PT1216208E - Processo para melhorar a qualidade da água de sistemas de manutenção - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA MELHORAR A QUALIDADE DA ÁGUA DE SISTEMAS DE MANUTENÇÃO" A invenção refere-se a processos individuais para melhorar a qualidade da água ou para corrigir e ajustar parâmetros químicos importantes da água de sistemas de manutenção biológicos, utilizando-se aditivos para água ecológicos, neutros, com acção química e microbiológica, a uma combinação de vários processos para melhorar a qualidade da água em sistemas de manutenção biológicos, bem como a um produto multicomponente utilizável neste caso.

Em sistemas de manutenção biológicos, p. ex., aquários, aquaterrários e lagos de jardim, a alimentação diária dos peixes e de outros animais aquáticos aí mantidos leva a alterações acumulativas de parâmetros químicos importantes da água e, consequentemente, a uma constante deterioração da qualidade da água. Isto conduz a uma qualidade de vida correspondentemente reduzida dos peixes e de outros animais aquáticos mantidos.

Se a água de partida, p. ex., a água canalizada, possuir uma qualidade suficiente, então a troca, parcial ou completa, frequente, da água permite contrariar uma deterioração da qualidade da água devida às condições de manutenção. 0 processo de troca da água é complicado e incómodo para o aquarista e acarreta riscos para os peixes e outros organismos aquáticos mantidos, em parte riscos consideráveis, devido a propriedades 1 ou composiçoes indesejadas da água fresca de partida, tal como, por exemplo, cloro ou metais pesados.

Por conseguinte, é desejável minimizar a frequência e quantidade de troca da água, quando for possível, tal como descrito na presente invenção, suster ou eliminar a deterioração da qualidade da água.

Em pormenor, em sistemas de manutenção biológicos têm lugar as seguintes alterações de parâmetros importantes da água que deterioram a qualidade da água. Estas são contrariadas parcialmente através de medidas já conhecidas. A) Um exemplo para tais alterações é a subida da concentração de fosfatos devido à sua constante introdução com a alimentação. A subida dos fosfatos para valores acima de 10 - 20 mg/L é desfavorável dado que o crescimento indesejado de algas é favorecido pelo fosfato. São conhecidas as seguintes medidas para reduzir o fosfato: a) Ligação de fosfatos a óxidos de Al3+ e/ou Fe3+ (granulados contendo grupos hidroxilo) que são introduzidos no sistema de filtros. É desfavorável a sua capacidade limitada. Depois de esgotados, é necessário substituir os granulados o que é frequentemente bastante complicado. Se o aquarista não medir regularmente o teor de fosfatos, este não detectará o esgotamento do material e a concentração de P043- na água de manutenção subirá novamente, isto é, o sucesso do tratamento deste método é frequentemente apenas insuficiente. 2 b) A adição de sais inorgânicos de Al3+ e/ou Fe3+ dissolvidos conduz igualmente, quando aplicado regularmente, à diminuição da concentração de P043~. As desvantagens deste processo são: - a elevada toxicidade dos sais inorgânicos de Al3+ e Fe3+ dissolvidos para os peixes, - enriquecimento da água com aniões, tais como, p. ex., cloreto e sulfato, - redução da dureza de carbonato, do teor de HC03“ e C032~ e com isso - redução do poder tampão, - diminuição do nível de pH e perigo de queda ácida para KH = - 0 °dH, - turvaçao da água e floculação inestética de A1(0H)3 e

Fe(OH)3. B) Um exemplo adicional para as alterações indesejadas mencionadas é a subida da concentração de nitratos devido à constante introdução de proteínas e de outras fontes de azoto com a alimentação. Todas as fontes de azoto provenientes da alimentação, na maior parte proteínas, são oxidadas microbiologicamente, via amoníaco e nitrito, a nitratos. A constante subida dos nitratos representa uma carga não natural da água de manutenção, que é indesejada para o aquarista. 3

Frequentemente, a teor de nitratos da água de partida é já tão elevado, p. ex. de 25 -50 mg/L, que a concentração natural de N03“, de poucos mg/L, nunca é passível de ser atingida através da troca de água.

