СИСТЕМА ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ ГЛАВНОГО ТАНКА ОКЕАНАРИУМА Российский патент 2009 года по МПК A01K63/00 A01K63/04 

Изобретение относится к системам жизнеобеспечения главного танка океанариума, используемого для демонстрации жизни, преимущественно морской фауны и флоры, в том числе довольно крупных представителей фауны. Главный танк может быть расположен внутри инженерно-биологического комплекса - океанариума, который может содержать множество других танков с системами их жизнеобеспечения, в свою очередь океанариум может быть включен в состав или являться частью других инженерных комплексов, например, торгово-развлекательных комплексов или иных многофункциональных комплексов.

Из предшествующего уровня техники известны следующие технические решения.

Известна система жизнеобеспечения танка-аквариума, включающая закоммутированные с аквариумом фильтр-отстойник с подземной трубой для гидравлического сообщения с аквариумом и напорной трубой, свободный конец нисходящего участка которой расположен в аквариуме ниже уровня воды в нем, а выходящий участок гидравлически связан с нижней частью фильтра-отстойника, и приспособление для циркуляции воды через фильтр, установленное на выходящем участке напорной трубы, в которой приспособление для циркуляции воды через фильтр выполнено в виде нагревательного элемента, причем нагревательный элемент может быть выполнен электрическим, а система снабжена защитной насадкой, концентрично установленной на свободном конце нисходящего участка напорной трубы с образованием кольцевого зазора, имеющего переменное поперечное сечение по высоте (RU №2070794, 27.12.1996).

Известна система жизнеобеспечения танка-аквариума, включающая системы подачи и контроля воздуха, систему водоподготовки и подогрева воды, систему водоочистки (US №4196695, 08.04.1980).

Известна также система жизнеобеспечения танка-аквариума, которая содержит систему водоподготовки воды с измерением и регулированием ее характеристик, фильтрацией ее с использованием механических и биологических фильтров, предусматривающих использование анаэробных бактерий, с обеспечением возможности рециркуляции воды во времени (US №5868926, 09.02.1999).

Известна также система жизнеобеспечения танка-аквариума для морских обитателей, которая содержит системы водоподготовки, приготовления морской воды с измерением и регулированием ее характеристик в части солесодержания, снабженные баком хранения соли и смесителем, соединенным с внешней подачей свежей воды, с обеспечением возможности рециркуляции воды во времени с очисткой ее фильтрацией (US №6244219, 12.06.2001).

Задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в повышении эксплуатационных характеристик системы жизнеобеспечения главного танка, обеспечении экологического комфорта для обитателей и высокой прозрачности воды в танке при снижении эксплуатационных нагрузок и энергозатрат на работу насосного оборудования, необходимую для оптимального функционирования системы жизнеобеспечения.

Поставленная задача решается за счет того, что система жизнеобеспечения главного танка океанариума, предназначенного, преимущественно, для морских гидробионтов, согласно изобретению, содержит оснащенные насосным оборудованием и закоммутированные с главным танком системы водоподготовки, приготовления морской воды, а также подключенные к главному танку, преимущественно, через раздаточный коллектор и/или через балансную камеру с возможностью рециркуляции и подмеса воды содержащую не менее чем один главный фильтр совмещенную систему механической и биологической очистки воды, содержащую, по крайней мере, аппарат озонирования воды - контактную башню и камеру дегазации, систему стерилизации воды, содержащую не менее чем один протеиновый скиммер систему протеиновой очистки, а также системы канализации, измерения и регулирования рН и редокс-потенциала воды, которые закоммутированы с возможностью регулирования, по меньшей мере, долевой стерилизации воды озонированием в зависимости от требуемой коррекции редокс-потенциала воды в танке, причем, по меньшей мере, большая часть упомянутых систем очистки подключена к главному танку, преимущественно, с возможностью разделения рециркуляционных потоков воды с образованием не менее трех петлеобразных ветвей с различной пропускной способностью, включая содержащую не менее одного вышеупомянутого главного фильтра ветвь совмещенной механической и биологической очистки воды и дополняющие ее содержащую не менее чем один вышеупомянутый протеиновый скиммер ветвь флотации и содержащую не менее чем один аппарат озонирования воды ветвь стерилизации воды, причем главная из упомянутых - наиболее нагруженная ветвь, включающая не менее одного упомянутого главного фильтра, предназначена для пропуска в режиме механической и биологической очистки более половины общего рециркуляционного потока. Ветвь стерилизации воды содержит озонатор, включающий соединенные с упомянутой выше контактной башней генератор озона, а также деструктор озона и упомянутую камеру дегазации, которая в свою очередь на выходе очищенной воды соединена с главным танком.

При этом система жизнеобеспечения главного танка океанариума может включать, по крайней мере, снабженные датчиками и регистрирующими показания датчиков приборами системы измерения и регулирования рН и редокс-потенциала воды и температуры воды.

Озонатор может быть закоммутирован также с ветвью флотации с возможностью избирательно-регулируемой подачи озона в контактную башню и частично на входе в протеиновый скиммер.

Ветвь флотации может быть оснащена не менее чем двумя, предпочтительно, четырьмя последовательно и/или параллельно соединенными протеиновыми скиммерами, которые также сообщены с озонатором посредством технологического трубопровода, оснащенного насосом и, предпочтительно, трубой Вентури.

Ветвь совмещенной механической и биологической очистки воды главного танка может быть оснащена не менее чем двумя главными фильтрами с фильтрующим телом, предпочтительно, включающим последовательно расположенные или чередующиеся слои гравия и песка, по крайней мере, частично заселенные, предпочтительно, нитрифицирующими бактериями.

