LV15092A - Zivju audzēšanas komplekss un ūdens reģenerēšanas paņēmiens tajā - Google Patents

Abstract

Izgudrojums attiecas uz zivju audzēšanas nozari. Piedāvāts zivju audzēšanas komplekss ar slēgtu ūdens apgādes sistēmu, kurā tiek formēts un gar zivju rezervuāru izvietots ūdens reģenerēšanas bloks, kur secīgi izkārtotas šādas savienotas sekcijas: nostādinātājs, kurā veic denitrifikāciju; ūdens pacelšanas un cirkulācijas iekārta; biofiltrs; degazēšanas sekcija; dezinfekcijas sekcija un sekcija ūdens piesātināšanai ar skābekli. Saskaņā ar ūdens reģenerēšanas paņēmienu zivju audzēšanas kompleksā piesārņotais ūdens no zivju audzēšanas baseina tiek novirzīts uz reģenerēšanas bloku un secīgi izlaists cauri visām sekcijām – denitrificēts nostādinātājā; aerēts un pacelts, izmantojot ērliftu; bioloģiski attīrīts, izlaižot cauri biofiltra sekcijām; degazēts; dezinficēts ar ultravioleto starojumu un piesātināts ar skābekli. Piedāvātais izgudrojums ļauj uzlabot bioloģiskās attīrīšanas pamatelementus, dezinfekciju un bagātināšanu ar skābekli rūpnieciskajā zivju audzēšanā ar zemu energopatēriņu.

Description

Izgudrojuma apraksts

Izgudrojums attiecas uz zivju audzēšanu, īpaši uz iekārtām ar noslēgtu ūdensapgādi zivju un citu ūdens organismu audzēšanai, un to var izmantot rūpnieciskai zivju audzēšanai.

Zināmais tehnikas līmenis

Ir zināmas slēgtas ūdensapgādes iekārtas, kuras pielieto zivju audzēšanai mākslīgajos baseinos. Šādu baseinu dažādas konstrukcijas ir aprakstītas literatūrā (Thomas B. Lawson. Fundamentāls of Aquacultural Engineering. Springer US, 2011; Odd-Ivar Lekang. Aquacultural Engineering. John Wiley & Sons, 2013). Zivju audzēšanas iekārtām ar slēgtu ūdensapgādi parasti ir atsevišķi izvietots zivju audzēšanas baseins, mehāniskais un bioloģiskais filtrs, anaerobais denitrifikators un oksigenators, kuri ir saitīti savā starpā ar cauruļvadu un sūkņu sistēmu. Tādas iekārtas ir ekoloģiskas, jo tām praktiski nav notekūdeņu, kā arī veiksmīgi tiek utilizēti un izmantoti bioloģiski vērtīgi zivju dzīvības procesu norises atkritumi. Tomēr zivju audzēšanas pašizmaksas tādām iekārtām ir ļoti augstas lielās energoietilpības, cauruļu garuma, nepieciešamības izmantot lielas būvju platības, enerģijas zudumu un temperatūras regulācijas sarežģītības dēļ.

Zivju rezervuāra un ūdens attīrīšanas sistēmas izvietošana vienā baseinā būtiski palētina un optimizē zivju ražošanu. Tādas iekārtas gūst arvien lielāku popularitāti. Eksistē daudz tehnisko risinājumu tāda izvietojuma optimizācijai.