Para diminuir o teor de nitratos conhecem-se as seguintes medidas: a) Diminuição do teor de nitratos através de um permutador aniónico, na maioria dos casos na forma de cloreto. Neste caso, é desfavorável a substituição dos iões de nitrato pelos aniões de carga do permutador, na maioria dos casos cloreto, e a substituição de iões de sulfato e hidrogenocarbonato. A par da diminuição indesejada da dureza de carbonato, a composição química da água é completamente alterada. b) Desnitrificação em meio anaeróbio ou em reactores anaeróbios. A introdução de material isento de azoto, orgânico, biologicamente degradável, praticamente insolúvel, em forma de granulado no sistema de filtros cria regiões anaeróbias devido à forte depleção do 02, nas quais o nitrato é reduzido, como fonte de oxigénio, a N2.

Desfavorável é: - o doseamento incerto, - o controlo do processo e controlabilidade do processo incertos, 4 - a redução do sulfato, que é esperada no caso de pequenas concentrações de NO3, formando sulfureto de hidrogénio altamente tóxico. C) A diminuição da dureza de carbonato devida à nitrificação configura um exemplo adicional para as alterações indesejadas da água mencionadas. A oxidação do azoto orgânico constantemente introduzido decorre por via da oxidação de amoníaco a nitrito, proporcionada por bactérias nitrificantes. Neste processo biológico, por cada mole de amoníaco origina-se um mole de iões de H+. Os iões de H+ libertados reagem com bases presentes, na maioria dos casos hidrogenocarbonato, como formador da dureza de carbonato, com protonação e redução da dureza de carbonato.

Para compensar as perdas na dureza de carbonato (ou perdas de HC03_) , mas também para aumentar a dureza de carbonato conhecem-se as seguintes medidas: a) Adição de NaHC03 e/ou Na2C03 na forma de pó ou de solução. 0 processo funciona de forma fiável, mas está associado às seguintes desvantagens: - No caso das misturas NaHC03/Na2C03, estas levam a rápidos aumentos de pH na água de manutenção, que conduzem a um stress considerável nos organismos. - Em águas com teores de amónio aumentados, paralelamente ao aumento do pH, liberta-se, em certas circunstâncias, uma quantidade letal de amoníaco. 5 - A hidrossolubilidade de NaHC03 é relativamente baixa impossibilitando a existência de produtos líquidos altamente concentrados de cómoda aplicação. b) Adição de soluções preparadas de fresco que, a par do hidrogenocarbonato de cálcio dissolvido, contenham ainda muito CO2 livre. 0 CO2 excedente pode conduzir a um rápido prejuízo dos organismos provocado pelo C02. A par da concentração de HCO3, aumenta aqui também a concentração de Ca2+, o que nem sempre é desejado.

As perdas em hidrogenocarbonato de cálcio dissolvido causadas química e biologicamente podem trazer ainda alterações indesejadas da água. Através do consumo de CO2 e da elevação do pH a isso associada, o equilíbrio cal/ácido carbónico é deslocado no sentido da precipitação de calcário. A perda desfavorável de Ca(HC03)2 dissolvido conduz a uma correspondente diminuição da concentração de cálcio e da concentração de HC03“ (diminuição da dureza de carbonato) .

Para compensar as perdas em Ca(HC03)2 ou seu aumento conhecem-se as seguintes medidas: a) Adição de soluções que, a par de Ca(HC03)2, contêm ainda muito C02 livre. Esta medida tem as desvantagens acima retratadas. Uma desvantagem adicional reside na complicação do processo, dado que as soluções de Ca(HC03)2 têm de ser preparadas de forma trabalhosa por dissolução de CaC03 ou Ca(OH)2 em água enriquecida com C02. A adição de Mg(OH)2 ou MgC03 · Mg(OH)2 permite também preparar uma solução que contém adicionalmente Mg(HC03)2· 6 b) Adição de misturas sólidas que contêm quantidades equivalentes de NaHC03 e sais de Ca, Mg solúveis (na maioria dos casos cloretos) . Os iões Ca2+ + 2C1“ + 2Na+ + 2HC03“ são introduzidos na água de manutenção através da dissolução destas misturas. A água contém agora, a par do [Ca2+ + 2HC03“] desejado, também a quantidade equivalente em NaCl (ou também Na2S04) que é indesejada. A desvantagem deste processo consiste na introdução de sais estranhos, p. ex., NaCl ou Na2S04.

Por fim, um consumo de dióxido de carbono dissolvido também altera a qualidade da água.

As algas, plantas aquáticas e microrganismos autotróficos consomem constantemente dióxido de carbono dissolvido. A par do valor de pH aumentado por este meio, origina-se uma situação de carência em CO2, que tem efeitos prejudiciais sobre os processos químicos e biológicos.