Система жизнеобеспечения главного танка океанариума может включать не менее одного резервуара запаса подготовленной, предпочтительно, морской воды, соединенного на входе на проток с системой приготовления морской воды, а на выходе сообщенного с главным танком через оснащенные насосным оборудованием и запорно-регулировочной арматурой раздаточный коллектор и/или технологический трубопровод.

Система жизнеобеспечения главного танка океанариума может быть оснащена не менее чем одним танком обратной промывки и сообщенной с каждым из главных фильтров системой обратной промывки фильтрующего тела каждого из указанных фильтров, кроме того танк обратной промывки снабжен закоммутированными с ним с возможностью избирательного включения технологическими трубопроводами, не менее чем двумя напорными, преимущественно, песчаными фильтрами.

Система жизнеобеспечения главного танка океанариума может включать не менее чем один термостат, обеспечивающий регулирование температуры воды, по крайней мере, подаваемой в танк.

Система приготовления морской воды может быть снабжена баком для хранения морской соли, смесительной камерой и подключена на входе к источнику пресной воды, а также, по крайней мере, снабжена подогревателем пресной воды и подогревателем соли.

Главный танк может быть снабжен распределенными, преимущественно, по периметру его придонной части, а также не менее чем одним, расположенным в центральной зоне придонной части, раздаточными устройствами очищенной рециркуляционной воды и воды подмеса.

Главный танк может быть снабжен не менее чем одной песколовкой, сообщенной с танком обратной промывки и/или системой канализации, при этом песколовка расположена, преимущественно, с внешней стороны танка и оснащена не менее чем двумя вакуумными насосами, введенными в танк, не менее чем одним гибким трубопроводом, снабженным не менее чем одной вакуумной пескоуборочной головкой.

Система приготовления морской воды может быть снабжена устройством, например, выгородкой или оборудованным местом для хранения пополняемого запаса морской соли, а танк для обеспечения нормального функционирования в процессе эксплуатации наполнен морской водой, приготовленной из упомянутой морской соли, либо заполнен натуральной морской водой или смесью приготовленной и натуральной морской воды и оптимальной по химическому составу примесей для гидробионтов, обитающих в танке, при этом необходимый состав и количественное содержание макроэлементов в натуральной морской воде для заполнения или подмеса в танке океанариума следующее, мг/л:

ХлорCl18880±10%НатрийNa10770±10%МагнийMg1290±10%СераS884±10%КальцийСа412,1±10%КалийK399±10%БромBr67,3±10%УглеродС28±10%АзотN15±10%СтронцийSr7,9±10%БорВ4,5±10%КремнийSi2±10%ФторF1,3±10%

где базовое количественное значение содержания элементов указано при солености воды 33-35‰, а состав и количественное содержание микроэлементов в натуральной морской воде для заполнения или подмеса в танке океанариума следующее, мкг/л:

ЛитийLi180±10%РубидийRb120±10%ЙодI60±10%ФосфорР60±10%МолибденМо10±10%ЦинкZn4,9±10%АргонAr4,3±10%МышьякAs3,7±10%УранU3,2±10%ВанадийV2,5±10%АлюминийAl2±10%БарийBa2±10%ЖелезоFe2±10%НикельNi1,7±10%ТитанTi1±10%МедьCu0,5±10%ЦезийCs0,4±10%ХромCr0,3±10%СурьмаSb0,24±10%МарганецMn0,2±10%КриптонCr0,2±10%СеленSe0,2±10%НеонNe0,12±10%КадмийCd0,1±10%ВольфрамW0,1±10%КобальтCo0,05±10%ГерманийGe0,05±10%КсенонXe0,05±10%СереброAg0,04±10%ГаллийGa0,03±10%СвинецPb0,03±10%ЦирконийZr0,03±10%ВисмутBi0,02±10%РтутьHg0,02±10%НиобийNb0,01±10%ТаллийTl0,01±10%ТорийTh0,01±10%ОловоSn0,01±10%ГафнийHf0,007±10%ГелийHe0,0068±10%БериллийBe0,0056±10%ЗолотоAu0,004±10%РенийRe0,004±10%ЛантанLa0,003±10%НеодимийNd0,003±10%ТанталТа0,003±10%ИттрийY0,0013±10%ЦерийСе0,001±10%ДиспрозийDy0,0009±10%ЭрбийEr0,0008±10%ИттербийYb0,0008±10%ГадолинийGd0,0007±10%ПразеодимийPr0,0006±10%СкандийSc0,0006±10%ГольмийHo0,0002±10%ЛютецийLu0,0002±10%ИндийIn0,0001±10%ТербийTb0,0001±10%СамарийSm0,00005±10%ЕвропийEu0,00001±10%РадийRa7·10^-8±10%ПротактинийPa7·10^-8±10%РадонRn6·10^-12±10%

причем состав и количественное содержание макроэлементов в приготовленной морской воде, например, по типу Composition of Agua Medic Meersalz, для заполнения или подмеса в главном танке океанариума следующее, мг/л:

НатрийNa11000±10%МагнийMg900±10%КальцийСа350±10%КалийK350±10%ХлорCl19700±10%СульфатSO₄2700±10%БикарбонатНСО₃130±10%СтронцийSr2±10%

