NO741508L

NO741508L -

Info

Publication number: NO741508L
Application number: NO741508A
Authority: NO
Inventors: K Hagquist
Original assignee: Hafslund Per; Hagquist Kersti
Priority date: 1974-04-25
Filing date: 1974-04-25
Publication date: 1975-10-28
Also published as: FR2288461A1; IT1037543B; JPS50142398A; GB1495764A; AU8055575A; DE2516879A1; NL7504875A; DK174075A

Description

Fremgangsmåte for biologisk rensning av vann. Procedure for biological purification of water.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for biologisk The invention relates to a method for biological

rensning av vann i et lukket system omfattende et reservoir. purification of water in a closed system comprising a reservoir.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er i første rekke tenkt benyttet i forbindelse med akvarier uten at imidlertid fremgangsmåten er begrenset til dette formål. The method according to the invention is primarily intended to be used in connection with aquariums without, however, the method being limited to this purpose.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det mulig å danne et rimelig og driftssikkert lukket system som ka n reprodu sere de naturlige livssykli som foregår i vann under alle kjente forhold i na turen. With the method according to the invention, it is possible to form a reasonable and reliable closed system which can reproduce the natural life cycles that take place in water under all known conditions in nature.

Fremgangsmåten^ifølge oppfinnelsen kan benyttes på mange forskjellige måter. Eksempelvis kan det nevnes forskning og vitenskapelige studier på området innen vannforurensning, biologi og undervisningjsamt i levendefiskomsetningen, reklame, turist-attraksjon og selvsagt som hobby for akvarister etc. og også The method according to the invention can be used in many different ways. Examples include research and scientific studies in the field of water pollution, biology and teaching as well as in the live fish trade, advertising, tourist attraction and of course as a hobby for aquarists etc. and also

benyttes ved kloakkrenseanlegg.used at sewage treatment plants.

Oppfinnelsen kan altså benyttes i forbindelse med akvarier for varmt saltvann (korallakvårium), koldt saltvann (eks. vann fra norskekysten), varmt ferskvann (tropiske dammer og innsjøer), koldt ferskvann (f.eks. innsjøer, elver og fjellvann). Videre kan oppfinnelsen benyttes for kar for konsumfisk, ved svømmebasseng uten kjemisk tilsetning, samt ved kloakkrenseanlegg. The invention can therefore be used in connection with aquariums for warm salt water (coral lake), cold salt water (e.g. water from the Norwegian coast), warm fresh water (tropical ponds and lakes), cold fresh water (e.g. lakes, rivers and mountain water). Furthermore, the invention can be used for containers for edible fish, at swimming pools without chemical addition, and at sewage treatment plants.

Oppfinnelsen vedrører altså en fremgangsmåte for biologisk rensning av vann i et lukket system omfattende et reservoir, idet fremgangsmåten erkarakterisert vedat vannet i reservoiret føres langsomt gjennom en biokultivator, som fortrinnsvis er utført således at et sjikt av bunnen i den aktuelle biotop som skal reproduseres bæres av en silplate (madreporplate), og minst endel av vannet videretransporteres gjennom et kjølesystem omfattende en varmevekslerslynge med kjølemedium rundt og på utsiden av slyngen, og hvor yannet gradvis nedkjøles for deretter, ved jevnt stigende temperatur, og eventuelt etter å ha blitt forenet med den resterende vannmengde som var ført gjennom biokultivatoren, å transporteres tilbake til systemets reservoir, idet reservoiret eventuelt belyses. The invention therefore relates to a method for the biological purification of water in a closed system comprising a reservoir, the method being characterized by the water in the reservoir being passed slowly through a biocultivator, which is preferably designed so that a layer of the bottom in the relevant biotope to be reproduced is carried by a sieve plate (madrepore plate), and at least part of the water is further transported through a cooling system comprising a heat exchanger loop with coolant around and on the outside of the loop, and where the water is gradually cooled down for then, at a steadily rising temperature, and possibly after being united with the remaining quantity of water that had been passed through the biocultivator, to be transported back to the system's reservoir, with the reservoir possibly being illuminated.

