PL214726B1 - Wklad filtracyjny akwariowy i bioreaktor akwariowy z wkladem filtracyjnym - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest wkład filtracyjny akwariowy i bioreaktor akwariowy z wkładem filtracyjnym, przeznaczony do uzdatniania wody w środowisku wodnym akwarium, przy kontrolowanym wykorzystaniu mikroorganizmów i roślin.

Utrzymanie zbiorników wodnych w dobrej kondycji, z przejrzystą wodą i bogatą florą i fauną, jest trudne ze względu na wielość procesów chemicznych i biochemicznych zachodzących w takich zbiornikach, zwłaszcza tych o ograniczonej objętości, jak akwaria, a zwłaszcza akwaria morskie.

Utrzymanie zbiorników wodnych realizowane jest za pomocą rozmaitych aparatów, przy czym nader często są to aparaty zaprojektowane, zbudowane i przeznaczone do realizowania jednej lub kilku niezbędnych funkcji. Przykładami takich aparatów są filtry mechaniczne usuwające muł, filtry chemiczne usuwające niepożądane substancje chemiczne, takie jak amoniak, reaktory wapienne pozwalające uzupełnić zawartość wapnia w wodzie.

Stosowane rozwiązania można podzielić na układy z filtracją mechaniczną i chemiczną. Często oba rodzaje filtracji prowadzone są w jednym urządzeniu, spotyka się układy z rozdzieleniem filtracji mechanicznej i chemicznej.

W dotychczas stosowanych układach woda opuszcza środowisko wodne i zostaje doprowadzona do filtra znajdującego się poza środowiskiem, na przykład akwarium lub oczkiem wodnym. Po przejściu przez układ filtrujący, woda powraca do środowiska. W czasie takiej filtracji, oprócz zatrzymywania rzeczywiście niepożądanego w środowisku mułu i niepożądanych składników chemicznych, takich jak przykładowo amoniak, środowisko wodne zubażane jest również o cenny materiał biotyczny - zwłaszcza narybek, ślimaki, plankton itp. Innymi słowy, taki sposób oczyszczania jest inwazyjny.

Innym mankamentem obecnie stosowanych rozwiązań jest konieczność częstej obsługi filtra, a w szczególności jego czyszczenia poprzez ręczne usuwanie mułu ze złoża filtrującego, wymiana wkładów itp., a więc koszty i czas. Kolejnym mankamentem istniejących filtrów jest konieczność wygospodarowania dodatkowego miejsca poza akwarium, w którym instalowany jest filtr. Im bardziej zaawansowany i rozbudowany filtr, tym więcej miejsca zajmuje, a mimo wszystko jego wkład filtracyjny jest wielokrotnie mniejszy od powierzchni dna akwarium. W zasadzie spełniona jest zasada, że im mniejsza powierzchnia filtra, tym intensywniej musi on oczyszczać wodę w środowisku, zwłaszcza akwarium i tym częstsza konieczność jego wymiany, czyszczenia itp.

Część wyżej wymienionych problemów rozwiązują filtry denne, inaczej zwane podżwirowymi, mechaniczne i biologiczne, filtrujące przez żwir podłoża. Podstawowym elementem filtra podżwirowego jest ułożony na całej powierzchni dna akwarium albo jego części ruszt filtracyjny wykonany z płytek ułożonych i złączonych ze sobą jedna obok drugiej na całej długości i szerokości zbiornika, na który wysypuje się podłoże dla roślin - żwir. Konstrukcja rusztu ze standardowych dostępnych w handlu elementów zapewnia utrzymanie ciężkiego podłoża żwirowego i swobodny przepływ wody w przestrzeni utworzonej pomiędzy dnem akwarium a podłożem żwirowym.