Para compensar a carência de C02 conhecem-se as seguintes medidas de adição de CO2: a) Fornecimento de gás de C02 a partir de botijas de C02. São problemáticos neste método: - o difícil ajuste e controlo do doseamento, - o preço, - riscos de segurança associados ao sistema de gás sob pressão. 7 b) Geração de C02 por oxidação anódica de um eléctrodo de grafite. 0 sistema envolve as seguintes desvantagens: - má doseabilidade, - picos de CO2 devidos a processos químicos secundários no cátodo, associados a uma forte descalcificação, - origem de gás detonante, - formação de cloro em águas mais ricas em cloretos. c) Geração de C02 em reactores de fermentação externos. Existem também aqui sérias desvantagens devidas às condições do sistema, p. ex.: - forte dependência da temperatura por parte do processo de fermentação, - dificuldade em dominar o processo, - muito más possibilidades de doseamento e de manter o doseamento constante.

Os diversos problemas apresentados parecem ser, à primeira vista, heterogéneos e não ser solucionáveis com um só princípio.

Surpreendentemente existe, contudo, uma solução comum para todos os problemas parciais, que compreende os seguintes princípios químicos e biológicos: - Aproveitamento da actividade microbiológica das águas e, em particular, dos sistemas de filtros nos sistemas de manutenção, que inclui processos aeróbios e anaeróbios. - Utilização de componentes, produtos e preparações que são, em parte, ou totalmente, biologicamente degradáveis. - Junção de processos microbiológicos e químicos no sistema de manutenção. - Utilização de componentes, produtos e preparações que preenchem apenas a função desejada, mas que não introduzem ou permitem acumular substâncias adicionais indesejadas. - Utilização de componentes, produtos e preparações, que são completamente seguros para peixes e outros organismos aquáticos. - Todos os produtos e métodos comportam-se de forma ecologicamente neutra e não conduzem a deteriorações secundárias da qualidade da água. - Todas as funções requeridas são proporcionadas apenas por aditivos para a água muito fáceis de manusear e de dosear. A partir do documento DE 19704953 A conhece-se um produto de dois componentes composto por um agente floculante biotolerante, que contém sais de alumínio poliméricos e ácidos orgânicos polibásicos, e uma mistura de substâncias activas na qualidade de co-floculante. 9 0 documento ΕΡ 0882675 A descreve aditivos que são empregues em instalações de tratamento de águas residuais para melhorar a desnitrificação com uma desfosfatização simultânea da água residual.

Objecto da invenção é assim um processo para melhorar a qualidade da água de sistemas de manutenção biológicos de acordo com a reivindicação 1.

Objecto da invenção é ainda um produto multicomponente para melhorar a qualidade da água de sistemas de manutenção biológicos de acordo com a reivindicação 14. O aproveitamento e a junção consistentes dos sistemas de manutenção como reactores microbiológicos e químicos, para alcançar as melhorias da água desejadas, compostos por precursores simples, adicionados, é novo e não é óbvio, mesmo para o especialista, e traz vantagens consideráveis e inovadoras face às soluções segundo o estado da técnica, devido à simplicidade, aos processos controláveis e domináveis e à completa ausência de efeitos secundários e acções secundárias, potencialmente nocivos. Uma vantagem particular da invenção deve também ser vista no facto de esta proporcionar uma solução separada ou uma solução comum para os problemas parciais retratados.

Em seguida descrevem-se as soluções detalhadas, de acordo com a invenção: A) Diminuição das concentrações de fosfatos 10

Isto efectua-se principalmente com sais de Al3+, Fe3+ e Ti02+ ou Zr02+ com ácidos carboxilicos orgânicos, p. ex. com os seus acetatos, formiatos, tartaratos e em particular citratos.

As misturas dos sais de ácidos orgânicos com os ácidos orgânicos que lhes estão na base, ou com outros ácidos orgânicos, também podem ser empregues com o mesmo sucesso, p. ex. citrato de alumínio mais ácido cítrico, citrato de ferro(III) mais ácido cítrico, citrato de ferro(III) mais ácido tartárico. É ainda também possível adicionar sais pouco solúveis dos metais mencionados com ácidos orgânicos na forma sólida (pó, granulado, comprimidos), como eliminadores do depósito de fosfatos, ao sistema de filtros ou de um modo geral ao sistema de manutenção. 0 princípio é ilustrado em seguida para sais de Al3+ e de Fe3+, mas também é correspondentemente válido para os sais de Ti02+ e Zr02+. Se, à água de manutenção, se adicionarem sais de Al3+ e/ou de Fe3+ de ácidos carboxilicos, então não se observa inicialmente qualquer floculação e turvação. Apenas na degradação biológica anaeróbica no sistema de filtros após 11