где базовое количественное значение содержания элементов указано при солености воды 33-35‰, а состав и количественное содержание микроэлементов в приготовленной морской воде, например, по типу Composition of Agua Medic Meersalz, для заполнения или подмеса в главном танке океанариума следующее, мкг/л:

СереброAgдо 0,04±10%АлюминийAlдо 2±10%МышьякAsдо 3,7±10%ЗолотоAuдо 0,004±10%БарийВадо 2±10%БериллийBeдо 0,0056±10%ВисмутBiдо 0,02±10%КадмийCdдо 0,1±10%ЦерийСедо 0,001±10%КобальтCoдо 0,05±10%ХромCrдо 0,3±10%ЦезийCsдо 0,4±10%МедьCuдо 0,5±10%ДиспрозийDyдо 0,0009±10%ЭрбийErдо 0,0008±10%ЕвропийEuдо 0,00001±10%ЖелезоFeдо 2±10%ГаллийGaдо 0,03±10%ГадолинийGdдо 0,0007±10%ГерманийGeдо 0,05±10%ГафнийHfдо 0,007±10%РтутьHgдо 0,02±10%ГольмийHoдо 0,0002±10%ЙодIдо 60±10%ИндийInдо 0,0001±10%КриптонKrдо 0,2±10%ЛантанLaдо 0,003±10%ЛитийLiдо 180±10%ЛютецийLuдо 0,0002±10%МарганецMnдо 0,2±10%МолибденМодо 10±10%НиобийNbдо 0,01±10%НеодимийNdдо 0,003±10%НикельNiдо 1,7±10%ПротактинийPaдо 7·10^-8±10%СвинецPbдо 0,03±10%ПразеодимийPrдо 0,0006±10%РубидийRbдо 120±10%РенийReдо 0,004±10%СурьмаSbдо 0,24±10%СкандийScдо 0,0006±10%СеленSeдо 0,2±10%СамарийSmдо 0,00005±10%ОловоSnдо 0,01±10%ТанталТадо 0,003±10%ТербийTbдо 0,0001±10%ТорийThдо 0,01±10%ТитанTiдо 1±10%ТаллийTlдо 0,01±10%ВанадийVдо 2,5±10%ВольфрамWдо 0,1±10%ИттрийYдо 0,0013±10%ИттербийYbдо 0,0008±10%ЦинкZnдо 4,9±10%ЦирконийZrдо 0,03±10%

где базовое количественное значение содержания элементов указано при солености воды 33-35‰, кроме того в морской соли, применяемой для растворения в процессе приготовления морской воды, возможно и допустимо присутствие следующих микроэлементов: Актиний Ас, Америций Am, Астат At, Бор В, Борий Bh, Берклий Bk, Бром Br, Углерод С, Калифорний Cf, Кюрий Cm, Дубний Db, Эйнштейний Es, Фтор F, Фермий Fm, Франций Fr, Водород Н, Хассий Hs, Иридий Ir, Нобелий No, Нептуний Np, Кислород О, Осмий Os, Палладий Pd, Прометий Pm, Полоний Ро, Платина Pt, Родий Rh, Рутений Ru, Сера S, Технеций Те, Теллур Те, Тулий Tm.

Технический результат, достигаемый изобретением с приведенной совокупностью признаков, состоит в повышении эксплуатационных характеристик системы жизнеобеспечения главного танка, обеспечении повышенной экологической комфортности среды обитания в главном танке и поддержании высокой прозрачности воды при снижении эксплуатационных энергозатрат на обеспечение функционирования системы жизнеобеспечения главного танка за счет разработанного в изобретении сочетания системы водоподготовки и многозвенной рециркуляционной очистки воды с разделением систем очистки не менее чем на три ветви, в том числе ветвь совмещенной механической и биологической очистки, флотационную ветвь протеиновой очистки, частично совмещенную с озоновой стерилизацией, и ветвь стерилизации и регулирования редокс-потенциала, построенная на рециркуляции воды в системе «главный танк - контактная башня - дегазатор», при этом за счет распределения потоков очищаемой воды по указанным ветвям рециркуляционной системы снижаются суммарные нагрузки и энергозатраты на работу насосного оборудования систем очистки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображена система жизнеобеспечения главного танка;

на фиг.2 - система жизнеобеспечения главного танка, ветвь совмещенной механической и биологической очистки;

на фиг.3 - система жизнеобеспечения главного танка, ветвь флотации, совмещенная со стерилизацией воды;

на фиг.4 - система жизнеобеспечения главного танка, ветвь стерилизации воды;

на фиг.5 - система приготовления морской воды.

Система жизнеобеспечения главного танка 1 океанариума, предназначенного, преимущественно, для морских гидробионтов, содержит оснащенные насосным оборудованием 2 и закоммутированные с главным танком системы водоподготовки, приготовления морской воды, а также подключенные к главному танку, преимущественно, через раздаточный коллектор (на чертежах не показано) и/или через балансную камеру 3 с возможностью рециркуляции и подмеса воды содержащую не менее чем один главный фильтр 4 совмещенную систему механической и биологической очистки воды, содержащую, по крайней мере, аппарат озонирования воды - контактную башню 5 и камеру дегазации 6 систему стерилизации воды, содержащую не менее чем один протеиновый скиммер 7 систему протеиновой очистки, а также системы канализации 8, измерения и регулирования рН и редокс-потенциала воды, которые закоммутированы с возможностью регулирования, по меньшей мере, долевой стерилизации воды озонированием в зависимости от требуемой коррекции редокс-потенциала воды в танке.

