СПОСОБ ДЕЗИНФЕКЦИИ ОБОРОТНОЙ ВОДЫ В УСТАНОВКАХ ЗАМКНУТОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК E03C1/126 C02F1/78 A01K61/00 

Изобретение относится к области разведения водных животных.

Известен способ заводского культивирования молоди трепанга, предусматривающий отлов производителей из моря, помещение их в бассейн для производителей с морской водой, адаптацию к условиям содержания, стимуляцию созревания половых продуктов и нереста производителей путем изменения температурного режима, нерест и инкубацию икры, выращивание личинок до стадии оседания, подращивание молоди до жизнестойкой стадии на субстратах в бассейне с проточным водоснабжением, кормление и расселение их на подобранные участки в море, отличающийся тем, что производителей, общая масса которых не менее 200 г, отлавливают один раз за сезон на ранних стадиях гаметогенеза, стимуляцию созревания половых продуктов и нереста производителей осуществляют не менее четырех раз за сезон путем дополнительного внесения в воду спермы из гонад 2-5 самцов, выращивание личинок до стадии оседания ведут в выростных бассейнах с проточным режимом водоснабжения, со скоростью протока 0,7-2,0 объема/сут, при этом кормление личинок осуществляют в зависимости от стадии их развития многокомпонентным кормом, содержащим живые свободноживущие морские диатомовые микроводоросли, причем личинок на стадии ранней аурикулярии кормят микроводорослями: Isochrysis galbana, Chaetoceros mulleri в соотношении 1:1 и концентрации 40-60 тыс. кл./мл, а на стадиях аурикулярии, поздней аурикулярии, долиолярии - Dunaliella salina, Phalodactylum tricornutum, Chaetoceros mulleri в соотношении 4:2:1 и концентрации 50-100 тыс. кл./мл, задавая корм в воду не реже одного раза в день, молодь подращивают до 1,5-2,0 см в течение 2-3 месяцев в бассейнах для подращивания молоди трепанга со скоростью протока воды 3-6 объемов/сут, кормление молоди осуществляют поэтапно: в течение первых трех недель после оседания на субстрат донными диатомовыми водорослями, а затем дополнительным кормом, содержащим пылеобразные макроводоросли, причем адаптацию и стимуляцию производителей и подращивание молоди трепангов осуществляют в морской воде со степенью фильтрации 150-200 мкм, а нерест, инкубирование икры и выращивание личинок трепанга осуществляют в морской воде со степенью очистки 20-40 мкм дважды обработанной УФ-лучами и озоном, перед расселением молоди трепанга на подобранные участки в море ее дополнительно подращивают до 3-4 см либо в выростных бассейнах, либо в садках в море в течение 5-6 месяцев [RU 2284105 C2, опубл. 27.09.2006 г.].

Недостатком данного аналога является низкая степень очистки оборотной воды за счет низкого содержания озона, ввиду проведения процедуры озонирования оборотной воды непосредственно перед подачей в бассейны.

Также известна установка замкнутого водоснабжения для выращивания рыбы, представляющая собой бассейн, содержащий участок предпродажной подготовки, сообщенный с участком создания течения, включающим эрлифт, участок создания течения сообщен с сектором разведения, включающим рыборазводные каналы, представляющие собой отсеки, отделенные друг от друга бетонными перегородками, высота которых выше уровня воды, сектор разведения сообщен с сектором сепарации фекальных масс, представляющим собой емкость с V- или W-образными ловушками и по меньшей мере одной задвижкой для слива фекальных масс в канализационные трубы, сектор сепарации сообщен с биофильтром, представляющим собой аэрационный узел с подвижной биозагрузкой, включающей плавающую загрузку с бактериальной пленкой и по меньшей мере один диффузор, за биофильтром установлен сектор механической очистки, представляющий собой емкость с по меньшей мере одним диффузором и неподвижной загрузкой, сообщающуюся с возвратным каналом, выполненным с возможностью отвода воды в участок создания течения, возвратный канал включает по меньшей мере один диффузор и по меньшей мере одну озоновую лампу [RU 2798282 C1, опубл. 21.06.2023].

