KR20020063858A - 수조 수질을 개선시키는 방법 - Google Patents

Abstract

본 방법은 수족관 (온수, 냉수, 담수, 바닷물), 정원 연못, 코이 연못, 수생지역 및 대규모 수족관 (동물원, 공공 수족관)과 같은 생물적 유지계에서 중요한 화학적 변수를 보정및 조절 하기 위한것이며 이때 : a) 인산염 농도의 저하를 위한, 유기 카르복실산과 혼합이 가능한, 한가지 이상의 높거나 낮게 가용성인유기 카르복실산의 Al³⁺, Fe³⁺, TiO²⁺, ZrO²⁺또는 Ca²⁺염; b) 질산염 농도를 저하시키고 질산염 증가를 억제하는, 한가지 이상의 수용성의 무-질소인 생물학적으로 분해 가능한 유기 화합물; c) 탄산염 경도 또는 HCO₃ ^-농도의 증가를 위한, 카르복실산중 한가지 이상의 알칼리 금속 또는 유기산의 알칼리토금속염.

d) Ca²⁺및 Mg²⁺탄화수소의 전체 경도 또는 농도의 증가를 위한, 유기 카르복실산 중 한가지 이상의 Ca²⁺및 Mg²⁺염의 혼합물,;및

e) CO²⁺농도의 증가를 위한, 한가지 이상의 생물학적으로 분해 가능한 화합물 및 그에 따라 사용 할 수 있는 단일 또는 다중의 성분 생성물을 개별적으로 또는 독단적으로 배합된 수조에 첨가시킨다.

Description

수조 수질을 개선시키는 방법{METHOD FOR IMPROVING WATER QUALITY OF TANK SYSTEMS}

예컨대, 수족관, 수생, 영역 및 정원 연못과 같은 생물학적 유지계의 경우, 그 안에서 어류와 그밖의 수생 동물에 대한 일당 사료 공급이 유지되므로, 중요한 화학적 수질 변수의 누적 변화가 야기되고, 따라서 수질이 지속적으로 손상된다. 이것은 부양되는 어류 및 그밖의 수생 동물의 생존의 질을 상응하게 감소시킨다.

만약, 예컨대 수도물과 같은 초기 물이 그 당시 물의 일부분이나 전부를 빈번이 교환함으로써 충분한 수질을 갖는다면, 부양에 의해 야기되는 수질 손상을 상쇄시킬 수 있다. 부분적으로 초기 담수에서 소망하지 않았던 특성들, 예컨대 염소 또는 중금속에 기인한 상당한 위험이 반드시 발생하는 어류및 그밖의 수생동물의 부양에 있어서, 물의 교환 절차는 수족관원들에게 귀찮고도 불쾌한 것이다.

따라서, 물 교환의 빈도와 양을 최소화시키는 것이 바람직하다. -본 발명에서 기술한대로- 그것은 수질의 손상을 억제하거나 제거하므로서 달성된다.

구체적으로, 생물학적 유지계에서, 수질을 손상시키는 중요한 수질 변수의 변화로는 다음을 들 수 있다. 이것은 이미 알려진 방법에 의해 부분적으로 해소될 수 있다.

A) 그러한 변화의 구체예로 지속적인 시료공급에 의한 인산염의 농도 증가가 있다. 소망하지 않은 조류 성장이 인산염에 의해 촉진되므로 10-20mg/l 이상의 값으로 인산염이 증가하는 것은 바람직하지 않다.

인산염을 감소시키는 방법은 다음과 같다:

a) 여과 시스템에 투여시킨 Al³⁺및/또는 Fe³⁺산화물 (수산화기-포함의 과립상과 인산염의 결합. 불리한점은 그 제한적인 용량에 있다. 이들이 고갈된 후, 과립을 교환하는 것이 필요하며, 이것은 종종 매우 어렵다. 만약 수족관원이 인산염 함량을 규칙적으로 측정하지 않는다면, 그는 물질의 고갈을 인식하지 못 할 것이고 유지수내 PO₃ ^3-농도는 다시 증가하므로 즉, 본 방법에 따른 처리의 성공은 종종 다만 충분치 않다.

b) 규칙적으로 사용하는 경우, 용해된 무기 Al³⁺및/또는 Fe³⁺염의 첨가가 또한 PO₄ ^3-농도를 저하시킨다.

본 과정의 단점은 다음과 같다.:

-용해된 무기 Al³⁺와 Fe³⁺염의 높은 어독성,

-예컨대, 염화물 및 황산염과 같은 음이온 수의 증대,

-HCO₃ ^-의 탄산염 경도 및 그와 함께 CO₃ ^2-함량의 감소

-완충 용량의 감소,

-KH=0。 dH에서 pH 수준 저하와 산하락 (acid fall)의 위험,

-물 혼탁 및 Al(OH)₃와 Fe(OH)₃의 소망하지 않은 응집.