По меньшей мере, большая часть упомянутых систем очистки подключена к главному танку 1, преимущественно, с возможностью разделения рециркуляционных потоков воды с образованием не менее трех петлеобразных ветвей 9, 10, 11 с различной пропускной способностью, включая содержащую не менее одного вышеупомянутого главного фильтра 4 ветвь 9 совмещенной механической и биологической очистки воды и дополняющие ее содержащую не менее чем один вышеупомянутый протеиновый скиммер 7 ветвь 10 флотации и содержащую не менее чем один аппарат озонирования воды 5 ветвь 11 стерилизации воды. Главная из упомянутых - наиболее нагруженная ветвь, включающая не менее одного упомянутого главного фильтра, предназначена для пропуска в режиме механической и биологической очистки более половины общего рециркуляционного потока.

Ветвь 11 стерилизации воды содержит озонатор, включающий соединенные с упомянутой выше контактной башней 5 генератор озона 12, а также деструктор озона 13 и упомянутую камеру дегазации 6, которая в свою очередь на выходе очищенной воды соединена с главным танком.

Озонатор закоммутирован также с ветвью 10 флотации с возможностью избирательно-регулируемой подачи озона в контактную башню 5 и частично на входе в протеиновый скиммер 7.

Ветвь 10 флотации оснащена не менее чем двумя, предпочтительно, четырьмя последовательно и/или параллельно соединенными протеиновыми скиммерами 7, которые также сообщены с озонатором посредством технологического трубопровода 14, оснащенного насосом 15 и, предпочтительно, трубой Вентури 16.

Ветвь 9 совмещенной механической и биологической очистки воды главного танка оснащена не менее чем двумя главными фильтрами 4 с фильтрующим телом, предпочтительно, включающим последовательно расположенные или чередующиеся слои гравия и песка, по крайней мере, частично заселенные, предпочтительно, нитрифицирующими бактериями.

Система жизнеобеспечения главного танка включает не менее одного резервуара 17 запаса подготовленной, предпочтительно, морской воды, соединенного на входе на проток с системой приготовления морской воды, а на выходе сообщенного с главным танком через оснащенные насосным оборудованием 2 и запорно-регулировочной арматурой 18 раздаточный коллектор и/или технологический трубопровод.

Система жизнеобеспечения главного танка оснащена не менее чем одним танком 19 обратной промывки и сообщенной с каждым из главных фильтров системой обратной промывки фильтрующего тела каждого из указанных фильтров, кроме того танк 19 обратной промывки снабжен закоммутированными с ним с возможностью избирательного включения технологическими трубопроводами, не менее чем двумя напорными, преимущественно, песчаными фильтрами 20.

Система жизнеобеспечения главного танка океанариума включает не менее чем один термостат 21, обеспечивающий регулирование температуры воды, по крайней мере, подаваемой в танк.

Система жизнеобеспечения главного танка океанариума включает, по крайней мере, снабженные датчиками и регистрирующими показания датчиков приборами системы измерения и регулирования рН и редокс-потенциала воды и температуры воды (на чертежах не показано).

Система приготовления морской воды снабжена баком для хранения морской соли (на чертежах не показано), смесительной камерой 22 и подключена на входе к источнику пресной воды, а также, по крайней мере, снабжена подогревателем 23 пресной воды и подогревателем 24 соли.

Главный танк снабжен распределенными, преимущественно, по периметру его придонной части, а также не менее чем одним, расположенным в центральной зоне придонной части, раздаточными устройствами 25 очищенной рециркуляционной воды и воды подмеса.

Главный танк снабжен не менее чем одной песколовкой 26, сообщенной с танком 19 обратной промывки и/или системой канализации 8. Песколовка расположена, преимущественно, с внешней стороны танка и оснащена не менее чем двумя вакуумными насосами 27, введенными в танк, не менее чем одним гибким трубопроводом 28, снабженным не менее чем одной вакуумной пескоуборочной головкой 29.

Система приготовления морской воды снабжена устройством (на чертежах не показано), например, выгородкой или оборудованным местом для хранения пополняемого запаса морской соли, а танк для обеспечения нормального функционирования в процессе эксплуатации наполнен морской водой, приготовленной из упомянутой морской соли, либо заполнен натуральной морской водой или смесью приготовленной и натуральной морской воды и оптимальной по химическому составу примесей для гидробионтов, обитающих в танке, при этом необходимый состав и количественное содержание макро- и микроэлементов представлены соответственно в табл.1 и табл.2

Таблица 1Состав и количественное содержание макроэлементов в натуральной морской воде для заполнения или подмеса в главном танке океанариумаЭлемент, мг/лОбозначениеСодержание, мг/лЭлементОбозначениеСодержание, мг/лХлорCl18880±10%УглеродС28±10%НатрийNa10770±10%АзотN15±10%МагнийMg1290±10%СтронцийSr7,9±10%СераS884±10%БорВ4,5±10%КальцийСа412,1±10%КремнийSi2±10%КалийK399±10%ФторF1,3±10%БромBr67,3±10%   

где базовое количественное значение содержания элементов указано при солености воды 33-35‰.