Piedāvātajam izgudrojumam vistuvākais risinājums ir jau patentēta zivju audzēšanas iekārta (patents LV13066). Šajā iekārtā attīrīšanas filtru sistēma ir izvietota vienā baseinā ar zivju rezervuāru un ir izveidota kā noteiktā veidā savstarpēji saistītas mehāniskās un bioloģiskās attīrīšanas sekcijas. Pirmajā sekcijā ir izvietots mehāniskās attīrīšanas filtrs, citās sekcijās ir biofiltrs ar anaerobās un aerobās attīrīšanas zonām. Virs viena no biofiltra kanāla šķēršņa sliekšņiem tiek izvietota ultravioletā lampa, kuru izmanto ūdens dezinfekcijai. Attīrīšanas filtru sekcijas ir izveidotas taisnstūra formā ar zigzagveida ūdens caurplūdes kanālu un konusveida piltuvi katras sekcijas pamatnē dūņu nostādināšanai un novadīšanai. Pēdējā biofiltra sekcijā ir izvietots sūknis, kas iekārtā nodrošina ūdens cirkulāciju. Visu iekārtas elementu izkārtojums ir kompakts un aizņem tikai lietderīgo platību, nav nepieciešams garš cauruļvads. Visi konstruktīvie elementi ir viegli montējami. Iekārta nodrošina nepieciešamo ūdens attīrīšanas un sagatavošanas pakāpi, kas ļauj audzēt zivis blīva izvietojuma apstākļos, t.i., veikt zivju rūpniecisko ražošanu. Šajā iekārtā ir mēģināts kompakti izvietot attīrīšanas ierīces.

Tomēr šo ierīču secībai un izkārtojumam ir būtiski trūkumi. Lai varētu sūkni novietot aiz biofiltra, nepieciešams liels enerģijas patēriņš ūdens un pildvielas cirkulācijas nodrošināšanai biofīltrā, kā arī tālākai ūdens cirkulācijai iekārtā. Ultravioletā lampa, novietota virs viena no biofiltra šķēršņa sliekšņiem, var dezinficēt tikai nelielu cirkulējošās plūsmas daļu, un lampas novietojums virs biofiltra vēl vairāk pazemina tās dezinficējošo darbību, jo ultravioletā starojuma iedarbības efektivitāte ūdenī ar peldošām daļiņām ir ievērojami zemāka. Oksigenators, izvietots virs zivju audzēšanas baseina, bagātina ar skābekli tikai nelielu ūdens plūsmas daļu.

Izgudrojuma mērķis un būtība

Piedāvātā izgudrojuma mērķis ir zivju audzēšanas kompleksā bez procesa sadārdzināšanas uzlabot ūdens attīrīšanu un bagātināšanu ar skābekli, visus ūdens reģenerēšanas posmus izvietojot noteiktā kārtībā. Šim nolūkam ir izveidots ūdens reģenerēšanas bloks, kurš ir izvietots gar zivju audzēšanas baseina malu. Minētajā blokā ir secīgi izkārtotas ar zigzagveida caurplūdām savienotās atsevišķās sekcijas: denitrifikācijas nostādinātājs; ūdens pacelšanas, aerācijas un cirkulācijas iekārta; biofiltra sekcija; degazēšanas sekcija; dezinfekcijas sekcija un sekcija ūdens bagātināšanai ar skābekli.

Piedāvātā izgudrojuma atšķirīgā pazīme ir ūdens reģenerēšanas bloks, kuram ir noteikta sekciju secība un ir uzlabota atsevišķu reģenerēšanas cikla elementu funkcija. Ūdens pacelšanas, aerācijas un cirkulācijas iekārta ir izvietota starp denitrifikācijas nostādiriātāja sekciju un pirmo biofiltra sekciju. Iekārta nodrošina lielu šķidruma tilpumu pacelšanu un cirkulāciju, tādējādi pildot gan ūdens pacelšanas iekārtas, gan aeratora funkciju. Šim nolūkam iekārtas korpuss ir izveidots no paralēlskaldņa formas apakšējās daļas, virs kuras ir izvietota augšējā daļa, kuras divas pretēji izvietotās sienas ir paralēlas savā starpā, bet perpendikulāras pamatam, un divas citas sienas ir noliektas pār taisnstūra pamatu. Tālāk izvietotās biofiltra sekcijas ar uz leju sašaurinātu dibenu ir sadalītas ar divām starpsienām. Sekcijas iekšpusē ar vertikālām starpsienām tiek atdalīta lejup uz attīrīšanu virzītā ūdens plūsma un ar aeratora gaisu augšup virzītā ūdens un pildvielas plūsma. Starpsienu augšmalas atrodas zem biofiltra ūdens līmeņa un veido ūdens šķēršņa sliekšņus, veicinot tā cirkulāciju biofīltrā. Starpsienu apakšmalas nesasniedz biofiltra dibena slīpsienas, nodrošinot caurplūdi plūsmām, kas novirzītas lejup uz aerobo attīrīšanu. Aiz biofiltra sekcijām ir izvietota degazācijas sekcija, tālāk - dezinfekcijas sekcija. Dezinfekcijas sekcijā virs sienas (virs plānākā ūdens slāņa), kura atdala piesārņotā ūdens apjomu no attīrītā ūdens rezervuāra un veido ūdens šķēršņa slieksni, izvieto ultravioleto staru emiteru, kuru aizsedz ar apvalku, kas ierobežo starojuma iedarbības zonu un novirza starojumu uz ūdens plūsmu, kura plūst pār šķēršņa slieksni.