Недостатком данного аналога является недостаточная степень очистки оборотной воды, за счет низкого содержания озона, ввиду проведения процедуры озонирования оборотной воды непосредственно перед подачей в бассейны.

Наиболее близкое техническое решение описано в способе очистки и подготовки воды в установках замкнутого водоснабжения для выращивания аквакультуры, включающем 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, при этом на каждой стадии очистки предусмотрен процесс удаления отделенных механических загрязнений, циркуляцию воды осуществляют с помощью насоса, оборудование очистки последовательно соединено между собой в соответствии с последовательностью указанных стадий и размещено на технологической линии до насоса, а устройства озонирования, обогащения воды кислородом и контроля конечного количества озона размещены на напорной линии насоса, одновременно оборудование устанавливают так, что верхний уровень воды в механических фильтрах и верхний уровень воды 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 [RU 2696434 C1, опубл. 01.08.2019].

Недостатком наиболее близкого технического решения является длительный технологический процесс, связанный с выдерживанием обработанной озоном воды.

Технической проблемой, решаемой заявленным изобретение, является устранение недостатков аналогов.

Задача изобретения - повышение качества дезинфекции оборотной воды в установках замкнутого водоснабжения, а также сократить продолжительность очистки оборотной воды.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении качества дезинфекции оборотной воды в установках замкнутого водоснабжения, а также сокращении продолжительности очистки оборотной воды.

Указанный технический результат достигается тем, что способе в дезинфекции оборотной воды в установках замкнутого водоснабжения, включающем слив оборотной воды из бассейнов с аквакультурой в отводящий трубопровод, передвижение оборотной воды из бассейнов в механический фильтр, передвижение оборотной воды из механического фильтра в биологический фильтр, передвижение оборотной воды из биологического фильтра в бассейн-сумматор, в котором осуществляется смешение оборотной воды с подпиточной водой и сбросом замещаемой оборотной воды через переливной трубопровод, затем воду из бассейна сумматора с помощью насоса подают в оксигенатор, проходя через который воду подают в бассейн по подающему трубопроводу, в котором из бассейна-сумматора оборотную воду дополнительно подают в устройство смешения озон-кислородной смеси с водой в котором насыщают оборотную воду озон-кислородной смесью с содержанием озона от 4 мг/л до 5 мг/л, после чего оборотную воду, насыщенную озон-кислородной смесью подают в отводящий трубопровод через точку сброса оборотной воды, расположенную в месте отвода загрязненной воды из первого бассейна, причем количество воды, подаваемой из устройства смешения озон-кислородной смеси с водой в точку сброса составляет от 10% до 15% от общего объема оборотной воды в устройстве замкнутого водоснабжения.

Предложенное изобретение иллюстрируется фигурой.

На фиг. 1 представлена схема установки замкнутого водоснабжения;

На фигуре обозначены: 1 - бассейн, 2 - отводящий трубопровод, 3 - механический фильтр, 4 - сливная труба, 5 - биологический фильтр, 6 - бассейн-сумматор, 7 - переливной трубопровод, 8 - устройство смешения озон-кислородной смеси с водой, 9 - точка сброса, 10 - насос, 11 - оксигенатор, 12 - подающий трубопровод.

Согласно изобретению, в способе дезинфекции оборотной воды в установках замкнутого водоснабжения (УЗВ) загрязненную воду из бассейнов 1 с аквакультурой через отводящий трубопровод 2 направляют в механический фильтр 3. Механический фильтр 3 необходим для очистки оборотной воды от взвешенных частиц, образованных в течение жизнедеятельности рыб, таких как фекалии, остатков кормов и прочих крупных взвесей, отводя их в осадок через сливную трубу 4.

После прохождения через механический фильтр 3, оборотная вода подается в биологический фильтр 5. Биологический фильтр 5 необходим для очистки оборотной воды от растворенных примесей, например аммония, который выделяет рыба. Высокая концентрация аммония токсична для самой рыбы и его невозможно задержать механическим фильтром 3. В биологическом фильтре 5 аммоний, содержащийся в оборотной воде, перерабатывается сначала в нитриты, затем в нитраты. Тем самым, вода с высоким содержанием аммония проходя через биологический фильтр 5 выходит с низким содержанием, при правильно подсчитанном объеме биозагрузки, с содержанием растворенного аммония и нитритов близкого к нулю, а содержание нитратов, которые не так токсичны для рыбы и не оказывают негативного влияния на рост рыбы регулируется с помощью добавления подпиточной воды.