B) 상기 소망하지 않았던 변화에 대한 또다른 구체예는 사료 공급으로 단백질과 그밖의 질소원의 지속적인 투여에 의한 질산염의 농도 증가이다. 보다 큰 부분 단백질에서, 사료에서 유래된 모든 질소원은 암모니아와 아질산염 내지 질산염을 거쳐 미생물적으로 산화된다. 지속적인 아질산염의 증가는 수족관원이 소망하지 않는 유지수의 부자연한 부하를 대표하는 것이다. 자주, 초기 물의 질산염 함량은 예컨대, 25-50mg/l로 이미 매우 높아서 물 교환만으로 수 mg/l의 천연 NO₃ ^-농도는 결코 얻을 수 없다.

질산염 함량을 낮추기 위한 방법은 다음과 같다.:

a) 주로 염화물 상태중 음이온 교환체에 의해 질산염 함량 저하. 단점으로는 질산염 이온을 교환체, 주로 염화물의 부하 음이온으로 교환하는 것과 황산염과 탄화수소 이온의 교체이다. 소망하지 않았던 탄산염 경도의 저하외에도 물의 화학적 조성이 완전히 변화된다.

b) 혐기성 배지물 또는 혐기성 반응기내 탈질소화. 실제로 불용성인, 생물적으로 분해 가능한 유기물의 무-질소 물질을, 질소 없는 물질을 과립형으로 여과 시스템에, 투여함으로써, 혐기성 영역은 강한 O₂를 공급하고 산소원으로서 질산염은 N₂로 환원된다. 단점으로는:

-불확실한 투여량,

-불확실한 공정 제어 및 공정 제어능,

-고독성 황화수소 낮은 NO₃ ^-농도의 경우 예상되는 황산염 환원이 있다.

c) 질소화에 의해 야기된 탄산염 저하는 언급된 소망하지 않은 물 교환에 대한 또다른 구체예를 형성한다. 연속적으로 공급된 유기 질소의 산화는 질소화 박테리아에 의해 가능하게 이루어지는 암모니아 산화를 거친 아질산염 생산이다. 생물학적 과정의 경우에는, 암모니아 몰당 1몰의 H⁺이온이 초래된다. 유리된 H⁺이온은 탄산염 경도의 양자화 및 환원과 함께 탄산염 경도의 형성자로서 존재하는 염, 대부분 탄화수소와 반응한다.

탄산염 경도 손실 (또는 HCO₃ ^-손실)을 보충하고 또한 탄산염 경도를 증가시키기 위해 다음 방법이 알려져 있다.:

a) 분말 또는 용액으로서 NaHCO₃및/또는 Na₂CO₃의 첨가. 그러나 처리 작용은 의존적으로 다음의 단점들을 포함한다.:

-NaHCO₃/Na₂CO₃혼합물의 경우, 유지수의 pH가 빠르게 증가 하여 유기체들의 상당한 스트레스를 줄 수 있다.

-암모니아 함량이 증가된 물에서, pH 증가와 평행하게, 그중 특히 치사량의 암모니아가 유리된다.

-NaHCO₃의 수가용성이 비교적 낮아서, 편리한 용도의 고농축 액체 생성물을 얻을 수 없다.

b) 용해된 탄화수소 칼슘외에도, 또한 상당량 CO₂가 없이 구성된 새롭게 제조된 용액 첨가. 과량의 CO₂는 유기체에 급속한 CO₂손상을 끼질 수 있다. HCO₃농도 외에, 여기서 또한 Ca²⁺농도가 증가하며, 이것은 항상 바람직하지 않다.

더욱이, 화학적 그리고 생물학적으로 야기된 용해된 탄화 수소 칼슘의 손실은 소망하지않은 물 교환을 야기할 수 있다. CO₂소비 및 그에 수반되는 pH 증가에 의해, 석회/탄산 평형은 석회 침전의 방향으로 바뀐다. 용해된 Ca(HCO₃)₂의 불리한 손실은 칼슘 농도와 HCO₃농도의 상응하는 저하를 (탄산염 경도 저하)초래한다.

Ca(HCO₃)₂의 손실 또는 그 증가를 보충하기 위해, 알려진 방법은 다음과 같다.

a) Ca(HCO₃)₂외에 여전히 무 (free) CO₂를 함유한 용액 첨가. 이 방법의 상기 기술한 단점을 갖는 추가의 단점은, Ca(HCO₃)₂용액이 CO₂가 풍부한 물에서 CaCO₃또는 Ca(OH₂)를 용해시킴으로써 까다롭게 생산 되므로 공정이 어렵다는데 있다. Mg(OH₂) 또는 MgCO₃Mg(OH)₂의 첨가에 의해, 또한 Mg(HCO₃)를 추가로 함유하는 용액을 제조할 수 있다.

b) 동량의 NaHCO₃와 용해성 Ca, Mg 염류 (주로 염화물)을 포함하는 고체 혼합물의 첨가. 유지수내에 이러한 혼합물을 용해시켜, 상기 이온 Ca²⁺+ 2Cl^-+ 2Na⁺+ 2HCO₃ ^-을 도입한다. 소망했던 [Ca²⁺+ 2HCO₃]외에도, 물은 소망하지 않은 NaCl (또는 Na₂SO₄) 당량을 함유한다. 상기 방법의 단점은 예컨대, NaCl 또는 Na₂SO₄와 같은, 외래 염의 도입에 있다.