Sekcijā ūdens bagātināšanai ar skābekli ar hermētiska apvalka, kurā ir uzstādīta skābekļa īscaurule, palīdzību ir izveidota kamera ūdens bagātināšanai ar skābekli. Hermētiskais apvalks nosedz ūdens plūsmu, kas pārvietojas no biofiltra sekcijas pāri atdalošai sienai un no apakšas tiek norobežota ar paplāti. Paplāte novirza ūdens plūsmu uz tīklveida grozu, kas satur plastmasas pildvielu. Grozs ir piestiprināts pie paplātes un novietots virs zivju baseina tādā veidā, ka starp hermētisko apvalku, groza sienām un zivju audzēšanas baseina ūdens virsmu veidojas telpa skābekļa sajaukšanai ar ūdens pilieniem. Uz ūdens plūsmu vispirms iedarbojas ar skābekļa strūklu no skābekļa īscaurules. Skābeklis mijiedarbojas ar ūdens virsslāni un izkliedējas telpā zem hermētiskā apvalka. Tad ūdens plūsma tiek novirzīta cauri grozam ar plastmasas pildvielu, kas uzstādīts virs zivju audzēšanas baseina. Plūstot cauri grozam ar plastmasas pildvielu, ūdens tiek izsmidzināts pilienu veidā, kuri krītot tiek sajaukti un bagātināti ar skābekli. Ar skābekli bagātinātais ūdens ieplūst zivju audzēšanas baseinā.

Pievienotajos zīmējumos attēloti: 1. zīm. - zivju audzēšanas komplekss, kurā ūdens reģenerēšanas bloks ir izvietots starp diviem zivju baseiniem (skats no augšas); 2. zīm. - zivju audzēšanas komplekss ar ūdens reģenerēšanas bloku; 3. zīm. - zivju audzēšanas kompleksa sānskats.

Izgudrojuma detalizēts izklāsts

Zivju audzēšanas komplekss darbojas šādi: piesārņotais ūdens no zivju audzēšanas baseina (1) vai baseiniem (1, 2) pašteces veidā virzās pa apvedkanālu uz denitrifikācijas nostādinātāju (3), tad tas ietek nākamajā sekcijā, kur ir izvietota ūdens aerācijas, cirkulācijas un ērlifta iekārta (4), tālāk, kā paradīts 2. zīm., ūdens plūst caur biofiltra (5) sekciju, degazācijas sekciju (6), caur apakšējo ieeju pāriet dezinfekcijas sekcijā (7), kur virs šķēršņa sliekšņa, plānākajā ūdens slānī, tiek veikta dezinfekcija ar ultravioletā starojuma palīdzību, pēc tam ūdens ieplūst sekcijā ūdens bagātināšanai ar skābekli, kuru veido kamera, kās no augšas ir nosegta ar hermētisku apvalku, kurā ir uzstādīta skābekļa īscaurule. Vispirms uz ūdens plūsmu iedarbojas ar skābekļa strūklu no skābekļa īscaurules. Skābeklis mijiedarbojas ar ūdens virsslāni un izkliedējas telpa zem hermētiskā apvalka. Tad ūdens plūsmu novirza cauri virs zivju audzēšanas baseina uzstādītam grozam ar plastmasas pildvielu. Šķērsojot grozu ar plastmasas pildvielu, ūdens plūsma tiek izsmidzināta pilienu veidā, kuri krītot tiek sajaukti ar skābekli. Attīrīts un bagātināts ar skābekli, ūdens nonāk atpakaļ zivju audzēšanas baseinā.