После прохождения через биологический фильтр 5 оборотная вода подается в бассейн-сумматор 6. Бассейн-сумматор 6 необходим для смешивания очищенной оборотной воды с чистой подпиточной водой, добавляемой в бассейн-сумматор 6. Замещаемая оборотная вода сбрасывается через переливной трубопровод 7. Объем замещаемой оборотной воды составляет от 5 % до 15% от общего объема оборотной воды в УЗВ. Данный диапазон объема определен опытным путем и считается достаточным для поддержания объема нитратов в допустимом уровне.

Из бассейна-сумматора 6 вода частично подается в устройство смешения озон-кислородной смеси с водой 8. Устройство смешения озон-кислородной смеси с водой 8 в УЗВ состоит из насоса, который забирает воду из бассейна-сумматора 6 для подачи ее в оксигенатор, в котором происходит насыщение воды озон-кислородной смесью с высоким уровнем насыщения от 4 мг/л до 5 мг/л, что примерно в 3 раза превосходит норму содержания озона в воде (1,5 мг/л). Такая концентрация озона обеспечивает эффективную дезинфекцию, осветление, флоакогуляцию, а также позволяет снизить уровень нитратов в оборотной воде. При концентрации озона в воде, поступающей из устройства смешения озон-кислородной смеси, менее, чем 4 мг/л не достигается достаточного эффекта при дезинфекции оборотной воды, при подаче ее в точку сброса 9. Концентрация озона в воде, поступающей из устройства смешения озон-кислородной смеси, более, чем 5 мг/л нецелесообразна ввиду того, что при концентрации от 4 мг/л до 5 мг/л обеспечивает достаточный уровень качества оборотной воды в УЗВ за счет эффективной дезинфекции и снижения уровня нитратов.

Из устройства смешения озон-кислородной смеси с водой 8 оборотная вода, подается в отводящий трубопровод 2 через точку сброса 9 отработанной загрязненной воды из первого бассейна 1. Внесение воды насыщенной озон-кислородной смесью через точку, расположенную в максимальном удалении от места забора воды в бассейны позволяет озону разлагаться по мере движения оборотной воды, производить окисление органики, до момента попадания оборотной воды в бассейны с рыбой. Также, подача воды в точку сброса 9 расположенную в максимальном удалении от места забора воды в бассейны 1 позволяет исключить из процесса фильтрации оборотной воды процедуру выдерживания для снижения концентрации озона перед подачей воды в бассейны 1 за счет того, что в процессе прохождения по всем этапам очистки, концентрация озона снижается до показателей, безвредных для выращиваемой рыбы, что существенно снижает продолжительность очистки оборотной воды. Также, подача воды насыщенной озоном в точку сброса 9 позволяет на самых ранних этапах производить дезодорацию, осветление, денитрификацию оборотной воды, также при подаче воды насыщенной озоном в загрязненную воду происходит эффект флокуляции мелких частиц, при которой мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии образуют более крупные хлопьевидные скопления (флокулы), размер которых позволяет отфильтровать воду от данных скоплений, обеспечив тем самым повышение качества фильтрации и дезинфекции оборотной воды в УЗВ, а также сократить продолжительность очистки оборотной воды за счет отсутствия необходимости длительного выдерживания обработанной озоном воды.

Количество воды, подаваемой из устройства для подачи озона 8 в точку сброса 9 составляет от 10 % до 15 % от общего объема оборотной воды в УЗВ. Объем подачи воды из устройства для подачи озона 8 в точку сброса 9 определены опытным путем и считаются наиболее эффективными, так если снизить норму подаваемой воды ниже 10%, то концентрация озона в оборотной воде УЗВ будет недостаточной для обеспечения необходимой нормы обеззараживания и очистки. Повышение нормы подаваемой воды свыше 15% нецелесообразно, так как при норме подаваемой воды в диапазоне от 10% до 15% обеспечивается необходимый уровень дезинфекции оборотной воды УЗВ.