Таблица 2Состав и количественное содержание микроэлементов в натуральной морской воде для заполнения или подмеса в главном танке океанариумаЭлементОбозначениеСодержание, мкг/лЭлементОбозначениеСодержание, мкг/лЛитийLi180±10%ВисмутBi0,02±10%РубидийRb120±10%РтутьHg0,02±10%ИодI60±10%НиобийNb0,01±10%ФосфорР60±10%ТаллийTl0,01±10%МолибденМо10±10%ТорийTh0,01±10%ЦинкZn4,9±10%ОловоSn0,01±10%АргонAr4,3±10%ГафнийHf0,007±10%МышьякAs3,7±10%ГелийHe0,0068±10%УранU3,2±10%БериллийBe0,0056±10%ВанадийV2,5±10%ЗолотоAu0,004±10%АлюминийAl2±10%РенийRe0,004±10%БарийBa2±10%ЛантанLa0,003±10%ЖелезоFe2±10%НеодимийNd0,003±10%НикельNi1,7±10%ТанталТа0,003±10%ТитанTi1±10%ИттрийY0,0013±10%МедьCu0,5±10%ЦерийCe0,001±10%ЦезийCs0,4±10%ДиспрозийDy0,0009±10%ХромCr0,3±10%ЭрбийEr0,0008±10%СурьмаSb0,24±10%ИттербийYb0,0008±10%МарганецMn0,2±10%ГадолинийGd0,0007±10%КриптонCr0,2±10%ПразеодимийPr0,0006±10%СеленSe0,2±10%СкандийSc0,0006±10%НеонNe0,12±10%ГольмийHo0,0002±10%КадмийCd0,1±10%ЛютецийLu0,0002±10%ВольфрамW0,1±10%ИндийIn0,0001±10%КобальтСо0,05±10%ТербийTb0,0001±10%ГерманийGe0,05±10%СамарийSm0,00005±10%КсенонХе0,05±10%ЕвропийEu0,00001±10%СереброAg0,04±10%РадийRa7·10^-8±10%ГаллийGa0,03±10%ПротактинийPa7·10^-8±10%СвинецPb0,03±10%РадонRn6·10^-12±10%ЦирконийZr0,03±10%   

Состав и количественное содержание макро- и микроэлементов в приготовленной морской воде, например, по типу Composition of Agua Medic Meersalz, для заполнения или подмеса в главном танке океанариума представлены в табл.3 и табл.4

Таблица 3Состав и количественное содержание макроэлементов в приготовленной морской воде для заполнения или подмеса в главном танке океанариумаЭлементОбозначениеСодержание, мг/лЭлементОбозначениеСодержание, мг/лНатрийNa11000±10%ХлорCl19700±10%МагнийMg900±10%СульфатSO₄2700±10%КальцийСа350±10%БикарбонатНСО₃130±10%КалийК350±10%СтронцийSr2±10%

где базовое количественное значение содержания элементов указано при солености воды 33-35‰.

Таблица 4Состав и количественное содержание микроэлементов в приготовленной морской воде для заполнения или подмеса в главном танке океанариумаЭлементОбозначениеСодержание, мкг/лЭлементОбозначениеСодержание, мкг/лСереброAgдо 0,04±10%ЛютецийLuдо 0,0002±10%АлюминийAlдо 2±10%МарганецMnдо 0,2±10%МышьякAsдо 3,7±10%МолибденМодо 10±10%ЗолотоAuдо 0,004±10%НиобийNbдо 0,01±10%БарийВадо 2±10%НеодимийNdдо 0,003±10%БериллийBeДо 0,0056±10%НикельNiдо 1,7±10%ВисмутBiдо 0,02±10%ПротактинийPaдо 7·10^-8±10%КадмийCdдо 0,1±10%СвинецPbдо 0,03±10%ЦерийСедо 0,001±10%ПразеодимийPrдо 0,0006±10%КобальтCoдо 0,05±10%РубидийRbдо 120±10%ХромCrдо 0,3±10%РенийReдо 0,004±10%ЦезийCsдо 0,4±10%СурьмаSbдо 0,24±10%МедьCuдо 0,5±10%СкандийScдо 0,0006±10%ДиспрозийDyДо 0,0009±10%СеленSeдо 0,2±10%ЭрбийErДо 0,0008±10%СамарийSmдо 0,00005±10%ЕвропийEuДо 0,00001±10%ОловоSnдо 0,01±10%ЖелезоFeдо 2±10%ТанталТадо 0,003±10%ГаллийGaдо 0,03±10%ТербийTbдо 0,0001±10%ГадолинийGdДо 0,0007±10%ТорийThдо 0,01±10%ГерманийGeдо 0,05±10%ТитанTiдо 1±10%ГафнийHfдо 0,007±10%ТаллийTlдо 0,01±10%РтутьHgдо 0,02±10%ВанадийVдо 2,5±10%ГольмийHoдо 0,0002±10%ВольфрамWдо 0,1±10%ИодIдо 60±10%ИттрийYдо 0,0013±10%ИндийInдо 0,0001±10%ИттербийYbдо 0,0008±10%КриптонKrдо 0,2±10%ЦинкZnдо 4,9±10%ЛантанLaдо 0,003±10%ЦирконийZrдо 0,03±10%ЛитийLiдо 180±10%   

Кроме того, в морской соли, применяемой для растворения в процессе приготовления морской воды, возможно и допустимо присутствие следующих микроэлементов: Актиний Ас, Америций Am, Астат At, Бор В, Борий Bh, Берклий Bk, Бром Br, Углерод С, Калифорний Cf, Кюрий Cm, Дубний Db, Эйнштейний Es, Фтор F, Фермий Fm, Франций Fr, Водород Н, Хассий Hs, Иридий Ir, Нобелий No, Нептуний Np, Кислород О, Осмий Os, Палладий Pd, Прометий Pm, Полоний Ро, Платина Pt, Родий Rh, Рутений Ru, Сера S, Технеций Те, Теллур Те, Тулий Tm.