Biokultivatoren blir dannet f.eks. ved at man skal undersøke eller ønsker et mikroskopisk liv som f.eks. tilsvarer det mikroskopiske liv som finnes i fjæra, så tas masse opp fra bunnen av fjæra og fordeles på madreporplaten, derved inneholder biokultivatoren et mylder av åtseletere som hurtig tar seg av ekskrementer, bunnavfall av død plankton etc. hvorved man får en naturlig rensning av vannet. Biokultivatoren kan også bygges opp kunstig. Når det i det ovennevnte nevnes den aktuelle biotop som skal reproduseres, så menes hermed at man skal tilveiebringe de forhold som hersker på et bestemt sted under vannet, enten det er på dypt vann eller på grunt vann, idet som nevnt ovenfor når biokultivatoren tas fra bunnen i fjæra, vil den biotop som reproduseres være det dyreliv som hersker i fjæra. The biocultivator is formed e.g. in that one should examine or desire a microscopic life such as e.g. corresponds to the microscopic life found in the shore, then mass is taken up from the bottom of the shore and distributed on the food storage plate, thereby the biocultivator contains a multitude of scavengers that quickly take care of excrement, bottom waste of dead plankton etc. whereby you get a natural purification of the water . The biocultivator can also be built up artificially. When the relevant biotope to be reproduced is mentioned in the above, this means that the conditions that prevail in a certain place under the water, whether in deep water or in shallow water, must be provided, as mentioned above when the biocultivator is taken from the bottom of the shore, the biotope that is reproduced will be the wildlife that dominates the shore.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen foretas transportenIn the method according to the invention, the transport is carried out

av vann i systemet ved å tilføre luft inn i systemet i et stigerør etter kjølesonen, som bevirker vannsirkulasjonen (mammuttpumpe) og' derved oppnår man at det planktoniske liv ikke ødelegges mekanisk. of water in the system by introducing air into the system in a riser after the cooling zone, which causes water circulation (mammoth pump) and thereby achieves that the planktonic life is not destroyed mechanically.

Vannets transporthastighet reguleres hensiktsmessig ved regulering av tilført luftmengde. The water's transport speed is appropriately regulated by regulating the amount of air supplied.

Videre kan transporten av vann i systemet skje ved at luft bringes til å passere en dyse eller port som vannet skal passere gjennom, slik at det skapes undertrykk i dysen og vannet kommer i bevegelse etter ejektorprinsippet," idet man på denne måten også Furthermore, the transport of water in the system can take place by causing air to pass a nozzle or gate through which the water is to pass, so that a negative pressure is created in the nozzle and the water comes into motion according to the ejector principle," as in this way also

får satt det vann i bevegelse som eventuelt ikke passerer kjøle-systemet . can set the water in motion that does not pass the cooling system.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen foregår transporten av vannet i varmevekslerslyngen i et kanalsystem med omgivende kjøle-medium hvorved det hindres at vannet med dets mikroliv kommer i direkte berøring med kjøleelementet eller ekstremt kolde kjølesoner, således at mikrolivet ikke ødelegges ved for drastisk avkjøling. In the method according to the invention, the transport of the water in the heat exchanger loop takes place in a channel system with surrounding cooling medium, whereby it is prevented that the water with its micro-life comes into direct contact with the cooling element or extremely cold cooling zones, so that the micro-life is not destroyed by too drastic cooling.

Kjølesystemets kondensator kan ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes for å bringe vannet til ønsket temperatur etter kjølesonen tilbake til reservoiret, idet man da på ønsket måte ved bruk av termostater kan regulere temperaturen i reservoiret etter ønske og overensstemmende med den biotop som skal reproduseres. In the method according to the invention, the condenser of the cooling system can be used to bring the water to the desired temperature after the cooling zone back to the reservoir, as one can then regulate the temperature in the reservoir as desired and in accordance with the biotope to be reproduced in the desired manner using thermostats.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan vannet i reservoiret belyses med en lyskilde med dagslyseffekt i takt med døgn-rytmen eller annen ønskelig rytme hvorved man også på gunstig måte påvirker algenes kullsyreassimilasjon. With the method according to the invention, the water in the reservoir can be illuminated with a light source with a daylight effect in time with the circadian rhythm or other desirable rhythm, whereby the carbon dioxide assimilation of the algae is also favorably influenced.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan også vanntransporten foretas med langsomtgående mekaniske pumper eller transportinnretninger, f.eks. aksialturbin (kaplanturbin), skrue-transportør eller andre heiseinnretninger som ikke skader det mikroskopiske-liv. In the method according to the invention, the water can also be transported with slow-moving mechanical pumps or transport devices, e.g. axial turbine (kaplan turbine), screw conveyor or other lifting devices that do not harm microscopic life.

I motsetning til tidligere fremgangsmåter for biologisk rensning av vann, skal avfallsstoffene som dannes ved livet i reservoiret ikke fjernes, idet det her vil foregå en naturlig nedbrytning av avfallsstoffene helt ned til mineralstadiehe. In contrast to previous methods for the biological purification of water, the waste substances produced by life in the reservoir must not be removed, as a natural breakdown of the waste substances down to the mineral stage will take place here.