결국, 용해된 이산화탄소의 소비가 또한 수질을 변화시킨다.

조류, 수생 식물과 독립영양 미생물은 지속적으로 용해된 이산화탄소를 소비한다. pH 값이 증가하는데다가 화학적 그리고 생물학적 방법상에서 불리하게 작용하는 CO₂부족 현상이 또한 야기된다.

CO₂의 보상으로서, 다음의 CO₂첨가 방법이 알려져 있다.

a) CO₂압력병으로 부터 CO₂기체 도입.

상기 방법의 문제점은 다음과 같다:

-투여량을 조절 및 제어하는데 따르는 어려움,

-가격,

-압력 가스 시스템에 수반되는 안전의 위험성.

b) 흑연 전극의 양극성 산화에 의한 CO₂공급. 이 시스템은 다음의 단점을 갖는다.:

-불충분한 분량성

-강한 탈석회질화와 결합된 양극상 이차 화학적 방법으로 인한 CO₂피크.

-옥시하이드로겐 기체 형성

-염화물 풍부한 물 중에서 염소 형성.

c) 외부 형성 생성기내 CO₂생성. 여기서 상당히 심각한 시스템 야기된 단점들이 존재하며 예컨대,

-발효 과정의 강한 온도 의존성,

-공정제어의 어려움,

-매우 부족한 투여량 가능성 및 투여량 지속성이다.

기술된 여러가지 문제점들은 초기에 이질적으로 나타나며 한가지 원리로 해결할 수 있는것이 아니다.

본 발명은 생태학적으로 중성이며 화학적 그리고 미생물학적으로- 작용하는 물 첨가제를 사용하여 생물적 유지계의 수질을 개선시키거나 물의 중요한 화학적 변수를 보정 및 조절하는 개별적인 방법, 생물학적 유지계에서 수질을 향상시키는 몇몇 방법의 결합 뿐아니라 여기서 이용 가능한 단일 또는 다중의 성분 생성물에 관한것이다.

놀랍게도, 그러나, 모든 부분적인 문제에 대해 다음의 화학적 및 미생물적인 원리를 포함하는 공통적인 해법이 존재한다. :

-물의 미생물적 활성과 특히, 호기성과 혐기성 과정을 수반하는 유지계에서 여과 시스템의 이용.

-부분적으로 또는 완전하게 생물학적으로 분해가능한 성분, 생성물과 조성물의 이용.

-유지계에서 미생물적 그리고 화학적 방법의 연계.

-소망하는 기능뿐 아니라, 소망하지 않는 부가 물질을 도입시키지 않거나 이들이 축적 되도록 하는 성분, 생성물 및 조성물의 이용.

-어류 및 그밖의 수생 유기체용으로 완전히 안전한 성분, 생성물 및 조성물의 이용.

-생태학적으로 중성이고 수질의 2차적인 손상이 없도록 하는 모든 생성물 및 방법.

-처리가 매우 단순하고 적량의 물 첨가를 가능하게 하는 모든 촉진 작용.

그러므로, 본 발명의 목적은 생물학적 유지계의 수질을 향상시키는 방법을 제공하는 것이고, 이 방법은 다음을 단독으로 또는 공동으로 유지계에 첨가시키는 것을 특징으로 한다.:

a) 인산염 농도의 저하를 위해, 유기 카르복실산과의 혼합물이 가능한, 한가지 이상의 용이하게 또는 드물게 가용성인 유기 카르복실산의 Al³⁺, Fe³⁺, TiO²⁺, ZrO²⁺또는 Ca²⁺염;

b) 질산염 농도를 저하시키거나 질산염 증가를 제한하는, 한가지 이상의 수가용성의 무-질로(N-free)인 생물학적으로 분해 가능한 유기 화합물;

c) 탄산염 경도 또는 HCO₃ ^-농도의 증가를 위한, 유기산의 한가지 이상의 알칼리 금속 또는 알칼리토금속염;

d) 총 경도 또는 Ca²⁺및 Mg²⁺탄화수소의 농도를 증가시키기 위한, 유기 카르복실산 중 한가지 이상의 Ca²⁺및 Mg²⁺염의 혼합물 그리고 CO₂농도의 증가를 위한, 한가지 이상의 생물학적으로 분해 가능한 화합물.

더욱이, 본 발명의 목적은 필요에 따라 기능적, 합리적으로 사용되는 유지계의 수질 향상용 단일 또는 다중의 성분 생성물을 제공하는 것이고 다음을 (단독 또는 공동으로)포함하는 것이 특징이다.