Из бассейна-сумматора 6 воду забирают с помощью насоса 10, подают в оксигенатор 11, где происходит насыщение оборотной воды кислородом, после чего по подающему трубопроводу 12 оборотную воду подают в бассейн 1.

Таким образом, применение в УЗВ устройства смешения озон-кислородной смеси с оборотной водой 8, в котором насыщают оборотную воду озон-кислородной смесью с содержанием озона от 4 мг/л до 5 мг/л, после чего оборотную воду, насыщенную озон-кислородной смесью подают в отводящий трубопровод 2 через точку сброса 9 оборотной воды, расположенную в месте отвода загрязненной воды из первого бассейна 1, где количество воды, подаваемой из устройства смешения озон-кислородной смеси с водой 8 в точку сброса составляет от 10% до 15% от общего объема оборотной воды в устройстве замкнутого водоснабжения позволяет повысить качество дезинфекции оборотной воды в установках замкнутого водоснабжения, а также сократить продолжительность очистки оборотной воды.

Примеры реализации

Первый пример реализации

Загрязненная вода из бассейнов 1 по отводящему трубопроводу подается в механический фильтр 3, который осуществляет оборотную воду от крупных отходов, отводя их в осадок через сливную трубу 4. Из механического фильтра 3 вода подается в биологический фильтр 5. Из биологического фильтра 5 оборотная вода подается в бассейн-сумматор 6. В бассейн-сумматор 6 осуществляется подпитка чистой проточной водой с одновременным сбрасыванием замещаемой оборотной воды через переливной трубопровод 7, причем объем подпиточной воды и объем замещаемой воды равны и составляют 5% от общего объема оборотной воды в УЗВ. Из бассейна-сумматора 6 вода частично подается в устройство смешения озон-кислородной смеси с водой 8, в котором происходит насыщение воды озон-кислородной смесью с уровнем насыщения 4 мг/л. Из устройства смешения озон-кислородной смеси с водой 8 оборотная вода в объеме 10% от общего объема оборотной воды в УЗВ, подается в отводящий трубопровод 2 через точку сброса 9 отработанной загрязненной воды из первого бассейна 1, где смешивается с загрязненной водой выходящей из первого бассейна 1. Из бассейна-сумматора 6 воду забирают с помощью насоса 10, подают в оксигенатор 11, после чего по подающему трубопроводу 12 оборотную воду подают в бассейн 1.

Второй пример реализации

Загрязненная вода из бассейнов 1 по отводящему трубопроводу подается в механический фильтр 3, который осуществляет оборотную воду от крупных отходов, отводя их в осадок через сливную трубу 4. Из механического фильтра 3 вода подается в биологический фильтр 5. Из биологического фильтра 5 оборотная вода подается в бассейн-сумматор 6. В бассейн-сумматор 6 осуществляется подпитка чистой проточной водой с одновременным сбрасыванием замещаемой оборотной воды через переливной трубопровод 7, причем объем подпиточной воды и объем замещаемой воды равны и составляют 10% от общего объема оборотной воды в УЗВ. Из бассейна-сумматора 6 вода частично подается в устройство смешения озон-кислородной смеси с водой 8, в котором происходит насыщение воды озон-кислородной смесью с уровнем насыщения 4,5 мг/л. Из устройства смешения озон-кислородной смеси с водой 8 оборотная вода в объеме 13% от общего объема оборотной воды в УЗВ, подается в отводящий трубопровод 2 через точку сброса 9 отработанной загрязненной воды из первого бассейна 1, где смешивается с загрязненной водой выходящей из первого бассейна 1. Из бассейна-сумматора 6 воду забирают с помощью насоса 10, подают в оксигенатор 11, после чего по подающему трубопроводу 12 оборотную воду подают в бассейн 1.

Третий пример реализации.