, \ iPremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og dens fordeler, \ iThe method according to the invention and its advantages

skal i "det følgende omtales nærmere i forbindelse med bruk i saltvannsakvarium, men som nevnt ovenfor er 'ikke fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen begrenset til saltvannsakvarium. shall be described in more detail in the following in connection with use in saltwater aquariums, but as mentioned above, the method according to the invention is not limited to saltwater aquariums.

Hittil kjente hjelpemidler på markedet i forbindelse med akvarier, slik som filtere, vannpumper, eggehvitteavskummere etc. Previously known aids on the market in connection with aquariums, such as filters, water pumps, egg white skimmers etc.

bygger på det prinsipp at vannet til enhver tid skal være såis based on the principle that the water should be like this at all times

sterilt som mulig. En viss vekst av grønne alger tilrådes dog under kontroll (tilgang på lys)- slik at d£n ikke tar overhånd med massedød som resultat. Stadig mere effektive filtere med enorm stor vanngjennomgang er kommet på markedet, filtere som foruten svamp består av perlonvatt og aktivt kull, altså en effektiv sto<p>ler for alt mikroskopisk liv som måtte ha oppstått i akvarievannet. as sterile as possible. However, a certain growth of green algae is recommended under control (access to light) - so that it does not take over with mass death as a result. More and more efficient filters with enormous water throughput have come on the market, filters which, in addition to sponge, consist of perlon wadding and activated carbon, i.e. an effective stool for all microscopic life that may have arisen in the aquarium water.

Filterets nåværende funksjon er svært begrenset, spesieltThe current function of the filter is very limited, esp

på grunn av livsbetingelsene filtrene har å' by sine mikro!-.--innbyggere. Dette i tillegg til hurtig vanngjennomstrømning gjør det umulig for den meget begrensede bakteriemengde å bryte ned avfallsstoffene på en effektiv måte. Nitratene vil langsomt hopes opp i akvarievannet, og for å holde nitratmengden på et forsvarlig nivå, må vannet eller deler av dette (1/3) utskiftes jevnlig. because of the living conditions the filters have to offer their micro!-.--inhabitants. This, in addition to rapid water flow, makes it impossible for the very limited amount of bacteria to break down the waste materials in an efficient manner. Nitrates will slowly build up in the aquarium water, and to keep the amount of nitrates at a reasonable level, the water or parts of it (1/3) must be replaced regularly.

I de til nå kjente akvarier, vil det bli en langsom opphopning av peptider, aminosyrer og urinstoff.. Dette brytes ned videre til amoniakk, amoniakken videre via nitrit til nitrat, som hittil i akvariene har vært sluttpunktet for .nedbrytningen. Selv et velpleid akvarium med god grønnalgebestand har ikke kapa-sitet til å tåle selv små svingninger i proteintilgangen. In the aquariums known to date, there will be a slow accumulation of peptides, amino acids and urea. This is broken down further into ammonia, the ammonia further via nitrite into nitrate, which has been the end point for the breakdown in the aquariums until now. Even a well-maintained aquarium with a good population of green algae does not have the capacity to withstand even small fluctuations in the protein supply.

Videre skal det nevnes at eksisterende vannpumper for akvarier utsletter alt' planktonisk liv. Et forsøk har vist at i-en liter vann som inneholder et myldrende liv av både diatomeer, dino-flagellater, hoppekreps og Artemia og som ble tilsluttet en krets med tradisjonell vannpumpe for akvarium, var ett.er mikroskopisk under-søkelse alt liv totalt utslettet etter at pumpen hadde vært i drift i 2 minutter. Furthermore, it should be mentioned that existing water pumps for aquariums wipe out all planktonic life. An experiment has shown that in a liter of water containing a teeming life of both diatoms, dino-flagellates, jumping crayfish and Artemia and which was connected to a circuit with a traditional water pump for an aquarium, one.er microscopic examination all life was completely wiped out after the pump had been in operation for 2 minutes.

Ved frémgangsmåten ifølge oppfinnelsen tilveiebringes'full balanse i et akvariesystem ved at også planktonisk liv får være ' tilstede, dessuten ødelegges intet liv mekanisk. In the method according to the invention, full balance is provided in an aquarium system by also allowing planktonic life to be present, moreover, no life is destroyed mechanically.

■Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er bassert på at akvarie-mediet langsomt føres gjennom en biokultivator som er plassert like over akvariebassengets bunn. Fra undersiden av madreporplaten som bærer biokultivatoren, føres vannet skånsomt gjennom en stimulator hvor mediet blir nedkjølt og tilført oksygen før det returneres til akvariebassenget. Biokultivatoren inneholder et mylder av åtseleteré."som hurtig tar seg av ekskrementer, bunnfall ■The method according to the invention is based on the aquarium medium being slowly passed through a biocultivator which is placed just above the bottom of the aquarium basin. From the underside of the food storage plate that carries the biocultivator, the water is gently fed through a stimulator where the medium is cooled and oxygenated before it is returned to the aquarium pool. The biocultivator contains a multitude of carrion litter, which quickly takes care of excrement, sediment

av død plankton (detritus). Omfattende forsøk over lengre tid har vist at systemet er i full økoballanse da det ikke har forekommet noen opphopning av avfallsstoffer, forrester eller unormal vekst. PH-verdien har holdt seg uforandret, og det er ikke funnet spor av nitrat. of dead plankton (detritus). Extensive trials over a long period of time have shown that the system is in full ecological balance as there has been no accumulation of waste substances, residues or abnormal growth. The pH value has remained unchanged, and no traces of nitrate have been found.

I det følgende skal oppfinnelsen eksempelvis beskrives nærmere under henvisning til tegningen som viser et sjøakvarium. In the following, the invention will be described in more detail, for example, with reference to the drawing showing a marine aquarium.

Akvariet består av et kar 1 med planktonrikt sjøvann 2.The aquarium consists of a vessel 1 with plankton-rich seawater 2.

Over karets bunn er plassert en biokultivator. Denne består av en madre.porplate 3 som bærer et lav av sjøbunn 4. Over karet er montert en kraftig lyskilde 5 som gir dagslyseffekt (5^00°K). Til-koblet til karet er en stimulator som består av en temperaturisolert beholder 6, nesten helt oppfylt med kjølemedium 7 og kjøleélement 8. Fra karets bunn går et perforert bunnuttak 9 som utenfor karet er forsynt med en tilslutningsanordning 9B for utbygningsformål. Til bunnuttaket 9 er det koblet en varmevekslingsslynge 10 som fører vannet gjennom kjølebeholderen. Rørslyngen kan med fordel være forsynt med et slusekammer 11. Rørslyngen 10 ender i et såkalt brusekammer 12. En luftpumpe 13 med rensefilter 13B forsyner gjennom et brusefilter 14 vannet i brusekammeret med oksygen, samtidig som luften tjener som transportør for vannet opp til elevatoren 15>og videre ut i bassengets øvre'vannsjikt. Rensefilteret 13B er av vesentlig betydning og må tilpasses de omgivelser akvariet befinner seg i. A biocultivator is placed above the bottom of the tub. This consists of a porous plate 3 which carries a layer of seabed 4. Above the vessel is mounted a powerful light source 5 which gives a daylight effect (5^00°K). Connected to the tub is a stimulator which consists of a temperature-insulated container 6, almost completely filled with cooling medium 7 and cooling element 8. From the bottom of the tub runs a perforated bottom outlet 9 which, outside the tub, is provided with a connection device 9B for expansion purposes. A heat exchange coil 10 is connected to the bottom outlet 9, which leads the water through the cooling container. The pipe loop can advantageously be provided with a sluice chamber 11. The pipe loop 10 ends in a so-called shower chamber 12. An air pump 13 with cleaning filter 13B supplies the water in the shower chamber with oxygen through a shower filter 14, at the same time that the air serves as a transporter for the water up to the elevator 15> and further into the pool's upper water layer. The cleaning filter 13B is of essential importance and must be adapted to the environment in which the aquarium is located.

I forbindelse med kjøleelementet 8 finnes kompressor 16 og radiator 17. In connection with the cooling element 8, there is a compressor 16 and a radiator 17.

Ved 18 er det' angitt et kontrollpanel for brytere, instru-menter og automatikk. Kartermostat 19 og kjølevæsketermostat 20 At 18, a control panel for switches, instruments and automatics is indicated. Tank thermostat 19 and coolant thermostat 20

har trinnløs regulering.has stepless regulation.

Ved betjening av disse termostater vil akvariets vanntempera-tur kunne innstilles etter behov og ønske, idet disse termostater er av vanlig konstruksjon. When operating these thermostats, the aquarium's water temperature can be set according to need and desire, as these thermostats are of standard construction.

En tidsregulator 21 regulerer lyskilden 5 til periodisk be-lysning i takt med døgnrytmen eller annen ønsket rytme. A time regulator 21 regulates the light source 5 to periodic illumination in time with the circadian rhythm or other desired rhythm.