Циркуляцию воды по системе жизнеобеспечения осуществляют системой насосов. Вода проходит по системе приблизительно за каждые 70-90 мин. Воду с поверхности самотеком подают в главные песчано-гравийные фильтры, заселенные бактериями, где вода проходит механическую и биологическую очистку. Каждый фильтр содержит приблизительно 25 м³ фильтрующего тела - последовательно расположенных или чередующихся слоев гравия или песка, частично или полностью заселенных бактериями, предпочтительно, нитрифицирующими. Каждый их фильтров сообщен с системой обратной промывки фильтрующего тела. Из фильтров воду подают в балансную камеру 3, откуда насосами подают к протеиновым скиммерам 7. Протеиновые скиммеры 7 служат для уменьшения количества вредных отходов, в частности, протеинов. Они служат для снижения нагрузки и улучшения биологической фильтрации через главные фильтры 4. В каждый скиммер добавляют смесь воздуха и озона, что повышает эффективность процесса очистки воды. Озон является натуральным очищающим агентом и получают его из кислорода, содержащегося в воздухе. Это дезинфицирующий, окисляющий агент, преимуществом использования которого является отсутствие побочных продуктов дезинфекции, после завершения которой он обращается в кислород. Озон вырабатывают генератором 12 озона с системой охлаждения и регулируют по данным измерений процессы его генерации и использования системой контроля редокс-потенциала. Лишний озон выводят деструктором 13 озона в атмосферу. После обработки озоном воду направляют в камеру дегазации 6 для удаления пузырьков воздуха из воды и предотвращения газовой эмболии у гидробионтов.

Система обратной промывки главных фильтров 4 служит для периодической очистки главных фильтров от механических загрязнений. В процессе обратной промывки воду направляют противотоком через наполнитель фильтров и подают в танк 19 обратной промывки, откуда по трубопроводу 14 прогоняют через песчаные фильтры 20 и возвращают обратно или частично удаляют в камеру 30 сточных вод, подключенную к системе городской канализации.

Подбор рабочего сечения трубопроводов, запорно-регулировочной арматуры системы жизнеобеспечения выполняют из условия обеспечения экологически безвредных для гидробионтов и среды обитания в танке подачи и водообмена как подмесной, так и рециркуляционной воды, таким образом, что скорость потока воды на входе в танк составляет не более 0,5 м/с.

За счет того, что входящие в систему жизнеобеспечения главного танка перечисленные системы водоподготовки, приготовления морской воды, очистки воды закоммутированы в режиме рециркуляции воды с образованием не менее трех параллельных петлеобразных ветвей с различной пропускной способностью, обеспечивается высокий уровень очистки воды в различных зонах, улучшаются процессы обмена веществ при снижении эксплуатационных энергозатрат, что качественно сказывается на экологических параметрах водной среды обитания и в конечном итоге повышает экономические показатели эксплуатации океанариума в целом.

Изобретение относится к системам жизнеобеспечения главного танка океанариума, используемого для демонстрации жизни, преимущественно морской фауны и флоры. Система содержит оснащенные насосным оборудованием и закоммутированные с главным танком системы водоподготовки, приготовления морской воды, а также подключенные к главному танку, преимущественно, через раздаточный коллектор и/или через балансную камеру с возможностью рециркуляции и подмеса воды содержащую не менее чем один главный фильтр совмещенную систему механической и биологической очистки воды, содержащую аппарат озонирования воды - контактную башню и камеру дегазации, систему стерилизации воды, содержащую не менее чем один протеиновый скиммер систему протеиновой очистки. Системы канализации, измерения и регулирования рН и редокс-потенциала воды, которые закоммутированы с возможностью регулирования, по меньшей мере, долевой стерилизации воды озонированием в зависимости от требуемой коррекции редокс-потенциала воды в танке. Большая часть упомянутых систем очистки подключена к главному танку, преимущественно, с возможностью разделения рециркуляционных потоков воды с образованием не менее трех петлеобразных ветвей с различной пропускной способностью, включая содержащую не менее одного вышеупомянутого главного фильтра ветвь совмещенной механической и биологической очистки воды и дополняющие ее содержащую не менее чем один вышеупомянутый протеиновый скиммер ветвь флотации и содержащую не менее чем один аппарат озонирования воды ветвь стерилизации воды. Главная из упомянутых - наиболее нагруженная ветвь, включающая не менее одного упомянутого главного фильтра, предназначена для пропуска в режиме механической и биологической очистки более половины общего рециркуляционного потока, кроме того ветвь стерилизации воды содержит озонатор, включающий соединенные с упомянутой выше контактной башней генератор озона, а также деструктор озона и упомянутую камеру дегазации, которая в свою очередь на выходе очищенной воды соединена с главным танком. Обеспечивается повышение эксплуатационных характеристик системы жизнеобеспечения главного танка. 11 з.п. ф-лы, 4 табл., 5 ил.