Najczęściej w jednym z rogów akwarium montuje się do rusztu filtr i wyprowadza pionowo do góry przez podłoże rurę, która w zależności od wybranego trybu pracy jest rurą ssącą lub tłoczącą. Na niej montuje się pompę odpowiedzialną za wymuszenie ruchu wody przez filtr ewentualnie z filtrem mechanicznym wstępnie oczyszczającym wodę z zawiesin w przypadku tłoczenia jej pod żwir. Przed rozpowszechnieniem pomp elektrycznych, filtry tego typu zasilano napowietrzaczem (w tym wypadku pracowały wyłącznie jako ssące). Wkład filtracyjny w filtrze podżwirowym stanowi cała objętość podłoża żwirowego zalegającego na ruszcie filtra, przez które przepływa woda. Zależnie od kierunku przepływu wyróżniamy filtry tłoczące (filtry biologiczne) - woda jest tłoczona pod żwir przez filtr mechaniczny, przeważnie kubełkowy oraz filtry ssące (filtry mechaniczne i biologiczne) - woda jest wysysana spod żwiru przez turbinę albo napowietrzacz i kierowana do akwarium, przeważnie przez deszczownię.

Jednym z mankamentów znanych filtrów podżwirowych jest ich mała odporność na degradację wywołaną wzrostem korzeni roślin i zatykaniem się siatki ochronnej rusztu nagromadzonym nieodfiltrowanym materiałem. Degradacja ta objawia się tym, że po pewnym czasie ruszt filtra podżwirowego przestaje przewodzić wodę w stopniu zadowalającym i filtr przestaje działać, a jego wymiana pociąga za sobą konieczność likwidacji akwarium i założenia go od nowa. Innym mankamentem jest niemożność zagwarantowania jednorodnego, laminarnego przepływu przez całą powierzchnię podłoża, gdyż na skutek rycia w podłożu stworzeń je zamieszkujących, woda przechodzi w miejscu żerowania przez podłoże bez uzdatniania, czyli skuteczność pracy takiego filtra jest silnie zależna od zachowania stworzeń żyjących i żerujących w podłożu.

PL 214 726 B1

Skurcz złoża pod działaniem podciśnienia w przypadku syntetycznych lub włóknistych podłoży filtracyjnych doprowadza do zamknięcia porów przytkanych przez zasiedlające je mikroorganizmy i korzenie roślin, a w konsekwencji utraty przepuszczalności złoża dla wody i idącej za tym konieczności wykonania czynności obsługowych.

Z opisu zgłoszenia patentowego US 2006/0054099 znane jest urządzenie do oczyszczania wody w akwarium z wykorzystaniem kształtek węgla drzewnego. Kształtki takie uzyskuje się przez suszenie, formowanie i zwęglanie substancji organicznych uzyskiwanych w przemyśle spożywczym jako odpady. Mają one postać granulek lub ziaren, które umieszczane są na oddzielnym ruszcie wyznaczającym korpus filtra dennego lub w obudowie stanowiącej pojemnik. Granulki lub ziarna stanowią warstwę filtracyjną, która nie ma spójnej struktury. Takie kształtki służą jako podłoże dla mikroorganizmów. Główna zasada działania takiego filtra wynika z dyfuzji, opływania cząstek węgla przez cząstki wody w sposób nielaminarny, niejednorodny.

Celem wynalazku jest wprowadzenie możliwości filtracji mechanicznej z jednoczesnym wprowadzaniem do wody niezbędnych pierwiastków jak też biochemicznym rozkładem niepożądanych substancji znajdujących się w środowisku akwarium a zatem umożliwienie kształtowania składu chemicznego wody akwarium poprzez stworzenie i możliwość zmiany odpowiedniego punktu pracy definiowanego jako zbiór parametrów chemicznych i biologicznych w wodzie. Ponadto problemem jest wyeliminowanie dyfuzyjnej pracy filtra oraz wprowadzenie osłony jego złoża ostatecznego.

Akwarium wykorzystujące rozwiązania według wynalazku zawiera wkład filtracyjny podżwirowy, wyznaczający strefę podżwirową połączoną z przewodem transportującym wodę i zawracającym ją ponad złoże, korzystnie z doprowadzeniem powietrza do wody.

Istota rozwiązania wkładu filtracyjnego według wynalazku polega na tym, że wkład ma postać sztywnej struktury samonośnej z kanalikami stanowiącymi strefę życia biologicznego, wyznaczającej złoże ostateczne.

Sztywną strukturę samonośną z kanalikami stanowi spójna płyta z węgla drzewnego lub płyta ceramiczna. Spójną płytę z węgla drzewnego stanowi struktura drewna wypalona jednorodnie bez jego fragmentacji. Korzystnym jest, że sztywna płyta z węgla drzewnego lub płyta ceramiczna stanowi strukturę fraktalną.