Kjølesystemets kondensator (radiator) 17 kan avgi varme tilbake til vannet (etter nedkjølingssonen) mellom brusekammer 12 og elevator 15, således at vannet i akvariet også ved hjelp av denne radiator 17 kan bringes til et nivå som tilsvarer f.eks. tropiske, forhold. The cooling system's condenser (radiator) 17 can emit heat back to the water (after the cooling zone) between shower chamber 12 and elevator 15, so that the water in the aquarium can also be brought to a level that corresponds to e.g. tropical conditions.

Elevatoren 15 har et tilslutningsrør 22 fra undersiden av madreporplaten for sirkulasjon i karet gjennom stimulatoren, således at det også denne vei skaffes en sirkulasjon av vannet etter ejektorprinsippet. The elevator 15 has a connecting pipe 22 from the underside of the food retort plate for circulation in the vessel through the stimulator, so that a circulation of the water is also obtained in this way according to the ejector principle.

Skulle man i tilknytning til dette akvarium ønske å tilslutte mindre akvarier for nærmere studium av enkelte dyr som befinner seg i akvariet, vil dette lett kunne ordnes således at det ved siden av akvariet, slik det er vist på figuren, oppstilles et ytterligere akvarium, dog uten madreporplate og biokultivator, idet' innholdet av det mindre akvarium kommuniserer med hovedakvariet gjennom en nivå-regulator 23 som holder nivået i det mindre akvariet på samme høyde som i'hovedakvariet, mens det fra bunnen av det mindre akvariet fører en ledning eller et rør tilbake til tilslutningsanordningen 9B ved hovedakvariet. Derved sirkulerer vannet også gjennom det mindre akvarium. Det kan selvsagt også anordnes 'flere mindre akvarier i tilknytning til hovedakvariet. If, in connection with this aquarium, one wishes to connect smaller aquariums for closer study of individual animals in the aquarium, this can easily be arranged so that next to the aquarium, as shown in the figure, an additional aquarium is set up, however without food storage plate and biocultivator, as the contents of the smaller aquarium communicate with the main aquarium through a level regulator 23 which keeps the level in the smaller aquarium at the same height as in the main aquarium, while a line or pipe leads from the bottom of the smaller aquarium back to the connection device 9B at the main aquarium. Thereby, the water also circulates through the smaller aquarium. Of course, several smaller aquariums can also be arranged in connection with the main aquarium.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er i det ovennevnte be-skrevet i forbindelse med sjøakvarium, men det kan som nevnt ovenfor selvsagt også benyttes på andre områder hvor det dreier seg om biologisk rensning av vann, idet det selvsagt kari foretas modifika-sjoner uten å overskride oppfinnelsens ramme slik den fremgår av kravene. The method according to the invention is described above in connection with sea aquariums, but as mentioned above it can of course also be used in other areas where biological purification of water is concerned, as modifications can of course be made without exceeding the scope of the invention as it appears from the requirements.

Claims

1. Method for biological purification of water in a closed system comprising a reservoir, characterized in that the water in the reservoir is passed slowly through a biocultivator, which is preferably designed so that a layer of the bottom in the relevant biotope to be reproduced is carried by a sieve plate ( matrepor plate), and at least part of the water is further transported through a cooling system comprising a heat exchanger loop with cooling medium around and on the outside of the loop, and where the water is gradually cooled down for then at a steadily rising temperature, and possibly after being combined with the remaining amount of water that is passed through the biocultivator, and transported back to the system's reservoir, with the reservoir possibly being illuminated.

2. Method according to claim 1, characterized in that the transport of the water in the system takes place by supplying air into the system in a riser after the cooling zone which causes water circulation (mammoth pump).

3. Method according to claims 1-2, characterized in that the transport speed is regulated by regulating the amount of air supplied.

4. Method according to claims 1-3, character, characterized in that the transport of water in the system takes place by causing air to pass a nozzle or gate through which the water is to pass, so that a negative pressure is created in the nozzle and the water enters movement according to the ejector principle.

5. ' Method according to claims 1-4, characterized in that the transport of the water in the heat exchanger coil takes place in a channel system with surrounding cooling medium which prevents the water with its micro-life from coming into direct contact with the cooling element or extremely cold cooling zones.

6. Method according to claims 1-5, characterized in that the cooling system's condenser (radiator) is used to bring the water to the desired temperature after the cooling zone back to the reservoir.

7. Method according to claim 1, characterized in that the water in the reservoir is illuminated with a light source with a daylight effect in time with the circadian rhythm or other desirable rhythm.

8. Method according to claims 1-7, characterized in that the water is transported with slow-moving mechanical pumps or transport devices, e.g. axial turbine (kaplan turbine), screw conveyor or other lifting devices that do not harm microscopic life.