1. Система жизнеобеспечения главного танка океанариума, предназначенного преимущественно для морских гидробионтов, характеризующаяся тем, что содержит оснащенные насосным оборудованием и закоммутированные с главным танком системы водоподготовки, приготовления морской воды, а также подключенные к главному танку преимущественно через раздаточный коллектор и/или через балансную камеру с возможностью рециркуляции и подмеса воды, содержащую не менее чем один главный фильтр совмещенную систему механической и биологической очистки воды, содержащую, по крайней мере, аппарат озонирования воды - контактную башню и камеру дегазации, систему стерилизации воды, содержащую не менее чем один протеиновый скиммер систему протеиновой очистки, а также системы канализации, измерения и регулирования рН и редокс-потенциала воды, которые закоммутированы с возможностью регулирования, по меньшей мере, долевой стерилизации воды озонированием в зависимости от требуемой коррекции редокс-потенциала воды в танке, причем, по меньшей мере, большая часть упомянутых систем очистки подключена к главному танку преимущественно с возможностью разделения рециркуляционных потоков воды с образованием не менее трех петлеобразных ветвей с различной пропускной способностью, включая содержащую не менее одного вышеупомянутого главного фильтра ветвь совмещенной механической и биологической очистки воды и дополняющие ее содержащую не менее чем один вышеупомянутый протеиновый скиммер ветвь флотации и содержащую не менее чем один аппарат озонирования воды ветвь стерилизации воды, причем главная из упомянутых - наиболее нагруженная ветвь, включающая не менее одного упомянутого главного фильтра, предназначена для пропуска в режиме механической и биологической очистки более половины общего рециркуляционного потока, кроме того, ветвь стерилизации воды содержит озонатор, включающий соединенные с упомянутой выше контактной башней генератор озона, а также деструктор озона и упомянутую камеру дегазации, которая, в свою очередь, на выходе очищенной воды соединена с главным танком.2. Система жизнеобеспечения главного танка океанариума по п.1, отличающаяся тем, что она включает, по крайней мере, снабженные датчиками и регистрирующими показания датчиков приборами системы измерения и регулирования рН и редокс-потенциала воды и температуры воды.3. Система жизнеобеспечения главного танка океанариума по п.1, отличающаяся тем, что озонатор закоммутирован также с ветвью флотации с возможностью избирательно-регулируемой подачи озона в контактную башню и частично на входе в протеиновый скиммер.4. Система жизнеобеспечения главного танка океанариума по п.1, отличающаяся тем, что ветвь флотации оснащена не менее, чем двумя, предпочтительно, четырьмя последовательно и/или параллельно соединенными протеиновыми скиммерами, которые также сообщены с озонатором посредством технологического трубопровода, оснащенного насосом и, предпочтительно, трубой Вентури.5. Система жизнеобеспечения главного танка океанариума по п.1, отличающаяся тем, что ветвь совмещенной механической и биологической очистки воды главного танка оснащена не менее, чем двумя главными фильтрами с фильтрующим телом, предпочтительно, включающим последовательно расположенные или чередующиеся слои гравия и песка, по крайней мере, частично заселенные, предпочтительно, нитрифицирующими бактериями.6. Система жизнеобеспечения главного танка океанариума по п.1, отличающаяся тем, что она включает не менее одного резервуара запаса подготовленной, предпочтительно, морской воды, соединенного на входе на проток с системой приготовления морской воды, а на выходе сообщенного с главным танком через оснащенные насосным оборудованием и запорно-регулировочной арматурой раздаточный коллектор и/или технологический трубопровод.7. Система жизнеобеспечения главного танка океанариума по п.1, отличающаяся тем, что она оснащена не менее, чем одним танком обратной промывки и сообщенной с каждым из главных фильтров системой обратной промывки фильтрующего тела каждого из указанных фильтров, кроме того танк обратной промывки снабжен закоммутированными с ним с возможностью избирательного включения технологическими трубопроводами, не менее, чем двумя напорными, преимущественно, песчаными фильтрами.8. Система жизнеобеспечения главного танка океанариума по п.1, отличающаяся тем, что она включает не менее, чем один термостат, обеспечивающий регулирование температуры воды, по крайней мере, подаваемой в танк.9. Система жизнеобеспечения главного танка океанариума по п.1, отличающаяся тем, что система приготовления морской воды снабжена баком для хранения морской соли, смесительной камерой и подключена на входе к источнику пресной воды, а также, по крайней мере, снабжена подогревателем пресной воды и подогревателем соли.10. Система жизнеобеспечения главного танка океанариума по п.1, отличающаяся тем, что главный танк снабжен распределенными, преимущественно, по периметру его придонной части, а также не менее, чем одним, расположенным в центральной зоне придонной части, раздаточными устройствами очищенной рециркуляционной воды и воды подмеса.11. Система жизнеобеспечения главного танка океанариума по п.1, отличающаяся тем, что главный танк снабжен не менее, чем одной песколовкой, сообщенной с танком обратной промывки и/или системой канализации, при этом песколовка расположена, преимущественно, с внешней стороны танка и оснащена не менее, чем двумя вакуумными насосами, введенными в танк, не менее, чем одним гибким трубопроводом, снабженным не менее, чем одной вакуумной пескоуборочной головкой.12. Система жизнеобеспечения главного танка океанариума по п.1, отличающаяся тем, что система приготовления морской воды снабжена устройством, например, выгородкой или оборудованным местом для хранения пополняемого запаса морской соли, а танк для обеспечения нормального функционирования в процессе эксплуатации наполнен морской водой, приготовленной из упомянутой морской соли, либо заполнен натуральной морской водой или смесью приготовленной из натуральной морской воды и оптимальной по химическому составу примесей для гидробионтов, обитающих в танке, при этом необходимый состав и количественное содержание макроэлементов в натуральной морской воде для заполнения или подмеса в танке океанариума следующее, мг/л:

хлорCl18880±10%натрийNa10770±10%магнийMg1290±10%сераS884±10%кальцийСа412,1±10%калийК399±10%бромBr67,3±10%углеродС28±10%азотN15±10%стронцийSr7,9±10%борВ4,5±10%кремнийSi2±10%фторF1,3±10%

