СПОСОБ ЦИРКУЛЯЦИИ ВОДЫ В ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЕ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ СОДЕРЖАНИЯ ГИДРОБИОНТОВ Российский патент 2021 года по МПК A01K61/00 

Предлагаемый способ может использоваться для выращивания гидробионтов.

Известно изобретение [1], включающее стадию отбора загрязненной воды из бассейна или бассейнов с аквакультурой с любого горизонтального уровня бассейна или бассейнов, стадию первичной механической очистки отобранной воды, осуществляемую на фильтре с ламелями сепарации, стадию биологической очистки воды, осуществляемую на фильтре с биозагрузкой в псевдокипящем слое при однонаправленном движении снизу вверх очищаемой воды и воздуха, стадию вторичной тонкой механической очистки, осуществляемую на фильтре с ламелями сепарации, стадию дезинфекции воды путем озонирования с одновременным обогащением воды кислородом при использовании газовой озоно-кислородной смеси под давлением 1,05-1,40 бар с последующим выдерживанием обработанной воды при атмосферном давлении и контролем конечного количества озона. На каждой стадии очистки предусмотрен процесс удаления отделенных механических загрязнений. Циркуляцию воды осуществляют с помощью насоса. Оборудование очистки последовательно соединяют между собой в соответствии с последовательностью указанных стадий и размещают на технологической линии до насоса. Устройства озонирования, обогащения воды кислородом и контроля конечного количества озона размещают на напорной линии насоса. Одновременно оборудование устанавливают так, что верхний уровень воды в механических фильтрах и верхний уровень псевдокипящего слоя биофильтра осуществлены на уровне зеркала бассейна или бассейнов с аквакультурой с точностью расположения по вертикали до -0,20 м и уровень всасывания насоса на уровне зеркала бассейна или бассейнов с аквакультурой с точностью расположения по вертикали до -0,50 м.

Недостатком данного изобретения является то, что для обеспечения циркуляции воды применяется насос с напорным трубопроводом, что подразумевает турбулентное течение воды при высоком давлении, что является энергозатратным.

Известно устройство с замкнутым циклом водоснабжения для выращивания товарных пород рыб [2], включающее взаимодействующие между собой посредством водопроводов и информационно-коммутационных каналов блоки выращивания гидробионтов, стабилизационный водяной танк, блок механической фильтрации, блок биологического обогащения воды, денитрификационный биофильтр, нитрификационный биофильтр, канал аэрации, блок ультрафиолетового облучения, бойлер, блок стабилизации рН воды, насос, первый воздушный компрессор, рыбные танки, резервный танк для воды, второй воздушный компрессор, блок подачи свежей воды, блок отвода отработанной воды и осадочных фракций, первый, второй и третий затворы, блок уровневой автоматики, блок слежения и управления параметрами воды, насос откачки осадочных фракций из блока биологического обогащения воды, смеситель, насос блока биологического обогащения воды и насос резервного танка воды. Способ циркуляции воды в данном устройстве подразумевает использование наоса и трубопроводов.

Недостатком способа циркуляции воды в данном устройстве является использование насоса и трубопроводов, что подразумевает турбулентное течение воды при высоком давлении, что является энергозатратным.

Известна технология управляемого замкнутого водоснабжения [3]. Данная технология включает следующие этапы: самотечная подача воды из резервуаров с рыбой, механическая фильтрация, озонирование либо ультрафиолетовая обработка, биофильтрация со статической загрузкой, биофильтрация с плавающей загрузкой, оксигенация, напорная подача воды в резервуары с рыбой. Способ обеспечения циркуляции воды, после биофильтрации с плавающей загрузкой до подачи воды в резервуары с рыбой, подразумевает использование насоса и трубопроводов.

Недостатком способа циркуляции воды в данной технологии является использование насоса и трубопроводов, что подразумевает турбулентное течение воды при высоком давлении, что является энергозатратным.

Наиболее близким из известных аналогов является изобретение [4]. Технический результат комплекса достигается в способе работы комплекса по выращиванию рыбы тем, что воду подают из центра рыбоводного бассейна донным забором самотеком в барабанный фильтр, далее насосами воду подают на распределительный коллектор, где поток распределяют на биофильтр с кварцевым песком, биофильтр с плавающей биозагрузкой и оксигенатор, причем, пройдя через биофильтр с кварцевым песком вода возвращается в барабанный фильтр, пройдя через биофильтр с плавающей биозагрузкой вода возвращается в рыбоводный бассейн, пройдя через оксигенатор вода возвращается в рыбоводный бассейн, в котором задают вращение воды за счет угла наклона труб, подающих воду от биофильтра с плавающей биозагрузкой и оксигенатора.

Недостатком способа циркуляции воды в данном комплексе является использование насосов и трубопроводов, что подразумевает турбулентное течение воды при высоком давлении, что является энергозатратным.

Технический результат, достигаемый предлагаемым способом, состоит в снижении энергозатрат на циркуляцию воды при выращивании гидробионтов.

Технический результат достигается тем, что циркуляцию воды осуществляют по контуру, имеющему два, расположенных друг над другом канала, соединенных эрлифтом, при работе которого происходит обогащение воды кислородом и перелив обогащенной кислородом воды в верхний канал, далее вода перемещается вдоль верхнего канала и подается в зону механической фильтрации, в процессе механической фильтрации часть воды выводится из системы с механическими примесями, затем вода попадает в нижний канал, центральная часть которого наполнена биозагрузкой, где происходит биологическая очистка воды - аммиак и ионы аммония разлагаются до нитратов, концентрацию которых снижают путем добавления свежей воды, одновременно компенсируя потери воды при механической фильтрации, после биологической очистки вода поступает в зону ультрафиолетовой обработки, где происходит обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением, после чего цикл повторяется, при этом, на протяжении всего цикла протекание воды осуществляется при постоянной площади сечения каналов, в ламинарном режиме при атмосферном давлении.