Płyta może być dzielona i składa się z elementów wyznaczających sekcje, odseparowane uszczelkami. Sekcje połączone są łącznikami przewodzącymi.

Wkład filtracyjny ma przewód wodny. Przewód wodny ma moduł napędowy zawierający przewód powietrzny lub kapilarę.

Istota rozwiązania bioreaktora akwariowego według wynalazku polega na tym, że bioreaktor ma złoże wstępne i usytuowane pod nim złoże ostateczne, przy czym złoże wstępne stanowi warstwa żwiru i piasku, zaś złoże ostateczne stanowi sztywna struktura samonośna z kanalikami stanowiącymi strefę życia biologicznego.

Sztywną strukturę samonośną z kanalikami stanowi spójna płyta z węgla drzewnego lub płyta ceramiczna. Spójną płytę z węgla drzewnego stanowi struktura drewna wypalona jednorodnie bez jego fragmentacji. Korzystnym jest, że sztywna płyta z węgla drzewnego lub płyta ceramiczna stanowi strukturę fraktalną.

Płyta może być dzielona i składa się z elementów wyznaczających sekcje, odseparowane uszczelkami. Sekcje połączone są łącznikami przewodzącymi.

W podstawowej odmianie wykonania bioreaktor jest ograniczony ścianami akwarium. Płyta stanowi przeponę pokrywająca całą powierzchnię przekroju akwarium nad jego dnem. Pomiędzy płytą a bocznymi ścianami akwarium usytuowane są uszczelki.

W odmianie wykonania bioreaktor stanowi wymienny moduł, o powierzchni mniejszej od powierzchni dna akwarium, stanowiący samonośny ruszt dla górnej warstwy złoża wstępnego. Moduł ma postać obłego lub graniastego zasobnika usytuowanego na wsporniku.

Pomiędzy płytą a bocznymi ścianami zasobnika znajdują się uszczelki z występem.

We wszystkich odmianach wynalazku moduł napędowy bioreaktora może mieć postać przewodu powietrznego lub kapilary.

Wynalazek polega zatem na wykorzystaniu całej powierzchni dna akwarium lub jego części jako bioreaktora, a więc układu oczyszczającego wodę w sposób biochemiczny, jednak w odróżnieniu od dotychczas stosowanych filtrów poddennych, nie posiada rusztu. Bioreaktor posiada dwie warstwy filtracyjne - złoże wstępne i złoże ostateczne, które stanowi sztywna struktura samonośna.

PL 214 726 B1

Właściwe warunki pracy złoża ostatecznego zapewnia osłona złoża wstępnego, które nie wymaga pracochłonnej pielęgnacji dzięki bioturbacji, to znaczy penetracji i wzruszaniu przez zamieszkujące akwarium organizmy. Odporność na degradację w trakcie użytkowania złoże ostateczne zawdzięcza pracy pod osłoną złoża wstępnego, oraz specyficznym właściwościom. Stanowi ono stabilne chemicznie doskonałe podłoże dla mikroorganizmów, posiada rozwiniętą powierzchnię wewnętrzną i system porów, oraz cechuje się wielką sztywnością mechaniczną, nie dopuszczającą skurczu złoża pod działaniem podciśnienia.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia przeprowadzanie zadanych przez użytkownika operacji chemicznych i biochemicznych w układzie złoża ostatecznego będącego drenem rozproszonym równomiernie na całej powierzchni ponad dnem środowiska wodnego. Przeprowadzanie operacji chemicznych i biochemicznych odbywa się w sposób statystycznie stacjonarny, bez istotnych zmian głównych parametrów układu. Statystycznie stacjonarny sposób prowadzenia procesu powoduje dużą jednorodność zachowania się złoża wstępnego i ostatecznego w całej łącznej objętości tych złóż. Dzięki przebiegającej w sposób ciągły bioturbacji złoża wstępnego, tj. wzruszania piasku, kamieni i żwiru oraz korzeni roślin i innych elementów złoża, złoże wstępne nie ulega degradacji i zapewnia właściwą ochronę złożu ostatecznemu. Dzięki tej ochronie oraz dzięki swoim właściwościom mechanicznym, mikropory złoża ostatecznego nie ulegają zatkaniu i wytwarzają się tam dogodne warunki do życia dla mikroorganizmów oczyszczających wodę przesączającą się przez złoże ostateczne. Dzięki układowi złoże wstępne - złoże ostateczne wytwarza się stabilny stan ustalony, który nie wymaga czynności obsługowych, a to pociąga za sobą oszczędność czasu i pieniędzy.