Citrato de alumínio (Al3+) + 3HC03“

Degradação aeróbia -►

Citrato de ferro (III) (Fe3+) + C02

Na formaçao directamente subsequente de AI(OH)3 ou Fe(OH)3 de acordo com

Fe3+ (Fe (OH) 3) + 3HC03~--► + 3C02

Al3+ (Al(OH)3) o fosfato é depositado e precipita em conjunto com os hidróxidos.

Os hidróxidos metálicos precipitados com o fosfato co-floculado acumulam-se na lama do filtro e são eliminados na limpeza regular dos filtros. A adição regular dos sais metálicos orgânicos, p. ex. como solução aquosa, à água de manutenção, permite impedir completamente a subida dos fosfatos.

Ao contrário da precipitação de fosfatos com sais inorgânicos de Al3+ ou Fe3+, a precipitação de fosfatos de acordo com a invenção inclui sérias e surpreendentes vantagens: - não tem origem qualquer turvação e floculação na água, 12 - o processo decorre essencialmente no sistema de filtros biologicamente activo, - os sais metálicos orgânicos comportam-se de forma neutra em termos toxicológicos, neutra em termos ecológicos, neutra em termos de dureza de carbonato. - não são adicionados quaisquer iões estranhos enriquecedores. - a degradação aeróbica dos iões de ácido carboxilico gera somente C02, o qual influencia positivamente o teor de C02 ou compensa, em parte o consumo de C02.

As concentrações de fosfatos que se estabelecem são tipicas para cada metal: para o citrato de Fe: cerca de 0,0 - 0,2 mg/L, para o citrato de AI: cerca de 0,0 - 0,5 mg/L,

Obtém-se muito bons resultados de eliminação de fosfatos quando, à água de manutenção, se adiciona semanalmente a bissemanalmente, 1 mg/L a 100 mg/L, de um modo preferido 10 mg/L a 40 mg/L de citrato de aluminio, citrato de ferro ou suas misturas. O efeito eliminador de fosfatos depende da quantidade de catião metálico introduzido. 13

B) Diminuição da concentração de nitratos ou limitação da subida de N03 por compostos orgânicos solúveis isentos de N

Se, à água de manutenção, se adicionarem regularmente substâncias orgânicas, degradáveis, isentas de N retarda-se ou limita-se a subida da concentração de nitratos, mesmo sem a presença de reactores anaeróbios, e alcança-se uma concentração de nitratos que oscila num nivel médio. Sem o tratamento com estes aditivos para a água, de acordo com a invenção, o teor de nitratos sobe sempre mais monótona e ilimitadamente. Dado que a razão para o impedimento ou travagem da subida de nitratos se baseia numa desnitrificação parcial em microrregiões anaeróbicas no filtro, paralelamente ao retardamento e à limitação da subida do nitrato, inibe-se ou limita-se também a perda, devida às condições de nitrificação, da dureza de carbonato (concentração de HC03~) .

Os compostos hidrossolúveis, redutores de nitratos, que podem ser empregues são, em princípio, todos os compostos orgânicos biologicamente degradáveis, de um modo preferido, contudo, compostos alifáticos, tal como, por exemplo, álcoois, p. ex. glicerina, sorbitol, etanol, açúcar, p. ex., pentoses, hexoses, sacarose, ácidos carboxílicos, p. ex., ácido acético, ácido cítrico, ácido láctico e ácido tartárico. As combinações em partes iguais de ácido cítrico e sacarose ou ácido acético e sacarose comprovaram ser também muito úteis.

Se, à água de manutenção, se adicionarem, três vezes por semana ou a cada dois dias, 5 - 100 mg/L, de um modo preferido 5-40 mg/L dos compostos, ou misturas, mencionados, então retarda-se a subida de nitratos e já não são ultrapassadas 14 determinadas concentrações máximas de nitratos, em relação ao doseamento seleccionado.