где базовое количественное значение содержания элементов указано при солености воды 33-35‰, а состав и количественное содержание микроэлементов в натуральной морской воде для заполнения или подмеса в танке океанариума следующее, мкг/л:

литийLi180±10%рубидийRb120±10%йодI60±10%фосфорР60±10%молибденMo10±10%цинкZn4,9±10%аргонAr4,3±10%мышьякAs3,7±10%уранU3,2±10%ванадийV2,5±10%алюминийAl2±10%барийBa2±10%железоFe2±10%никельNi1,7±10%титанTi1±10%медьCu0,5±10%цезийCs0,4±10%хромCr0,3±10%сурьмаSb0,24±10%марганецMn0,2±10%криптонCr0,2±10%селенSe0,2±10%неонNe0,12±10%кадмийCd0,1±10%вольфрамW0,1±10%кобальтСо0,05±10%германийGe0,05±10%ксенонХе0,05±10%сереброAg0,04±10%галлийGa0,03±10%свинецPb0,03±10%цирконийZr0,03±10%висмутBi0,02±10%ртутьHg0,02±10%ниобийNb0,01±10%таллийTl0,01±10%торийTh0,01±10%оловоSn0,01±10%гафнийHf0,007±10%гелийHe0,0068±10%бериллийBe0,0056±10%золотоAu0,004±10%ренийRe0,004±10%лантанLa0,003±10%неодимийNd0,003±10%танталТа0,003±10%иттрийY0,0013±10%церийCe0,001±10%диспрозийDy0,0009±10%эрбийEr0,0008±10%иттербийYb0,0008±10%гадолинийGd0,0007±10%празеодимийPr0,0006±10%скандийSc0,0006±10%гольмийНо0,0002±10%лютецийLu0,0002±10%индийIn0,0001±10%тербийTb0,0001±10%самарийSm0,00005±10%европийEu0,00001±10%радийRa7-10^-8±10%протактинийPa7-10^-12±10%радонRn6-10^-12±10%.

причем состав и количественное содержание макроэлементов в приготовленной морской воде, например, по типу Composition of Agua Medic Meersalz, для заполнения или подмеса в главном танке океанариума следующее, мг/л:

натрийNa11000±10%магнийMg900±10%кальцийСа350±10%калийК350±10%хлорCl19700±10%сульфатSO₄2700±10%бикарбонатНСО₃130±10%стронцийSr2±10%,

где базовое количественное значение содержания элементов указано при солености воды 33-35‰, а состав и количественное содержание микроэлементов в приготовленной морской воде, например, по типу Composition of Agua Medic Meersalz, для заполнения или подмеса в главном танке океанариума следующее, мкг/л:

сереброAgдо 0,04±10%алюминийAlдо 2±10%мышьякAsдо 3,7±10%золотоAuдо 0,004±10%барийВадо 2±10%бериллийBeдо 0,0056±10%висмутBiдо 0,02±10%кадмийCdдо 0,1±10%;церийСедо 0,001±10%кобальтCoдо 0,05±10%хромCrдо 0,3±10%цезийCsдо 0,4±10%медьCuдо 0,5±10%диспрозийDyдо 0,0009±10%эрбийErдо 0,0008±10%европийEuдо 0,00001±10%железоFeдо 2±10%галлийGaдо 0,03±10%гадолинийGdдо 0,0007±10%германийGeдо 0,05±10%гафнийHfдо 0,007±10%ртутьHgдо 0,02±10%гольмийHoдо 0,0002±10%йодIдо 60±10%индийInдо 0,0001±10%криптонKrдо 0,2±10%лантанLaдо 0,003±10%литийLiдо 180±10%лютецийLuдо 0,0002±10%марганецMnдо 0,2±10%молибденMoдо 10±10%ниобийNbдо 0,01±10%неодимийNdдо 0,003±10%никельNiдо 1,7±10%протактинийPaдо 7·10^-8±10свинецPbдо 0,03±10%празеодимийPrдо 0,0006±10%рубидийRbдо 120±10%ренийReдо 0,004±10%сурьмаSbдо 0,24±10%скандийScдо 0,0006±10%селенSeдо 0,2±10%самарийSmдо 0,00005±10%оловоSnдо 0,01±10%танталТадо 0,003±10%тербийTbдо 0,0001±10%торийThдо 0,01±10%титанTiдо 1±10%таллийTlдо 0,01±10%ванадийVдо 2,5±10%вольфрамWдо 0,1±10%иттрийYдо 0,0013±10%иттербийYbдо 0,0008±10%цинкZnдо 4,9±10%цирконийZrдо 0,03±10%,

где базовое количественное значение содержание элементов указано при солености воды 33-35‰, кроме того, в морской соли, применяемой для растворения в процессе приготовления морской воды, возможно и допустимо присутствие следующих микроэлементов: Актиний Ас, Америций Am, Астат At, Бор В, Борий Bh, Берклий Bk, Бром Br, Углерод С, Калифорний Cf, Кюрий Cm, Дубний Db, Эйнштейний Es, Фтор F, Фермий Fm, Франций Fr, Водород Н, Хассий Hs, Иридий Ir, Нобелий No, Нептуний Np, Кислород О, Осмий Os, Палладий Pd, Прометий Pm, Полоний Ро, Платина Pt, Родий Rh, Рутений Ru, Сера S, Технеций Тс, Теллур Те, Тулий Tm.