Bioreaktor według wynalazku jest urządzeniem realizującym większość swych funkcji jednocześnie. Dodatkowo, bioreaktor prowadzi te funkcje w sposób statystycznie stacjonarny, czyli praktycznie niezmienny, a więc nie wymagający interwencji obsługowej. Przepływ poprzez złoże ostateczne jest laminarny i równomierny, a przepływ wody przez złoże wstępne jest bliski równomierności, więc całe rozwiązanie pozwala uzyskać równomierny i bardzo wyraźny gradient cechujący stopień uzdatnienia wody. Na przykład woda wzbogacana jest w wapń wypłukiwany ze złoża wstępnego jednorodnie i jednakowo na całej powierzchni dna akwarium.

W dotychczas stosowanych i dostępnych na rynku rozwiązaniach, funkcja wzbogacania wody w wapń jest realizowana w reaktorach wapiennych, będących urządzeniami zewnętrznymi w stosunku do akwarium (a więc wymagającymi dodatkowego miejsca), skomplikowanymi, a przez to drogimi, oraz mało efektywnymi, gdyż woda wzbogacona mieszana jest z wodą niewzbogaconą przed wprowadzeniem takiej mieszanki wód do akwarium.

Rozwiązanie według wynalazku przedstawione jest w przykładach wykonania na rysunkach, na których poszczególne figury przedstawiają:

fig. 1 - bioreaktor z płytą jednolitą w widoku perspektywicznym, fig. 2 - bioreaktor z płytą jednolitą w widoku z boku, w częściowym przekroju, fig. 3 - bioreaktor z płytą dzieloną na sekcje, w przekroju poprzecznym, fig. 4 - bioreaktor z płytą dzieloną na sekcje, w przekroju wzdłużnym, fig. 5 - bioreaktor w postaci wymienialnego zasobnika, fig. 6 - moduł napędowy z elementem dystrybuującym gaz, w przekroju wzdłużnym, fig. 7 - moduł napędowy z kapilarą, w przekroju wzdłużnym, fig. 8 - wkład filtracyjny w postaci płyty jednolitej, w przekroju poprzecznym, fig. 9 - wkład filtracyjny w postaci płyty dzielonej na sekcje, w przekroju poprzecznym.

Fig. 1 i fig. 2 przedstawia bioreaktor akwariowy z płytą jednolitą na całej powierzchni dna z modułem napędowym w formie elementu dystrybuującego gaz.

W akwarium wyznaczonym przez boczne ściany 1 oraz dno 2, wypełnionym wodą 3, w odległości 1 do 100 mm, korzystnie 5 mm, zamocowana jest równolegle do dna 2 spójna płyta 4 wykonana ze sztywnego materiału porowatego o strukturze fraktalnej, korzystnie z węgla drzewnego o strukturze drewna wypalonej jednorodnie bez jego fragmentacji.

Płyta 4 może być podparta punktowo podpórkami 5. Pomiędzy płytą 4, a bocznymi ścianami 1 akwarium znajdują się uszczelki 6 z gumy lub korzystnie silikonu, nie pozwalające wodzie przedostać się pod płytę 4 inaczej, jak poprzez pory w płycie 4. Na płycie 4 znajduje się złoże żwiru i piasku 7, w którym rosną rośliny i żerują drobne zwierzęta, np. ślimaki.

Płyta 4 posiada co najmniej jeden otwór 8, korzystnie w rogu płyty 4, przez który przechodzi co najmniej jeden wodny przewód 9 transportujący wodę spod płyty 4 z powrotem do środowiska wodnego

PL 214 726 B1 nad płytą 4. Ruch wody zapewniany jest przez gaz, korzystnie powietrze lub tlen, wprowadzany do co najmniej jednego powietrznego przewodu 10 i tym samym wysysający wodę spod płyty.