Exemplos de doseamento para a combinação ácido cítrico/sacarose são: a) 3 doseamentos por semana com 10 mg/L [ácido cítrico mais

sacarose (1:1)]: concentração limite de nitratos: 60 - 80 mg/L b) 3 doseamentos por semana com 20 mg/L [ácido cítrico mais

sacarose (1:1)]: concentração limite de nitratos: 40 mg/L

Em doseamentos superiores, p. ex., 60 - 100 mg/L, três vezes por semana ou doseamentos mais baixos, mais frequentes, p. ex., 10 mg/L diariamente, é possível reduzir ainda mais a concentração limite de nitratos, p. ex. até aos 5 -10 mg/L de no3~.

Paralelamente à estabilização do NO3', alcança-se também uma estabilização da dureza de carbonato em valores mínimos, abaixo dos quais a dureza de carbonato não se reduz mais.

Os compostos adicionados são completamente degradados a H20 e C02. O C02 formado é aproveitado, como fonte de C, por plantas, algas e bactérias nitrificantes. A introdução de um arejamento permite corrigir a concentração de C02 para baixo, consoante as necessidades. 15 C) Aumento da dureza de carbonato ou da concentração de HC03_. A presente solução, de acordo com a invenção, serve-se do seguinte princípio microbiológico/químico, que utiliza sais de Na+, Ca2+, Mg2+ e de Sr2+ do ácido acético, ácido láctico, ácido cítrico, ácido tartárico, ácido fumárico, ácido propiónico, ácido málico.

Se se degradarem microbiologicamente ácidos carboxílicos, p. ex., ácido acético, origina-se somente H2O e CO2: O2, degradação CH3COOH -► 2C02 + 2H20

Se, pelo contrário, se expuser sais dos ácidos carboxílicos à degradação microbiológica, então, a par do CO2, forma-se também hidrogenocarbonato em correspondência com o número das cargas negativas introduzidas dos aniões. 02, degradação CH3COCT -► C02 + 1,5 H20 + HCO3·

Através da introdução de sais de ácidos carboxílicos na água de manutenção formam-se os hidrogenocarbonatos, após a degradação biológica.

Isto pode parecer ainda pouco espectacular no exemplo para o hidrogenocarbonato de sódio, a partir de sais de sódio orgânicos, p. ex. acetato de Na, citrato de Na, dado que o próprio NaHC03 é facilmente acessível. Mas mesmo aqui, existe a grande vantagem, no caso das preparações líquidas, da 16 solubilidade muito elevada, na maioria dos casos, em comparação com o NaHC03, por exemplo do acetato de Na, que permitem elevadas concentrações no produto e elevados alcances.

Uma vantagem adicional da utilização de sais orgânicos de Na, em vez de NaHC03 ou Na2C03, consiste na aplicação neutra em termos de pH: - o sal de Na de ácidos carboxílicos orgânicos tem um efeito neutro em termos de pH, podendo ser até acidificado no produto com ácido(s) carboxílico(s) em excesso. Isto não é possível com NaHC03 ou Na2C03 devido à sua natureza. - no caso da degradação biológica (à excepção dos formiatos) ainda se origina C02, que contraria igualmente um aumento do pH.

As vantagens da solução do problema de acordo com a invenção tornam-se ainda mais reconhecíveis quando se observa a introdução dos hidrogenocarbonatos dos metais alcalino-terrosos de Mg2+, Ca2+, Sr2+, que, como se sabe, não estão disponíveis como substâncias. A adição dos sais de Mg2+, Ca2+, Sr2+ solúveis de ácidos carboxílicos orgânicos permite constituir, sem problema, as concentrações desejadas dos hidrogenocarbonatos na água de manutenção. 17

Exemplo: (Acetatos) 02, degradação M2+ (OAc) 2 -► M2+ (HC03)2 + 2C02 + 3H20 M2+ = Mg2+, Ca2+, Sr2+

Os doseamentos orientam-se pelo ajuste ou pelo aumento da dureza de carbonato, ou da concentração de HCC>3~, desejados. 1 mmole/L de sal de Na de ácidos carboxilicos orgânicos aumenta a dureza de carbonato em 2,8 °dH, 1 mmole/L de sais de Mg2+, Ca2+, Sr2+ de ácidos carboxilicos orgânicos aumenta a dureza de carbonato em 5,6 °dH.

Os sais alcalinos ou alcalino-terrosos dos ácidos carboxilicos orgânicos podem ser adicionados na forma sólida (pó, granulado, comprimidos), ou na forma de uma solução aquosa, à água de manutenção.