1.) 유기 카르복실산과 혼합물이 가능한, 한가지 이상의 용이하게 또는 드물게 가용성인 유기 카르복실산의 Al³⁺, Fe³⁺, TiO²⁺, ZrO²⁺또는 Ca²⁺염;

2.) 한가지 이상의 수가용성인 무-질소의 생물학적으로 분해 가능한 유기 화합물;

3.) 유기 카르복실산의 한가지 이상의 용해성 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속;

4.) 유기 카르복실산중 한가지 이상의 Mg²⁺및 Ca²⁺염의 혼합물.

간단성, 조절 가능한 관제적인 과정, 그리고 손상시킬 수 있는 부작용과 기능의 완전한 부재 때문에, 단순히 첨가된 전구체로부터 소망하는 수질 향상을 달성하기 위해 미생물학적 그리고 화학적 반응기로서 유지계를 일관되게 이용하고 관계시키는 것은 당업자에게 새롭고 명백하지 않은 것이고, 종래 기술의 해법과 비교해 볼때 현저하고도 혁신적인 장점을 가져온다. 상기 기술한 부분적인 문제들이 개별적이거나 공동으로 해결 가능하다는 사실이 또한 본 발명의 특별한 장점이다.

다음으로, 본 발명에 따른 자세한 설명을 기술한다.:

A) 인산염 농도의 저하

이것은 바람직하게 유기카르복실산의 Al³⁺,Fe³⁺및 TiO²⁺또는 ZrO²⁺염, 예컨대 그 아세테이트, 포르메이트, 타르트레이트 및 특히 시트레이트를 이용하여 이루어진다. 강하게 인산염-결합하는 금속 이온 Al³⁺,Fe³⁺, TiO²⁺, ZrO²⁺이외에, 또한 유사한 방법으로 유기 카르복실산의 칼슘염류를 사용할 수 있으나, 현저히 작은 인산염 제거 능력을 갖는다. 염기성 유기산과 그밖의 유기산의 혼합물을 또한 유사한 효과로 이용할 수 있고, 예컨대

알루미늄 시트레이트 플러스 시트르산,

철 (Ⅲ) 시트레이트 플러스 시트르산,

철 (Ⅲ) 시트레이트 플러스 타르타르산이 있다.

더욱이, 여과 시스템 또는 일반적인 유지계에 저장 인산염 제거기로서 유기산중 상기 금속의 드물게-용해성인 염을 고체 상태 (분말, 과립, 정제)로 첨가하는 것이 가능하다.

Al³⁺및 Fe³⁺염에 대한 원리를 다음과 같이 예시하나 TiO²⁺및 ZrO²⁺염에 대해서로 상응하게 적용된다. 만약 카르복실산의 Al³⁺및/또는 Fe³⁺염이 유지수에 첨가되면, 초기에는 응집과 혼탁도가 관찰되지 않는다. 여과 시스템에서 호기성 생물학적 분해의 경우에만 다음에 따른다.

Al(OH)₃또는 Fe(OH)₃를 다음과 같이 직접 구성하는 경우,

인산염이 첨가되고 수산화물과 함께 침전된다.

공동 응집된 인산염과 함께 침전된 금속 수산화물을 여과기 슬러지에서 정규적인 여과기 세척으로 제거시킨다..

예컨대, 수성 용액으로서 유기 금속염을 유지수에 정규적으로 첨가시킴에 따라, 인산염 증가를 완전히 억제할 수 있다.

무기 Al³⁺또는 Fe³⁺염을 이용한 인산염 침전과 대조적으로, 본 발명의 인산염 침전은 중대하고 놀라운 장점을 갖는다.:

-물을 탁하게 하거나 무리 (flock)형성을 야기하지 않고,

-상기 과정은 생물학적으로 활성인 여과 시스템에서 실질적으로 발생하며,

-유기 금속 염은

독성적으로 중성,

생태학적으로 중성,

탄산염 경도 중성이며,

-외래 이온의 유입을 높이지 않고,

-카르복실산 음이온의 호기성 분해에 의해, 단지 CO₂함량에 양성적으로 영향을 미치거나 CO₂소비를 부분적으로 보상하는 CO₂가 생산된다.

상기 결과인 인산염 농도는 전형적으로 각각의 금속에 대해 다음과 같다.:

Fe 시트레이트:약 0.0 - 0.2mg/l,

Al 시트레이트 :약 0.0 - 0.5mg/l,

Ca 시트레이트 :약 0.5 - 1.5mg/l.

매우 우수한 인산염 제거 성공은, 매주 또는 2주마다;1 mg/l 내지 100 mg/l, 바람직하게는 10 mg/l 내지 40 mg/l의 알루미늄 시트레이트, 철 시트레이트 또는 그 혼합물을 유지수에 첨가 시킴으로써 달성된다. 인산염 제거 작용은 도입되는 금속 양이온의 양에 따라 달라진다.