Fig. 3 i fig. 4 przedstawia bioreaktor akwariowy z przeponą w formie płyty powstałej z połączenia mniejszych płyt.

W przypadku większych zbiorników, np. dużych akwariów, oczek wodnych i oceanariów, może zajść konieczność zbudowania przepony z większej liczby mniejszych elementów - 104 wykonanych ze sztywnego materiału porowatego o strukturze fraktalnej, korzystnie spójnego węgla drzewnego lub spieku ceramicznego. W tym przypadku elementy 104, o grubości od 1 do 1000 mm, korzystnie od 5 do 100 mm, znajdują się w odległości 1 do 100 mm, korzystnie 5 mm od dna 2, a utrzymywane są za pomocą dystansujących podpórek 5 wykonanych z materiału obojętnego dla środowiska wodnego, korzystnie szkła, silikonu lub spieku ceramicznego.

Każdy z elementów 104 przepony obwiedziony jest uszczelką 11 wykonaną z materiału obojętnego dla środowiska wodnego, korzystnie silikonu, lub gumy. Uszczelka 11 separuje dany element 104 od innych elementów 104 oraz dna 2 zbiornika wodnego oraz w każdym przypadku po obwodzie elementu 104 - od dna 2 zbiornika wodnego. Elementy 104 odsunięte są od siebie i od ścian zbiornika od 1 do 100 mm, korzystnie 5 do 20 mm. Uszczelki 11 wyznaczają zatem pod każdym elementem 104 sekcję denną.

W celu umożliwienia odprowadzania wody z przestrzeni pod każdą sekcją elementu 104, posiadają one układ wewnętrznych łączników 12 pozwalających transportować wodę spod najdalszych elementów, pod elementami bliższymi aż do przewodów 9 transportujących wodę ponad przeponę. Łączniki 12 w dwóch różnych elementach 104 przepony połączone są ściśle przylegającym do brzegów łącznika 12 odcinkiem rurki z materiału obojętnego dla środowiska wodnego, np. silikonu, tworzywa sztucznego, gumy itp. Obszar przylegania rurki do brzegu łącznika 12 może być również uszczelniony odpowiednim, obojętnym dla środowiska wodnego środkiem, np. klejem silikonowym. Możliwe jest również stworzenie systemu odprowadzania wody spod elementów 104 przepony za pomocą rurek wykonanych z materiału obojętnego dla środowiska wodnego, np. silikonowych lub z tworzywa sztucznego lub gumy, ukrytych w uszczelkach pomiędzy elementami 104 przepony lub zagrzebanych w warstwie złoża wstępnego i prowadzących do kolektorów będących kanałami transportującymi.

Figura 5 przedstawia bioreaktor akwariowy w postaci wymienialnego zasobnika.

W przypadku konieczności zastosowania bioreaktora do istniejącego akwarium bez możliwości jego całkowitej przebudowy, lub w warunkach, gdzie hodowane są rośliny nie tolerujące intensywnego przepływu przez podłoże i między korzeniami, bioreaktor można zaimplementować w formie stojącego na dnie 2 akwarium jednego lub wielu zasobników 20.

Bioreakcyjny zasobnik 20 to naczynie na podstawie, korzystnie w formie wsporników 21 zagrzebanych w istniejącym podłożu, posiadające płytę 204 wykonaną ze sztywnego materiału porowatego o strukturze fraktalnej, korzystnie węgla drzewnego o strukturze drewna wypalonej jednorodnie bez jego fragmentacji.

Płyta 204 stanowi złoże ostateczne i umieszczona jest na wysokości od 1 do 100 mm od dna 22 zasobnika, korzystnie 2 do 5 mm. Po płytą 204 usytuowana jest podpórka 5. Płyta 204 obwiedziona jest uszczelką 25 zaopatrzoną w podpierający występ 26, wykonaną z materiału obojętnego dla środowiska wodnego, korzystnie silikonu, tworzywa sztucznego lub gumy.