Como ácidos carboxilicos podem ser utilizados: a) Para os sais de Na+:

Em particular, ácido acético, ácido láctico, ácido cítrico, ácido tartárico e semelhantes. b) Para os sais de Mg2+:

Em particular, ácido acético, ácido láctico, ácido cítrico, ácido tartárico. c) Para os sais de Ca2+: 18

Em particular, ácido fumárico, ácido acético, ácido propiónico, ácido láctico, ácido málico. d) Para os sais de Sr2+:

Em particular, ácido fumárico, ácido acético, ácido propiónico, ácido láctico, ácido málico. D) Aumento da dureza total ou da concentração em Ca2+ e Mg2+ 0 principio desta solução de problema, de acordo com a invenção, e todos os detalhes de aplicação importantes foram descritos em C). As vantagens do método e das preparações são: - ajuste definido muito simples e seguro e aumento da dureza total, - ausência de problemas na preparação e aplicação de preparações de produto, em particular de soluções líquidas, - ausência de qualquer introdução de iões estranhos indesejados, - fácil ajuste de todas as relações Mg:Ca desejadas de °°:1 a ]_ · o° - geram-se apenas quantidades controladas de CO2, que servem para fornecer C às plantas, algas e microrganismos autotróficos. 19 - a par dos hidrogenocarbonatos de Mg2+ e de Ca2+ formados a partir de sais orgânicos, aqui descritos, é também possível adicionar cloretos ou sulfatos de Mg2+ e de Ca2+, em combinação, permitindo realizar qualquer composição química, possível ou requerida, da dureza total. E) Aumento da concentração de CO2

Nas soluções dos problemas A) a D) anteriores foi já descrito que se forma C02 na degradação biológica de compostos orgânicos no sistema de manutenção. Isto pode ser configurado como sistema de fornecimento de C02 interno, com um funcionamento microbiológico. Um fornecimento contínuo e suficiente, mas não prejudicial aos organismos, de C02 à água de manutenção preenche diversas funções importantes: - fertilização carbonada dos organismos vegetais, - abastecimento de carbono dos microrganismos autotróficos, em particular dos nitrificantes, - impedimento da subida de pH causada pelo consumo de C02, - ajuste de um valor de pH definido, por ajuste do equilíbrio ácido-base HC03~/C02, - intervenção no equilíbrio calcário/C02 e impedimento da precipitação química e biológica de calcário. 20

Verificou-se que as concentrações de C02 entre 1 e 25 mg/L, de um modo preferido 5-15 mg/L, se situam na gama óptima. Aqui não ocorrem ainda quaisquer potenciais prejuízos para os peixes e outros organismos aquáticos devidos ao C02. Dado que o C02 é constantemente consumido no sistema de manutenção e ocorrem perdas para a atmosfera, o C02 tem de ser adicionado de forma doseada à água de manutenção, na quantidade certa.

Isto pode ser facilmente alcançado através de uma adição doseada a realizar diariamente, ou a cada dois dias, de compostos orgânicos biologicamente degradáveis, p. ex. de ácidos carboxílicos orgânicos alifáticos, álcoois e açúcares. Os seguintes compostos comprovaram ser particularmente úteis: a) ácidos carboxílicos: ácido fumárico, ácido oxálico, ácido acético, ácido láctico, ácido cítrico, ácido málico, ácido tartárico, b) álcoois: etanol, glicerina, sorbitol, c) açúcar: pentoses, hexoses, sacarose.

Se se dosear os ácidos carboxílicos isoladamente, então, numa reacção química, é imediatamente libertada uma quantidade equivalente de C02 a partir da reserva de hidrogenocarbonato:

HCCV + CH3COOH -► C02 + H20 + CH3COCT

Na subsequente degradação biológica do anião de ácido carboxílico, gera-se novamente, lentamente (num intervalo de poucas horas até 24 horas), o hidrogenocarbonato consumido e forma-se C02 adicional: CH3COCT -► HCCV + C02 + 1, 5H20 21

Por conseguinte, os ácidos carboxilicos geram C02 num processo em etapas: a) Numa reacção de segundos, por protonação de HC03~, b) Numa reacção com a duração de poucas horas, até 24 horas, por degradação biológica oxidativa.

Os álcoois e açúcares adicionados ao sistema de manutenção são degradados exclusivamente pela reacção microbiológica relativamente lenta para formar H20 e C02. A selecção de combinações de diversas fontes de C com diferentes velocidades de libertação de C02 permite alcançar uma introdução de C02 muito regular, p. ex., através da combinação de ácido cítrico e sacarose ou ácido acético e sacarose. Os compostos individuais, ou as combinações, são doseados como se segue:

Diariamente 1-20 mg/L, de um modo preferido 3-10 mg/L ou também a cada 2 dias 2-40 mg/L, de um modo preferido 6-20 mg/L.

