濃度の増大のために、少なくとも１種の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩を加える、請求項１記載の方法。
クエン酸、酢酸、乳酸、酒石酸、ギ酸、プロピオン酸又はリンゴ酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩を加える、請求項１０記載の方法。
全硬度、又はＣａ²⁺炭酸水素塩及びＭｇ²⁺炭酸水素塩の濃度の増大のために、有機カルボン酸のＣａ²⁺塩及びＭｇ²⁺塩の混合物を加える、請求項１記載の方法。
全硬度の組成の所望の制御のために、Ｃａ²⁺及びＭｇ²⁺の塩化物及び／又は硫酸塩をさらに加える、請求項１２記載の方法。
ＣＯ₂濃度の増大のために、一日一回又は二日に一回、カルボン酸及び／又はアルコール及び／又は糖を加える、請求項１記載の方法。
グリセロール、ソルビトールもしくはエタノール、ペントース、ヘキソースもしくはサッカロース、又は酢酸、クエン酸もしくは乳酸を加える、請求項１４記載の方法。
生物学的に分解可能な化合物又はそのような化合物の混合物を、一日一回１〜２０mg/l又は二日に一回２〜４０mg/l加える、請求項１４及び１５のいずれか１項記載の方法。
生物学的に分解可能な化合物又はそのような化合物の混合物を、一日一回３〜１０mg/l又は二日に一回６〜２０mg/l加える、請求項１４及び１５のいずれか１項記載の方法。
維持システムのＯ₂所要量に等しい量の酸素又は過酸化水素をさらに導入する、請求項１記載の方法。
生物学的維持システムの水質を、維持システムの微生物学的活性を使用することにより改善するための、
１）少なくとも１種の、有機カルボン酸との混合状態であり得る、有機カルボン酸の易溶性又は難溶性のＡｌ³⁺塩、Ｆｅ³⁺塩、ＴｉＯ²⁺塩、ＺｒＯ²⁺塩又はＣａ²⁺塩、
２）少なくとも１種の水溶性のＮを含まない生物学的に分解可能な有機化合物、
３）少なくとも１種の有機カルボン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩、ならびに
４）少なくとも１種の有機カルボン酸のＭｇ²⁺塩及びＣａ²⁺塩の混合物
の含有を特徴とする多成分の組成物。
１）Ａｌ³⁺、Ｆｅ³⁺、ＴｉＯ²⁺、ＺｒＯ²⁺及び／又はＣａ²⁺の酢酸塩、ギ酸塩、酒石酸塩及び／又はクエン酸塩、
２）グリセロール、ソルビトールもしくはエタノール、ペントース、ヘキソースもしくはサッカロース又は酢酸、クエン酸、酒石酸もしくは乳酸、
３）クエン酸、酢酸、乳酸、酒石酸、ギ酸、プロピオン酸又はリンゴ酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩、ならびに
４）Ｃａ²⁺及びＭｇ²⁺の塩化物及び／又は硫酸塩との混合状態であり得る、有機カルボン酸のＣａ²⁺塩もしくはＭｇ²⁺塩又はＣａ²⁺塩及びＭｇ²⁺塩の混合物
を含有する、請求項１９記載の組成物。