Płyta 204 jest złożem ostatecznym, a na niej spoczywa wstępne złoże 27 mające postać mieszaniny żwiru, piasku i kamieni. Zasobnik posiada co najmniej jeden otwór 28 w dnie i/lub w brzegu, poniżej dolnej krawędzi złoża ostatecznego. Do otworu 28 podłączony jest przewód 29 transportujący w którym panuje podciśnienie wytworzone przez własny moduł napędowy 30 lub moduł napędowy kanału zbiorczego, do którego podłączony jest przewód transportujący 29.

Moduł napędowy 30 może mieć postać przewodu powietrznego 10, co przedstawiono na fig. 6.

Przewód transportujący 29 uchodzi na zewnątrz zasobnika 20 i może być zagrzebany w podłożu akwarium, kanał zbiorczy od miejsca połączenia z kanałem transportującym 29 w górę jest w tym przypadku identyczny, jak kanał transportujący w wersji bioreaktora w przykładzie omawianym powyżej.

Moduł napędowy 30 w odmianie wykonania przedstawionej na fig. 7, zawiera kapilarę 31 usytuowaną w przewodzie wodnym 9, zakończoną obciążnikiem 32. Przez kapilarę 31 doprowadzane jest

PL 214 726 B1 powietrze. Moduł napędowy 30 w tej postaci może być wykorzystany również w bioreaktorze z płytą jednolitą, przedstawionym na fig. 1 i 2 oraz w bioreaktorze z przeponą w formie płyty powstałej z połączenia mniejszych płyt, przestawionym na fig. 3 i 4.

Płyta 4, 104 we wszystkich odmianach wykonania wynalazku może stanowić oddzielny wkład samonośny, przeznaczony do zainstalowania w istniejącym akwarium, co przedstawiono na fig. 8 i 9.

Oddzielny wkład filtracyjny składa się ze spójnej płyty 4 z węgla drzewnego o strukturze drewna wypalonej jednorodnie bez jego fragmentacji, z kanalikami o strukturze fraktalnej, zaopatrzonej na obwodzie w uszczelkę 6, zaś od strony dennej w podpórki 5.

W odmianie z płytą dzieloną elementy 104 przedzielone są uszczelką 11 i zaopatrzone są od spodu w podpórki 5, które wspierają się na dodatkowej płycie 13, pod którą umieszczone są separatory 14. Płytę 13 może stanowić szyba. Pomiędzy elementami 104 wyznaczona jest zamknięta uszczelką 6 denna komora podżwirowa, podzielona na sekcje, z której woda wyprowadzana jest przewodem wodnym 9. Przewód 9, nie pokazany na fig, 8 i 9, może stanowić stałe wyposażenie oddzielnego wkładu filtracyjnego.

W takiej postaci wkład filtracyjny stanowi gotowy wyrób przeznaczony do modernizacji akwarium. Wkład umieszcza się na dnie istniejącego akwarium, wyznaczając przestrzeń podżwirową i złoże ostateczne. Nad wkładem umieszcza się złoże wstępne 7. Przefiltrowaną wodę z przestrzeni podżwirowej wyprowadza się przewodem wodnym 9.

W opisanych wyżej przykładach wykonania złoże ostateczne ma formę sztywnej przepony, chronionej złożem wstępnym, będącym biologicznym podłożem akwarium. Grubość przepony wynosi od 1 do 1000 mm, korzystnie 5 do 100 mm w zależności od zastosowania. Kontakt przepony ze ściankami bocznymi w odmianie z płytą pokrywającą całe dno akwarium jest hermetyczny, to znaczy woda sponad przepony przedostaje się pod przeponę tylko przez samą przeponę, natomiast nie ma możliwości ominięcia przepony. Przepona wykonana jest ze sztywnego materiału porowatego o strukturze fraktalnej, korzystnie jednorodnego węgla drzewnego, możliwe jest również użycie przepony w formie dzielonej płyty z mniejszych jednolitych płyt z węgla drzewnego lub spieku ceramicznego, połączonych łącznikami.