B) 무-질소의 용해성 유기 화합물에 의한 질산염 농도의 저하 또는 NO₃증가의 제한

만약 혐기성 반응기의 존재 없이 무-질소의 분해가능한 유기 물질을 유지수에 정규적으로 첨가시킨다면, 질산염 농도의 증가 추세를 낮추거나 제한하여 평균수준과 같은 수준의 질산염 농도를 달성 할 수 있다. 본 발명에 따른 이러한 물 첨가제의 처리 없이는, 질산염 함량은 단조롭게 무한대로 증가한다. 질산염 증가를 제한하거나 억제하는 이유로는 여과기내 혐기성 미세 영역을 부분적으로 탈질 소화 시키는데 있으므로, 질산염 증가를 둔화시키거나 제한하는데 상응하게 질소화-야기된 탄산염 경도 (HCO₃ ^-)의 손실 또한 억제되거나 제한된다.

질산염- 환원성의 수용성 화합물로서 생물학적으로 분해가능한 모든 유기 화합물들을 대체로 이용할 수 있으나, 바람직하게는 지방족 화합물, 예를들어 알코올류;예컨대, 글리세롤, 솔비톨, 에탄올, 당류, 예컨대, 펜토스, 헥소스, 사카로스, 카르복실산, 예컨대 아세트산, 시트르산, 락트산, 타르타르산을 사용할 수 있다. 각각의 경우 시트르산과 사카로스 또는 아세트산과 사카로스의 동량부 배합이 또한 매우 유용한것으로 알려져있다.

만약, 유지수에, 일주일에 3번 또는 이틀마다 산화합물 또는 혼합물 5-100mg/l, 바람직하게는 5-40mg/l을 첨가한다면, 그후 질산염 증가는 감소하고, 선택된 투여량에 관해서, 한정된 질산염 최고의 농도를 더이상 초과하지 않는다.

시트르산/사카로스 배합의 투여 구체예는 다음과 같다.:

a) 10mg/l[시트르산 플러스 사카로스 (1:1)]로 주당 3회 투여:질산염 한계 농도:60-80mg/l

b) 20mg/l[시트르산 플러스 사카로스 (1:11)]로 주당 3회 투여:질산염 한계 농도:40mg/l

예컨대, 60-100mg/l로 매주 3회 투여하는 고투여량의 경우나 예컨대, 매일 10mg/l투여하는 잦은 빈도의 저투여량의 경우, 질산염 한계 농도는 예컨대, 5-10mg/l NO₃ ^-까지 추가로 낮아질 수 있다.

NO₃ ^-안정성에 평행하게, 또한 탄산염 경도가 더 약해지지 않은 최소 값으로 탄산염 경도의 안정화가 달성된다.

첨가된 화합물들은 완전히 H₂0와 CO₂로 화학변화가 일어난다. 형성된 CO₂는 식물, 조류와 질소화시킨 박테리아에 의해 C원으로써 사용된다.

공기의 도입에 의해, CO₂농도는 필요에 따라 하락하도록 조절할 수 있다.

c) 탄산염 경도 또는 HCO₃ ^-농도의 증가

본 발명에 따른 해법의 경우, 예컨대, 아세트산, 락트산, 시트르산, 타르타르산산, 포름산, 프로피온산, 말산등의 지방 카르복실산의 Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺와 Sr²⁺염을 사용하는 미생물학적/화학적 원리에 따른다.

만약 카르복실산, 예컨대, 아세트산이 미생물학적으로 분해되면, 이들은 단지 H₂0와 CO₂만을 야기한다.

만약, 반면에, 카르복실산의 염이, 도입된 음이온의 음전하 수와 상응하게,CO₂이외에, 미생물적으로 분해된다면 탄화수소가 형성된다.

유지수에 카르복실산 염의 투입에 의해, 생물적 분해후, 상기 탄화수소가 형성된다.

예컨대, Na 아세테이트, Na 시트레이트인 유기 나트륨 염으로부터 탄화수소 나트륨을 얻는 구체예에서, NaHCO₃자체는 매우 쉽게 얻을 수 있으므로 매우 극적으로 반응하는것은 아닐것이다. 그러나 심지어 여기서도, 액체 조성물의 경우, 대부분 우수한 장점이 존재한다.- NaHCO₃와 비교해 볼때, 높은 생성물 농도와 범위를 허용하는 예컨대 Na 아세테이트로 매우 높은 용해성.

NaHCO₃또는 Na₂CO₃대신에 유기 Na 염을 이용하는 또다른 장점은 pH 중성 사용에 있다.:

-pH 중성에서 반응하는 유기산의 Na염은 과량의 카르복실산과 함께 심지어 생성물을 산성으로 조절할 수 있다. 이것은 물론 NaHCO₃또는 Na₂CO₃으로서는 가능하지 않은 것이다.

-생물적 분해(포르메이트의 경우를 제외하고)의 경우, pH 증가를 거스리는 CO₂를 야기한다.

본 발명에 따른 문제 해결의 장점은, 유효하지 않은 것으로 알려진 알칼리토금속 Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺의 탄화수소 도입을 고려해 할 때 보다 잘 인식할 수 있다. 유기 카르복실산 중 가용성 Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺염을 유지수에 첨가시켜, 탄화수소의 요구된 농도를 문제 없이 달성할 수 있다.