На фиг. 1 показана схема системы замкнутого водоснабжения для выращивания гидробионтов.

Способ циркуляции воды в системе замкнутого водоснабжения для выращивания гидробионтов работает следующим образом. Систему заполняют водой как показано на фиг. 1. В верхний канал 1 запускают гидробионтов. В конце нижнего канала 2 расположен эрлифт 5. В эрлифт 5 подают воздух, кислород или их смесь. При этом, образующиеся пузырьки поднимаются вверх образуя столб газо-водяной смеси, плотность которого меньше плотности воды. Из-за этого столб газо-водяной смеси поднимается выше перегородки 6 и происходит перелив воды в верхний канал 1. Одновременно происходит обогащение воды кислородом. Далее, воду подают вдоль верхнего канала 1. При этом, протекание происходит в ламинарном режиме. В процессе протекания, гидробионты поглощают кислород и выделяют в воду продукты жизнедеятельности и углекислый газ. Далее, воду подяют в зону механической фильтрации 3, в которой она очищается от механических загрязнений. Принцип действия механической фильтрации основан на протекании воды через перфорированную поверхность, на которой задерживаются механические примеси. Компоновка механического фильтра может быть любая: барабанный, дисковый, ленточный и т.д. Также, может быть применен любой другой принцип механической фильтрации воды. В процессе механической очистки часть воды выводится из системы вместе с механическими примесями. Далее, воду подают в нижний канал 2, центральная часть которого наполнена биозагрузкой. Здесь происходит биологическая очистка воды: аммиак и ионы аммония разлагаются сначала до нитритов, затем до нитратов, концентрация которых снижается путем добавления свежей воды (около 10% в сутки), одновременно компенсируя потери воды при механической фильтрации. Протекание воды через биологический фильтр 3 происходит в ламинарном режиме. В биологическом фильтре 3 может применяться как плавающая, так и тонущая биозагрузка, а также биозагрузка с нулевой плавучестью. После прохождения этапа биологической очистки воду подают в зону ультрафиолетовой обработки 4. Происходит обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением. Далее, воду подают в зону эрлифта 5, и цикл повторяется сначала. Высокая эффективность эрлифта 5 обуславливается значительной высотой водяного столба над эрлифтом 5.

На протяжении всего цикла протекание воды осуществляется при постоянной площади поперечного сечения каналов, в ламинарном режиме и при атмосферном давлении, что значительно снижает энергоемкость процесса циркуляции воды.

Список использованной литературы

1. Способ очистки и подготовки воды в установках замкнутого водоснабжения для выращивания аквакультуры. Патент на изобретение RU №2696434, опубликован 01.08.2019 г.

2. Устройство с замкнутым циклом водоснабжения для выращивания товарных пород рыб. Патент на изобретение RU №2637522, опубликован 05.12.2017 г.

3. Компания FISH-AGRO. Технология управляемого замкнутого водоснабжения, http://fish-agro.ru/fish-agro/what_about/

4. Комплекс по выращиванию рыбы и способ его работы. Патент на изобретение RU №2709379, опубликован 17.12.2019 г.

Циркуляцию воды осуществляют по контуру, имеющему два расположенных друг над другом канала, соединенных эрлифтом, при работе которого происходит обогащение воды кислородом и перелив обогащенной кислородом воды в верхний канал. Далее вода перемещается вдоль верхнего канала и подается в зону механической фильтрации. В процессе механической фильтрации часть воды выводится из системы с механическими примесями. Затем вода попадает в нижний канал, центральная часть которого наполнена биозагрузкой, где происходит биологическая очистка воды - аммиак и ионы аммония разлагаются до нитратов, концентрацию которых снижают путем добавления свежей воды, одновременно компенсируя потери воды при механической фильтрации. После биологической очистки вода поступает в зону ультрафиолетовой обработки, где происходит обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением. Затем цикл повторяется, при этом на протяжении всего цикла протекание воды осуществляется при постоянной площади сечения каналов, в ламинарном режиме при атмосферном давлении. Способ обеспечивает выращивание гидробионтов при невысоких затратах на циркуляцию воды. 1 ил.

Способ циркуляции воды в системе замкнутого водоснабжения для содержания гидробионтов, характеризующийся тем, что циркуляцию воды осуществляют по контуру, имеющему два расположенных друг над другом канала, соединенных эрлифтом, при работе которого происходит обогащение воды кислородом и перелив обогащенной кислородом воды в верхний канал, далее вода перемещается вдоль верхнего канала и подается в зону механической фильтрации, в процессе механической фильтрации часть воды выводится из системы с механическими примесями, затем вода попадает в нижний канал, центральная часть которого наполнена биозагрузкой, где происходит биологическая очистка воды - аммиак и ионы аммония разлагаются до нитратов, концентрацию которых снижают путем добавления свежей воды, одновременно компенсируя потери воды при механической фильтрации, после биологической очистки вода поступает в зону ультрафиолетовой обработки, где происходит обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением, после чего цикл повторяется, при этом на протяжении всего цикла протекание воды осуществляется при постоянной площади сечения каналов, в ламинарном режиме при атмосферном давлении.