W ten sposób utworzona przepona zapewnia jednorodny i bliski laminarnemu przepływ wody sponad przepony w dół, pod przeponę. Przepona jest złożem, tzn. dzięki swojej porowatej strukturze, staje się siedliskiem mikroorganizmów, których rodzaj zależy od pożądanej operacji biochemicznej lub chemicznej. Przepona chroniona jest złożem wstępnym, którym jest podłoże akwaryjne, jak piasek, na którym mogą spoczywać kamienie, w którym mogą rosnąć rośliny, ryć zwierzęta ryjące w miękkim podłożu jak małże, itd. Istotne, że odmiennie jak w spotykanych dotychczas rozwiązaniach, składnikiem podłoża jest dość miałki piasek, z ziarnami o średnicy rzędu milimetra, lub mniejszej. Jeżeli stosowany jest żwir o grubszym uziarnieniu, to miałki piasek występuje jako spodnia warstwa lub składnik mieszaniny.

Właściwe warunki pracy złoża ostatecznego zapewnia osłona złoża wstępnego, które nie wymaga pracochłonnej pielęgnacji dzięki bioturbacji, to znaczy penetracji i wzruszaniu przez zamieszkujące akwarium organizmy. Odporność na degradację w trakcie użytkowania złoże ostateczne zawdzięcza pracy pod osłoną złoża wstępnego, oraz specyficznym właściwościom węgla drzewnego lub spieku ceramicznego. Stanowią one stabilne chemicznie doskonałe podłoże dla mikroorganizmów, posiadają rozwiniętą powierzchnię wewnętrzną i system porów, oraz cechują się wielką sztywnością mechaniczną, nie dopuszczającą skurczu złoża pod działaniem podciśnienia.

Woda przesączająca się przez przeponę jest odsysana spod niej i zwracana do zbiornika wodnego przynajmniej jednym kanałem, w którym jest napędzana za pomocą modułu napędowego wody. Kanał ten jest prostopadły do przepony, zaczyna się pod przeponą, przechodzi przez przeponę i prowadzi ponad powierzchnię wody środowiska wodnego, a jest zakończony pastorałowatym wygięciem w dół w kierunku wody w środowisku. Przejście kanału przez przeponę jest uszczelnione.

Moduł napędowy wody jest zazwyczaj doprowadzeniem dystrybuującym gaz do kanału transportującego, korzystnie tlen lub powietrze, umieszczonym pod lub w przynajmniej jednym kanale odprowadzającym wodę spod przepony. Możliwe są również warianty wykonania z modułem w postaci pompy ssąco-tłoczącej lub - zwłaszcza w oceanariach i akwariach morskich - pompy magnetohydrodynamicznej.

PL 214 726 B1

Wykaz elementów boczne ściany dno woda płyta podpórki uszczelki złoże otwór przewód wodny przewód powietrzny

104 elementy płyty (przepona) uszczelka łączniki płyta separator zasobnik wspornik dno zasobnika

204 płyta zasobnika uszczelka występ złoże otwór przewód wodny moduł napędowy kapilara obciążnik

Claims (25)

1. Wkład filtracyjny akwariowy, przeznaczony do uzdatniania wody w środowisku wodnym akwarium, stanowiący filtr denny podżwirowy, wyznaczający strefę podżwirową połączoną z kanałem transportującym wodę i zawracającym ją ponad złoże, korzystnie z doprowadzeniem powietrza do wody, znamienny tym, że ma postać sztywnej struktury samonośnej z kanalikami stanowiącymi strefę życia biologicznego, wyznaczającej złoże ostateczne.

2. Wkład filtracyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że sztywną strukturę samonośną z kanalikami stanowi spójna płyta (4), (104), (204) z węgla drzewnego.

3. Wkład filtracyjny według zastrz. 2, znamienny tym, że spójną płytę (4), (104), (204) z węgla drzewnego stanowi struktura drewna wypalona jednorodnie bez jego fragmentacji.

4. Wkład filtracyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że sztywną strukturę samonośną z kanalikami stanowi płyta (4), (104), (204) ceramiczna.

5. Wkład filtracyjny według zastrz. 2 albo 3, albo 4, znamienny tym, że sztywna płyta (4), (104), (204) z węgla drzewnego lub ceramiczna stanowi strukturę fraktalną.

6. Wkład filtracyjny według jednego z zastrzeżeń od 1 do 5, znamienny tym, że płyta (4), (104) jest dzielona i składa się z elementów wyznaczających sekcje, odseparowane uszczelkami (11).