투여량은 탄산염 경도 또는 HCO₃ ^-농도의 필요에 따른 조절 또는 증가에 따라 달라진다. 유기 카르복실산의 1 mmol/l Na 염이 탄산염 경도를 2.8°dH 증가시키며, 유기카르복실산의 1mmol/l Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺염이 5.6°dH로 탄산염 경도를 증가시킨다.

유기 카르복실산의 알칼리금속 또는 알칼리토금속 염을 고체 상태(분말, 과립, 정제)로 또는 수성 용액의 형태로 유지수에 첨가시킬 수 있다.

카르복실산으로서, 다음을 이용할 수 있다.:

a) Na⁺염의 경우:

실제적으로 모든 지방 카르복실산, 특히 아세트산, 락트산, 시트르산, 타르타르산등.

b) Mg²⁺염의 경우:

실제적으로 모든 지방 카르복실산, 특히 아세트산,락트산, 시트르산, 타르타르산등.

c) Ca²⁺염의 경우:

수용성 Ca²⁺염을 형성하는 모든 지방 카르복실산, 특히 포름산, 아세트산, 프로피온산, 락트산, 말산등을 형성하는 모든 지방 카르복실산.

d) Sr²⁺염의 경우:

수용성 Sr²⁺염을 형성하는 모든 지방 카르복실산, 특히 포름산, 아세트산, 프로피온산, 락트산, 말산등을 형성하는 모든 지방 카르복실산.

D) 총 경도 또는 Ca²⁺및 Mg²⁺탄화수소 농도의 증가

본 발명에 따른 이러한 문제 해결의 원리와 사용중 모든 중요한 세부사항들은 하기 C)이하에 기술 되어 있다. 본 방법과 조성물의 장점은:

-매우 단순하고 확실하며, 총 경도의 뚜렷한 조절 및 증가,

-생성 조성물, 특히 액체 용액의 문제 -없는 제조 및 사용,

-불필요한 외래 이온유입 없음,

-∞:1 내지 1:∞로 모든 소망하는 Mg: Ca 비율의 용이한 조절.

-식물, 조류, 자가영양성 미세유기체에 C-공급용으로 소모되는, 단지 조절된 상당량의 CO₂만을 공급.

-여기에 기술된 유기 염에서 형성된 Mg²⁺와 Ca²⁺탄화수소 외에도, 예컨대, 염화물 또는 황산염과 같은, 그밖의 무기 Mg²⁺와 Ca²⁺염을 또한 첨가시켜, 모든 가능한 또는 요구되는 총 경도의 화학적 조성을 얻을 수 있다.

E) CO₂농도의 증가

선행의 문제 해결 A) 내지 D)에서, 유기화합물의 생물학적 분해의 경우, CO₂가 유지계내에서 형성되는 것은 이미 기술 한 바 있다. 이것으로 내부의 미생물학적-작용 CO₂공급계를 확립시킬 수 있다. 지속적이고 충분하나, 그럼에도 불구하고 단지유기체가 손상되지 않는 CO₂를 유지수에 공급하는 것은 몇몇 중요한 작용을 수행한다.

-식물 유기체의 탄소 비옥화,

-자가 영양성 미세-유기체, 특히 질소화체에 탄소 공급,

-CO₂소모에 의해 야기된 pH 증가 저지,

-HCO₃ ^-/CO₂산-염기 평형을 조절하여 일정한 pH값 조절,

-석회/CO₂평형으로의 중재와 화학적 및 생물학적 석회 침전의 억제.

최적의 CO₂농도 범위는 1내지 25mg/l, 바람직하게는 5-15mg/l인 것으로 나타났다. 어류와 그밖의 수생 유기체에 대한 잠재적인 CO₂손상은 여기에서 일어나지 않는다. CO₂가 유지계에서 지속적으로 사용되고 대기로 나와 손실되므로 정확한 양의 CO₂를 유지수에 투여시켜야 한다.

이것은 생물학적으로 분해 가능한 유기 화합물, 예컨대 지방 유기 카르복실산류, 알코올류 및 당류를 매일 또는 이틀마다 투여함으로써 매우 쉽게 달성할 수 있다. 다음의 화합물이 특히 유용한 것으로 입증되었다.:

a) 카르복실산류:포름산, 옥실산, 아세트산, 락트산, 시트르산, 말산, 타르타르산,

b) 알코올류: 에탄올, 글리세롤, 솔비톨,

c) 당류:펜토스, 헥소스, 사카로스.

만약 카르복실산만을 투여하면, 그후 화학반응에서, 탄화수소 공급으로부터 동량의 CO₂가 즉시 유리된다.:

카르복실산 음이온의 후속적인 파괴의 경우, 소비된 탄화수소가 다시 서서히 생성되고 (수 시간 내지 24시간 안에) 추가로 CO₂가 형성된다.