Piedāvātā zivju audzēšanas kompleksa priekšrocība salīdzinājumā ar jau zināmiem iekārtas risinājumiem ir ūdens reģenerēšanas procesa optimizācija pie minimāla energopatēriņa, pateicoties kompleksai ūdens pacelšanas, cirkulācijas un aerācijas iekārtas izmantošanai, kura ir izvietota pirms biofīltra sekcijām. Piedāvātā biofiltra sekciju konstrukcija uzlabo bioloģisko ūdens attīrīšanu bez papildu tēriņiem. Dezinfekcijas sekcijas izvietošana pēc degazācijas sekcijas un regulējama šķēršņa sliekšņa izveidošana plāna ūdens slāņa iegūšanai ļauj ievērojami palielināt dezinfekcijas efektivitāti zivju audzēšanas kompleksā. Paņēmiens un iekārta bagātināšanai ar skābekli ir ne tikai efektīvi, bet arī vienkārši izpildījumā. Piedāvātais zivju audzēšanas komplekss un ūdens reģenerēšanas metode tajā ļauj uzlabot bioloģisko attīrīšanu, dezinfekciju un bagātināšanu ar skābekli rūpnieciskajā zivju audzēšanā ar zemu energopatēriņu.

Claims (12)

1. Pretenzijas

   1. Zivju audzēšanas komplekss ar noslēgtu ūdensapgādes sistēmu, kas ietver baseinu zivīm, biofiltru, aeratoru, ultravioleto staru lampu, iekārtu ūdens bagātināšanai ar skābekli, raksturīgs ar to, ka visā zivju rezervuāra garumā tajā ir izvietots ūdens reģenerēšanas bloks, kurā ūdens plūst cauri secīgi izkārtotām atsevišķām sekcijām: denitrifikācijas nostādinātajam (3), ūdens pacelšanas un cirkulācijas iekārtai (4), biofiltram (5), degazēšanas sekcijai (6), dezinfekcijas sekcijai (7) un sekcijai (8) bagātināšanai ar skābekli.
2. 2. Zivju audzēšanas komplekss saskaņā ar 1. pretenziju, kas raksturīgs ar to, ka ūdens reģenerēšanas bloku ir iespējams izvietot starp diviem zivju baseiniem (1,2).
3. 3. Zivju audzēšanas komplekss saskaņā ar 1. un 2. pretenziju, kas raksturīgs ar to, ka ūdens pacelšanas un cirkulācijas iekārta (4), kas ietver vertikālu dobu korpusu ar tā apakšējā daļā izvietotu aeratoru, ir izveidota no paralēlskaldņa formas apakšējās daļas, virs kuras ir izvietota augšējā daļa, kuras divas pretēji izvietotās sienas ir paralēlas savā starpā, bet perpendikulāras pamatam, un divas citas sienas ir noliektas pār taisnstūra pamatu.
4. 4. Zivju audzēšanas komplekss saskaņā ar 1. un 2. pretenziju, kas raksturīgs ar to, ka ūdens reģenerēšanas blokā izvieto vienu vai vairākas biofiltra sekcijas (5).
5. 5. Zivju audzēšanas komplekss saskaņā ar 1. un 2. pretenziju, kas raksturīgs ar to, ka katra biofiltra sekcija (5) ir sadalīta ar divām vertikālām starpsienām, kuras ir izveidotas tādā veidā, ka starpsienu augšmalas atrodas zem biofiltra ūdens līmeņa un veido šķēršņa sliekšņus cirkulējošā ūdens un biofiltra plastmasas pildvielu plūsmām, bet starpsienu apakšmalas nesasniedz biofiltra dibena slīpsienas, nodrošinot caurplūdi plūsmām, kas novirzītas lejup uz aerobo attīrīšanu.