Os agentes melhoradores de água, de acordo com a invenção, podem ser empregues, com o propósito de uma função de utilização individualmente definida, em todos os sistemas de manutenção biológicos tais como, p. ex. - aquários (água quente, água fria, água doce, água salgada), - Lagos de jardim, lagos de carapas Koi, - aquaterrários, 22 grandes aquários (jardins zoológicos, aquários públicos). 0 produto de acordo com a invenção é disponibilizado na forma de produtos multicomponentes, p. ex., como embalagem para sistemas de manutenção de 100 a 1000 L, de um modo preferido, como concentrado aquoso. Neste caso, os componentes individuais 1.) a 4.) podem estar reunidos no concentrado, nas quantidades correspondentes às recomendações de doseamento mencionadas anteriormente. Os componentes individuais também podem estar, contudo, embalados individualmente, ou em mistura compatível, na dose individual que corresponde à quantidade de doseamento, ou quantidades maiores, na forma sólida, p. ex., como pós, granulados, extrudados, pérolas, cápsulas ou em comprimidos ou na forma líquida. Nesta forma, os problemas parciais individuais podem ser depois solucionados individualmente ou em qualquer combinação, por adição dos componentes individuais ou de misturas. As indicações precisas, relativas ao doseamento dos concentrados de componentes individuais ou de misturas, encontram-se na embalagem ou no folheto informativo. A frequência de doseamento é dada pela função da utilização. Esta estende-se de diariamente até a cada dois dias e de uma ou duas vezes por semana até uma vez a cada duas semanas, ou consoante as necessidades.

Tratamentos adicionais na aplicação dos produtos de acordo com a invenção:

Dado que nos processos de degradação descritos, na maioria dos casos oxidativos, é consumida a quantidade em oxigénio necessária para a completa degradação, realiza-se convenientemente um tratamento adicional, a par da introdução do 23 agente de tratamento de água de acordo com a invenção. Assim, dado que o oxigénio da água de manutenção, que se encontra em equilíbrio com a atmosfera, está limitado a cerca de 8-10 mg/L (15 - 25 °C) , poderá ser necessário fornecer oxigénio durante o tratamento da água, de modo a não causar uma situação de carência em 02. O permanente arejamento suave, com bolhas finas, ou a adição de uma quantidade em peróxido de hidrogénio equivalente à necessidade de 02, torna também o tratamento de água descrito neutro em termos de oxigénio e, deste modo, também neutro em termos ambientais.