Загрязненная вода из бассейнов 1 по отводящему трубопроводу подается в механический фильтр 3, который осуществляет оборотную воду от крупных отходов, отводя их в осадок через сливную трубу 4. Из механического фильтра 3 вода подается в биологический фильтр 5. Из биологического фильтра 5 оборотная вода подается в бассейн-сумматор 6. В бассейн-сумматор 6 осуществляется подпитка чистой проточной водой с одновременным сбрасыванием замещаемой оборотной воды через переливной трубопровод 7, причем объем подпиточной воды и объем замещаемой воды равны и составляют 15% от общего объема оборотной воды в УЗВ. Из бассейна-сумматора 6 вода частично подается в устройство смешения озон-кислородной смеси с водой 8, в котором происходит насыщение воды озон-кислородной смесью с уровнем насыщения 5 мг/л. Из устройства смешения озон-кислородной смеси с водой 8 оборотная вода в объеме 15% от общего объема оборотной воды в УЗВ, подается в отводящий трубопровод 2 через точку сброса 9 отработанной загрязненной воды из первого бассейна 1, где смешивается с загрязненной водой выходящей из первого бассейна 1. Из бассейна-сумматора 6 воду забирают с помощью насоса 10, подают в оксигенатор 11, после чего по подающему трубопроводу 12 оборотную воду подают в бассейн 1.

Таким образом, заявленное изобретение, за счет примененных в нем технологий, совокупности их характеристик и взаимосвязей положительно влияет на процесс фильтрации оборотной воды в установке замкнутого водоснабжения и обеспечивает повышение качества дезинфекции оборотной воды в установках замкнутого водоснабжения, а также сокращении продолжительности очистки оборотной воды.

Изобретение относится к области разведения водных животных. Способ состоит в сливе оборотной воды из бассейнов с аквакультурой в отводящий трубопровод, передвижении оборотной воды из бассейнов в механический фильтр, передвижении оборотной воды из механического фильтра в биологический фильтр, передвижении оборотной воды из биологического фильтра в бассейн-сумматор, в котором осуществляется смешение оборотной воды с подпиточной водой. Замещаемая оборотная вода сбрасывается через переливной трубопровод. Далее воду из бассейна-сумматора с помощью насоса подают в оксигенатор, прошедшую через оксигенатор воду подают в бассейн по подающему трубопроводу. Из бассейна-сумматора оборотную воду дополнительно подают в устройство смешения озон-кислородной смеси с водой, в котором насыщают оборотную воду озон-кислородной смесью с содержанием озона от 4 до 5 мг/л. После этого оборотную воду, насыщенную озон-кислородной смесью, подают в отводящий трубопровод через точку сброса оборотной воды, расположенную в месте отвода загрязненной воды из первого бассейна. Количество воды, подаваемой из устройства смешения озон-кислородной смеси с водой в точку сброса, составляет от 10 до 15% от общего объема оборотной воды в устройстве замкнутого водоснабжения. Обеспечивается повышение качества дезинфекции оборотной воды в установках замкнутого водоснабжения, а также сокращение продолжительности очистки оборотной воды. 1 ил.

Способ дезинфекции оборотной воды в установках замкнутого водоснабжения, включающий слив оборотной воды из бассейнов с аквакультурой в отводящий трубопровод, передвижение оборотной воды из бассейнов в механический фильтр, передвижение оборотной воды из механического фильтра в биологический фильтр, передвижение оборотной воды из биологического фильтра в бассейн-сумматор, в котором осуществляется смешение оборотной воды с подпиточной водой и сброс замещаемой оборотной воды через переливной трубопровод, затем воду из бассейна-сумматора с помощью насоса подают в оксигенатор, прошедшую через который воду подают в бассейн по подающему трубопроводу, отличающийся тем, что из бассейна-сумматора оборотную воду дополнительно подают в устройство смешения озон-кислородной смеси с водой, в котором насыщают оборотную воду озон-кислородной смесью с содержанием озона от 4 до 5 мг/л, после чего оборотную воду, насыщенную озон-кислородной смесью, подают в отводящий трубопровод через точку сброса оборотной воды, расположенную в месте отвода загрязненной воды из первого бассейна, причем количество воды, подаваемой из устройства смешения озон-кислородной смеси с водой в точку сброса, составляет от 10 до 15% от общего объема оборотной воды в устройстве замкнутого водоснабжения.