7. Wkład filtracyjny według zastrz. 6, znamienny tym, że sekcje połączone są łącznikami przewodzącymi (12).

8. Wkład filtracyjny według jednego z zastrz. od 6 do 7, znamienny tym, że elementy płyty (104) przedzielone uszczelkami (11) zaopatrzone są od spodu w podpórki (5), które są wsparte na dodatkowej płycie (13), pod którą umieszczone są separatory (14), przy czym pomiędzy elementami płyty (104) wyznaczona jest zamknięta uszczelką (6) denna komora podżwirowa, podzielona na sekcje.

9. Wkład filtracyjny według jednego z zastrz. od 1 do 8, znamienny tym, że ma przewód wodny (9).

PL 214 726 B1

10. Wkład filtracyjny według zastrz. 9, znamienny tym, że przewód wodny (9) ma moduł napędowy (30) zawierający przewód powietrzny (10).

11. Wkład filtracyjny według zastrz. 9, znamienny tym, że przewód wodny (9) ma moduł napędowy (30) zawierający kapilarę (31).

12. Bioreaktor akwariowy z wkładem filtracyjnym, przeznaczony do uzdatniania wody w środowisku wodnym akwarium, zawierający wkład filtracyjny podżwirowy, wyznaczający strefę podżwirową połączoną z kanałem transportującym wodę i zawracającym ją ponad złoże, korzystnie z doprowadzeniem powietrza do wody, znamienny tym, że ma złoże wstępne (7) i usytuowane pod nim złoże ostateczne, przy czym złoże wstępne (7) stanowi warstwa żwiru lub piasku, zaś złoże ostateczne stanowi sztywna struktura samonośna z kanalikami stanowiącymi strefę życia biologicznego.

13. Bioreaktor według zastrz. 12, znamienny tym, że sztywną strukturę samonośną z kanalikami stanowi spójna płyta (4), (104), (204) z węgla drzewnego.

14. Bioreaktor według zastrz.13, znamienny tym, że spójną płytę (4), (104), (204) z węgla drzewnego stanowi struktura drewna wypalona jednorodnie bez jego fragmentacji.

15. Bioreaktor według zastrz. 12, znamienny tym, że sztywną strukturę samonośną z kanalikami stanowi płyta (4), (104), (204) ceramiczna.

16. Bioreaktor według zastrz. 13 albo 14, albo 15, znamienny tym, że sztywna płyta (4), (104), (204) z węgla drzewnego lub ceramiczna stanowi strukturę fraktalną.

17. Bioreaktor według jednego z zastrz. od 12 do 16, znamienny tym, że płyta (4), (104) jest dzielona i składa się z elementów wyznaczających sekcje, odseparowane uszczelkami (11).

18. Bioreaktor według zastrz. 17, znamienny tym, że sekcje połączone są łącznikami przewodzącymi (12).

19. Bioreaktor według jednego z zastrz. od 12 do 18, znamienny tym, że jest ograniczony ścianami (1) akwarium, zaś płyta (4), (104) stanowi przeponę pokrywająca całą powierzchnię przekroju akwarium nad jego dnem (2).

20. Bioreaktor według zastrz. 17, znamienny tym, że pomiędzy płytą (4),(104), a bocznymi ścianami (1) akwarium znajdują się uszczelki (6).

21. Bioreaktor według jednego z zastrz. od 12 do 18, znamienny tym, że stanowi go wymienny moduł, o powierzchni mniejszej od powierzchni dna (2) akwarium, stanowiący samonośny ruszt dla górnej warstwy złoża wstępnego (7).

22. Bioreaktor według zastrz. 21, znamienny tym, że moduł ma postać obłego lub graniastego zasobnika (20) usytuowanego na wspornikach (21).

23. Bioreaktor według zastrz. 21 albo 22, znamienny tym, że pomiędzy płytą (204) a bocznymi ścianami zasobnika (20) znajdują się uszczelki (25) z występem (26).

24. Bioreaktor według jednego z zastrz. od 12 do 23, znamienny tym, że moduł napędowy (30) zawiera przewód powietrzny (10).

25. Bioreaktor według jednego z zastrz. od 11 do 23, znamienny tym, że moduł napędowy (30)