Lisboa, 8 de Junho de 2012 24

Claims (18)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo para melhorar a qualidade da água de sistemas de manutenção biológicos, caracterizado por se adicionar, ao sistema de manutenção, de forma combinada a) um acetato, formiato, tartarato e/ou citrato de Al3+, Fe3+, Ti02+ e/ou Zr02+ para diminuir a concentração de fosfatos; b) pelo menos um composto orgânico, biologicamente degradável, isento de N e hidrossolúvel para diminuir a concentração de nitratos ou para a limitação da subida de nitratos; Sr2+ do ácido cítrico, propiónico ou málico ou a concentração de c) um sal de Na+, Ca2+, Mg2+, ou de acético, láctico, tartárico, fórmico, para aumentar a dureza de carbonato HC03, d) uma mistura sais de Ca2+ e de Mg2+ de ácidos carboxilicos orgânicos seleccionados de sais de Ca2+ do ácido fumárico, ácido acético, ácido propiónico, ácido láctico e ácido málico e de sais de Mg2+ do ácido acético, ácido láctico, ácido cítrico e ácido tartárico, eventualmente em mistura com cloretos e/ou sulfatos de Ca2+ e de Mg2+ para aumentar a dureza total ou a concentração em hidrogenocarbonatos de Ca2+ e de Mg2+, e e) pelo menos um composto biologicamente degradável para aumentar a concentração de CO2. 1
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se adicionar a combinação na forma de um concentrado aquoso.
3. 3. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por se adicionarem, semanalmente a bissemanalmente 1 a 100, de um modo preferido, 10 a 40 mg/L de citrato de alumínio e/ou de ferro(III).
4. 4. Processo de acordo com a reivindicação 1 a 2, caracterizado por se adicionar um composto alifático, p. ex., um álcool, um açúcar ou um ácido carboxílico como composto orgânico biologicamente degradável para diminuir a concentração de nitratos ou para a limitação da subida de nitratos.
5. 5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por se adicionar glicerina, sorbitol ou etanol, uma pentose, uma hexose ou sacarose, ou ácido acético, cítrico, tartárico ou láctico.
6. 6. Processo de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado por se adicionar uma mistura de ácido cítrico ou acético e sacarose ou, em particular, uma mistura de ácido cítrico, ácido tartárico e sacarose.
7. 7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado por, a cada dois dias ou três vezes por semana, se adicionar 15 a 100, de um modo preferido, 5 a 40 mg/L do composto ou da mistura.
8. 8. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se adicionarem, além disso, cloretos e/ou sulfatos de Ca2+ e 2 de Mg2+ para regular, de qualquer modo, a composição da dureza total.
9. 9. Processo de acordo com a reivindicação 1 a 2, caracterizado por se adicionarem diariamente, ou a cada dois dias, um ácido carboxilico e/ou um álcool e/ou um açúcar para aumentar a concentração de CO2.
10. 10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por se adicionar glicerina, sorbitol ou etanol, uma pentose, uma hexose ou sacarose, ou ácido acético, citrico ou láctico.
11. 11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 e 10, caracterizado por se adicionarem, diariamente, 1 a 20, de um modo preferido, 3 a 10 mg/L ou, a cada dois dias, 2 a 40, de um modo preferido, 6 a 20 mg/L, do composto biologicamente degradável ou de uma mistura de tais compostos.
12. 12. Processo de acordo com a reivindicação 1 a 2, caracterizado por se fornecer adicionalmente uma quantidade de oxigénio ou de peróxido de hidrogénio equivalente à necessidade de 02 do sistema de manutenção.
13. 13. Processo de acordo com a reivindicação 1 a 12 caracterizado por uma sequência de doseamento diária, a cada dois dias, uma ou duas vezes por semana, até uma vez cada duas semanas, ou consoante as necessidades. 3
14. 14. Produto multicomponente para melhorar a qualidade da água de sistemas de manutenção biológicos, caracterizado por um teor, em combinação, de formiato, tartarato e/ou, em Fe3+, Ti02+ ou de Zr02+, muito a) pelo menos um acetato, particular, citrato, de Al3+, ou pouco solúvel; b) pelo menos um composto orgânico, biologicamente degradável, isento de N, hidrossolúvel; c) pelo menos um sal de Na+, Ca2+, Mg2+ ou de Sr2+ do ácido cítrico, acético, láctico, tartárico, fórmico, propiónico ou málico e d) uma mistura de sais de Ca2+ e de Mg2+ de ácidos carboxílicos orgânicos seleccionados de sais de Ca2+ do ácido fumárico, ácido acético, ácido propiónico, ácido láctico e ácido málico e de sais de Mg2+ do ácido acético, ácido láctico, ácido cítrico e ácido tartárico, eventualmente em mistura com cloretos e/ou sulfatos de Ca2+ e de Mg2+.
15. 15. Produto multicomponente de acordo com a reivindicação 14, que, em combinação, contém a) um formiato, tartarato e/ou, em particular, citrato, de Al3+, Fe3+, Ti02+ e/ou Zr02+; b) glicerina, sorbitol ou etanol, uma pentose, uma hexose ou sacarose, ou ácido acético, cítrico, tartárico ou láctico; 4 c) um sal de Na+, Ca2+, Mg2+ ou de Sr2+ do ácido cítrico, acético, láctico, tartárico, fórmico, propiónico ou málico; e d) uma mistura de sais de Ca2+ e de Mg2+ de ácidos carboxílicos orgânicos seleccionados de sais de Ca2+ do ácido fumárico, ácido acético, ácido propiónico, ácido láctico e ácido málico e de sais de Mg2+ do ácido acético, ácido láctico, ácido cítrico e ácido tartárico, eventualmente em mistura com cloretos e/ou sulfatos de Ca2+ e de Mg2+.
16. 16. Produto multicomponente de acordo com a reivindicação 14 ou 15, que contém os correspondentes componentes na forma sólida.
17. 17. Produto multicomponente de acordo com a reivindicação 14 ou 15, que contém os correspondentes componentes na forma de um concentrado.
18. 18. Produto multicomponente de acordo com a reivindicação 16, em que a forma sólida é um pó, granulado ou extrudado ou peletes, cápsulas ou comprimidos. Lisboa, 8 de Junho de 2012 5