따라서, 카르복실산은 단계적인 과정으로 CO₂를 생성한다.:

a) HCO₃ ^-의 양성자화에 의한 이차 반응.

b) 산화성 생물적 파괴에 의한 수시간 내지 24시간 까지 지속되는.

유지계에 첨가된 알코올류와 당류는 그후 비교적 천천히 미생물적 반응에서H₂0와 CO₂로 분해된다.

서로 다른 CO₂유리 배율을 갖는 다른 C원과의 배합을 선택함으로써, 매우 균등한 CO₂투여를, 예컨대, 시트르산과 사카로스 또는 아세트산과 사카로스에 의해 달성할 수 있다. 각각의 화합물 또는 그 배합물을 다음과 같이 투여시킨다.:

매일 1-20mg/l, 바람직하게는 3-10mg/l 또는 이틀마다 2-40mg/l, 바람직하게는 6-20mg/l.

본 발명에 따른 물 개선제를, 모든 생물적 유지계에서 개별적으로 정의된 작용 목적을 위해 사용할 수 있다. 예컨대,

-수족관 (온수, 냉수, 담수, 바닷물),

-정원 연못, 코이(koi) 연못,

-수생지역,

-대규모 수족관 (동물원, 공공 수족관)이 있다.

본발명에 따른 처리제는 예컨대, 100 내지 1000ℓ의 유지계에 대한 포장으로서, 바람직하게는 수성 농축물로서, 각각의 성분 생성물 또는 다수 성분 생성물의 형태로 이용할 수 있게 제조된다. 농축물내 각각의 성분 1.) 내지 4.)는 이전에 언급한 추천 투여량에 상응하도록 배합될 수 있다. 그러나 각각의 성분들은 또한, 예컨대, 분말, 과립, 성형물, 펄(peals), 캡슐 또는 정제와 같은 고체 형태 또는 액체 형태로, 개별적으로 포장 되거나 투여 적량에 상응하는 단일 분량 또는 보다 많은 양의 호환성 혼합물로서 포장될 수 있다. 이러한 형태로, 각각의 부분적인 문제들은 개별적으로 해소되거나 각각의 성분 또는 혼합물을 첨가 시킨 어떠한 소망하는 배합에 의해 해결된다. 각각의 성분이나 혼합물의 농축액을 투여하는 것에 관한 정확한 설명은 포장이나 포장내 안내문에서 발견할 수 있다.

기능적인 사용으로 부터 투여의 빈도가 주어진다. 그것은 매일 내지 이틀마다 그리고 일주일에 한번 내지 두번에서 이주에 한번으로, 필요에 따라 확장시킨다.

본 발명에 따른 생성물을 사용하는 경우 부가 처리는:

기술된 대부분의 산화적 분해 과정의 경우, 완전한 분해를 위해 상당량의 산소를 필요로 하기 때문에, 편의상, 본 발명에 따른 물 처리제의 사용외에도, 부가 처리가 수행된다. 따라서, -대기와 평형을 이루도록 유지수의 산소를 약 8-10mg/l (15-25℃)로 제한하므로 - O₂부족 현상을 가져오지 않기 위해서 물을 처리하는 동안 산소를 투입하는 것이 필요하다.

영구적인 온화한 정밀-기포 통기 또는 O₂필요에 따른 상당하는 양의 과산화수소 첨가에 의해, 상기 기술한 물 처리제는 또한 산소-중성이며 따라서 환경적으로 중성이다.

Claims (18)

1. a) 인산염 농도의 저하를 위한, 유기 카르복실산과 혼합이 가능한, 한가지 이상의 용이하게 또는 드물게 가용성인 유기 카르복실산의 Al³⁺, Fe³⁺, TiO²⁺, ZrO²⁺또는 Ca²⁺염;

   b) 질산염 농도를 저하시키고 질산염 증가를 억제하는, 한가지 이상의 수용성의 무-질소 (N-free)인 생물학적으로 분해 가능한 유기 화합물;

   c) 탄산염 경도 또는 HCO₃ ^-농도의 증가를 위한, 카르복실산 중 한가지 이상의 알칼리 금속 또는 알칼리토금속염;