6. 6. Zivju audzēšanas komplekss saskaņā ar 1. pretenziju, kas raksturīgs ar to, ka dezinfekcijas sekcija (7) ir aprīkota ar ultravioleto staru emiteru, kas ir izvietots virs šķēršņa sliekšņa visā tā garumā, kur ir plānākais ūdens slānis, un kas no virspuses ir aizsegts ar apvalku, kurš norobežo ultravioletā starojuma iedarbības zonu un virza ultravioleto starojumu uz ūdens plūsmu, kura plūst pāri šķēršņa slieksnim.
7. 7. Zivju audzēšanas komplekss saskaņā ar 1. pretenziju, kas raksturīgs ar to, ka sekcija (8) ūdens bagātināšanai ar skābekli ietver kameru, kura ir izveidota ar hermētiska apvalka palīdzību, kurā ir uzstādīta skābekļa īscaurule, turklāt hermētiskais apvalks nosedz ūdens plūsmu, kas pārvietojas no biofiltra sekcijas pāri atdalošai sienai un no apakšas tiek norobežota ar paplāti, kura novirza ūdens plūsmu uz tīklveida grozu, kas satur plastmasas pildvielu, turklāt grozs ir piestiprināts pie paplātes un novietots virs zivju baseina tādā veidā, ka starp hermētisko apvalku, groza sienām un zivju audzēšanas baseina ūdens virsmu veidojas telpa skābekļa sajaukšanai ar ūdens pilieniem.
8. 8. Ūdens reģenerēšanas paņēmiens zivju audzēšanas kompleksā ar noslēgtu ūdensapgādi saskaņā ar 1. līdz 7. pretenziju, kas raksturīgs ar to, ka piesārņotais ūdens no zivju audzēšanas baseina tiek virzīts uz reģenerēšanas bloku un tiek secīgi izlaists cauri visām sekcijām - denitrificēts nostādinātājā (3); aerēts un pacelts, izmantojot ērlifta efektu; pakļauts bioloģiskai attīrīšanai, izlaižot to cauri biofiltra sekcijām (5), degazēts, dezinficēts ar ultravioleto starojumu un bagātināts ar skābekli.
9. 9. Paņēmiens saskaņā ar 8. pretenziju, kas raksturīgs ar to, ka iekārtā (7) ūdens pacelšanai un cirkulācijai tiek izmantots ērlifta efekts, bet aerators tiek izvietots korpusa pamatnē, lai uzlabotu ūdens un plastmasas pildvielas cirkulāciju.
10. 10. Paņēmiens saskaņā ar 8. pretenziju, kas raksturīgs ar to, ka biofiltrā (5) ar divām vertikālām starpsienām tiek atdalīta lejup uz attīrīšanu virzītā ūdens plūsma un ar aeratora gaisu augšup virzītā ūdens un pildvielas plūsma, bet augšdaļā tiek veidoti šķēršņa sliekšņi, kuri veicina ūdens un biofiltra pildvielas papildu cirkulāciju.
11. 11. Paņēmiens saskaņā ar 8. pretenziju, kas raksturīgs ar to, ka dezinfekcija tiek veikta virs šķēršņa, plānākajā ūdens slānī, ar ultravioleto staru emitera palīdzību, kurš ir izvietots virs šķērša sliekšņa visā tā garumā.
12. 12. Paņēmiens saskaņā ar 8. pretenziju, kas raksturīgs ar to, ka sekcijā (8) ūdens bagātināšanai ar skābekli vispirms uz ūdens plūsmu iedarbojas ar skābekļa strūklu no skābekļa īscaurales, skābeklis mijiedarbojas ar ūdens virsslāni un izkliedējas telpā zem hermētiskā apvalka; tad ūdens plūsma tiek virzīta cauri grozam ar plastmasas pildvielu, kas uzstādīts virs zivju audzēšanas baseina; plūstot cauri grozam, ūdens tiek izsmidzināts pilienu veidā, kuri krītot tiek sajaukti ar skābekli, un ar skābekli bagātinātais ūdens ieplūst zivju audzēšanas baseinā.