   d) Ca²⁺및 Mg²⁺탄화수소의 전체 경도 또는 농도의 증가를 위한, 유기 카르복실산 중 한가지 이상의 Ca²⁺및 Mg²⁺염의 혼합물;및

   e) CO²⁺농도의 증가를 위한, 한가지 이상의 생물학적으로 분해 가능한 화합물을 유지계에 개별적으로 또는 어떠한 소망하는 배합으로 첨가시키는 것이 특징인, 생물적 유지계의 수질을 향상시키는 방법
2. 제 1항에 있어서, 인산염 농도 저하를 위해, Al³⁺, Fe³⁺, TiO²⁺, ZrO²⁺및/또는Ca²⁺아세테이트, 포르메이트, 타르트레이트 및/또는 특히 시트레이트를 첨가하는 것이 특징인 방법.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 1 내지 100, 바람직하게는 10 내지 40 mg/l의 알루미늄 및/또는 철(Ⅲ)시트레이트를 주당 또는 2주당 첨가하는 방법.
4. 제 1항에 있어서, 질산염 농도의 저하 또는 질산염 증가의 억제를 위해, 한가지 이상의 지방 화합물, 예컨대, 알코올, 당류 또는 카르복실산을 첨가하는 것이 특징인 방법.
5. 제 4항에 있어서, 글리세롤, 솔비톨 또는 에탄올, 펜토스, 헥소스 또는 사카로스 또는 아세트산, 시트르산, 타르타르산, 또는 락트산을 첨가하는 것이 특징인 방법.
6. 제 4항에 있어서, 시트르산 또는 아세트산과 사카로스의 혼합물 또는 특히 시트르산, 타르타르산과 사카로스의 혼합물을 첨가하는 것이 특징인 방법.
7. 제 4항 내지 6항 중 어느 한항에 있어서, 15 내지 100, 바람직하게는 5 내지 40 mg/l의 화합물 또는 혼합물을 이틀마다 또는 주당 3회 첨가하는것이 특징인 방법.
8. 제 1항에 있어서, 탄산염 경도 또는 HCO₃ ^-농도의 증가를 위해 한가지 이상의 지방성 카르복실산의 알칼리 금속 또는 알칼리토금속염을 첨가하는 것이 특징인 방법.
9. 제 8항에 있어서, 시트르산, 아세트산, 락트산, 타르타르산, 포름산, 프로피온산 또는 말산의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속염을 첨가하는 것이 특징인 방법.
10. 제 8항에 있어서, 알칼리 금속 및/또는 알칼리토금속을 매우 많이 그리고 매우 자주 첨가하여 소망하는 탄산염 경도를 달성하고 유지시키는 것이 특징인 방법.
11. 제 1항에 있어서, Ca²⁺및 Mg²⁺탄화수소의 총 경도 또는 농도의 증가를 위해, 유기 카르복실산중 Ca²⁺및 Mg²⁺염의 혼합물을 첨가하는 것이 특징인 방법.
12. 제 11항에 있어서, 조성물의 총 경도를 소망하는 대로 조절하기 위해, Ca²⁺및 Mg²⁺염화물 및/또는 황산염을 추가로 첨가하는 것이 특징인 방법.
13. 제 1항에 있어서, CO₂농도의 증가를 위해, 매일 또는 이틀마다 카르복실산 및/또는 알코올 및/또는 당류를 첨가하는 것이 특징인 방법.
14. 제 13항에 있어서, 글리세롤, 솔비톨 또는 에탄올, 펜토스, 헥소스 또는 사카로스 또는 아세트산, 시트르산 또는 락트산을 첨가하는 것이 특징인 방법.
15. 제 13항 또는 14항에 있어서, 생물학적으로 분해가능한 화합물 또는 그러한 화합물의 혼합물을 매일 1 내지 20, 바람직하게는 3 내지 10 mg/l 첨가하거나 이틀마다 2 내지 40, 바람직하게는 6내지 20mg/l 첨가하는 것이 특징인 방법.
16. 제 1항에 있어서, 유지계에서 요구되는 O₂에 상당하는 양의 산소 또는 과산화수소를 추가로 투여하는 것이 특징인 방법.
17. 1) 유기 카르복실산과 혼합물이 가능한, 한가지 이상의 용이하게 또는 드물게 가용성인 유기 카르복실산의 Al³⁺, Fe³⁺, TiO²⁺, ZrO²⁺또는 Ca²⁺염, ;

    2) 한가지 이상의 수용성인 무-질소의 생물학적으로 분해 가능한 유기 화합물;

    3) 유기 카르복실산중 한가지 이상의 알칼리 금속 또는 알칼리토금속 염; 및

    4) 유기 카르복실산 중 한가지 이상의 Mg²⁺및 Ca²⁺염 혼합물을 (단일 또는 배합)포함하는 것이 특징인, 필요에 따라 기능적, 합리적 사용을 위해 생물적 유지계의 수질을 향상시키는 단일 또는 다중 성분 생성물.
18. 제 17항에 있어서,

    1) Al³⁺, Fe²⁺, TiO²⁺, ZrO²⁺또는 Ca²⁺아세테이트, 포르메이트, 타르트레이트 및/또는 특히 구연산염;

    2) 글리세롤, 솔비톨 또는 에탄올, 펜토스, 헥소스 또는 사카로스 또는 아세트산, 시트르산, 타르타르산 또는 락트산;

    3) 시트르산, 아세트산, 락트산, 타르타르산, 포름산, 프로피온산 또는 말산의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속염;및

    4) Ca²⁺및 Mg²⁺염화물 및/또는 황산염과 혼합이 가능한 유기 카르복실산의 Ca²⁺및 Mg²⁺염의 혼합물을 단일하게 또는 배합으로 포함하는 단일 또는 다중의 성분 생성물.