Установка для содержания водных организмов Советский патент 1983 года по МПК A01K61/00 

Изобретение относится к биологии, в, частности к установками для содержания водных организмов, и может быть применено при изучении процессов самоочищения воды Известна установка для содержания водных организмов, включающая резервуар для организмов, емкость для воды и систему циркуляции воды 1. Однако такое конструктивное выполнение установки не позволяет использовать ее даже для приближенного изучения изменеНИИ концентрации веществ как в водотоках, так и в водных организмах. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для содержания водных организмов, включающая резервуар для организмов, емкость для воды с аэрирующим приспособлением, систему контроля качества воды и контур циркуляции воды с насосом и регулирующими элементами. Установка используется для определения действия на водные организмы ионов металлов в контролируемых условиях ив ней предусмотрено создание интервалов скоростей течения воды, идентичных скоростям течения воды в природных водотоках, для одновременного содержания в оптимальных скоростях течения воды живых организмов 2. Однако с помощью этой установки нельзя определять изменение концентрации веществ в водотоках под воздействием как живых организмов, так и физико-химических процессов, протекающих в воде, так как время прохождения воды через резервуар в ней очень ограничено, а гидравлические условия врдотока не могут быть воспроизведены в резервуаре даже в приблизительном масщтабе. Цель изобретения - возможность определения изменения концентрации веществ при движении воды вследствие физико-химических и биохимических процессов. Цель достигается тем, что установка для содержания водных организмов, включающая резервуар для организмов, емкость для воды с аэрирующим приспособлением, систему контроля качества воды и контур циркуляции воды с насосом и регулирующими элементами, снабжена дополнительной емкостью для воды, а резервуар выполнен в виде лотка, образованного по меньщей мере двумя прямолинейными участками, соединенными между собой участком криволинейной формы, при этом обе емкости установлены под торцами прямолинейных участков лотка, а контур циркуляции подключен к емкостям для воды. Кроме того, для изменения гидродинами сских условий при движении жидкости лоток и емкости для воды снабжены подъемными устройствами. На чертеже изображена установка для содержания водных организмов, общий вид. Установка для содержания водных организмов включает резервуар для организмов, выполненный в виде лотка 1, образованного двумя прямолинейными участками, соединенными между собой участком криволинейной формы, двух емкостей для воды 2 и 3, одна из которых, - емкость 2 оснащена аэрирующим приспособлением 4, и контур циркуляции воды, содержащий насос 5, напорный трубопровод 6, подключенный к емкости 2, и всасывающий трубопровод 7, подключенный к емкости 3, при этом на напорном трубопроводе 6 установлены измеритель расхода 8 и регулирующий элемент 9, а на всасывающем трубопроводе 7 - регулирующий элемент 10. Для опорожнения контура циркуляции предусмотрено ответвление 11 с запорной арматурой 12. Лоток 1 и емкости 2 и 3 установлены на подставках 13 и 14, имеющих подъемные устройства 15 и 16. представляющие собой, например, домкраты. Контроль качества воды в лотке 1 осуществляется системой контроля 17, которая может содержать измерители температуры и растворенного кислорода, датчики активной реакции воды с рН-метром и другие приборы. Интенсификация наращивания биомассы водных организмов осуществляется освещением лотка 1 люминесцентными лампами 18. Лоток 1 выполняют из нейтральных, не поддающихся окислению и не выделяющих экстрактивные вещества материалов, к коорым хорошо прикрепляются водные организмы, например из стекла. Размеры лотка 1 определяют исходя из того, что движение сточной жидкости подчиняется гидродинамическим условиям, моделирование которых хорошо разработано и базируется на теории подобия. Масштабные коэффициенты (ot) при приближенном моделировании определяются на основании критерия Фруда из соотношения 1; С( - dp гдео1д;о( j;oc,,; с. ; а(а ,cj- соответственно масштабные коэффициенты расхода воды, ширины русла водотока, глубины русла, скорости движения воды, времени, ускорения, площади сечения русла. Учитывая, что в водотоке трансформация веществ идет под влиянием в основном физико-химических и биохимических процессов, на протекание которых основное влияние оказывают скорость движения воды и время, масштабный коэффициент скорости движения воды (о(у1| должен быть равен единице, т.е. скорость на установке и в водотоке должна быть одинакова. Тогда, известные соотношения принимают вид l, л 1 Принятые масштабные коэффициенты для моделирования установки вносят искажения в гидродинамические условия, но они не оказывают существенное влияние на изменение концентраций веш.еств в воде, так как определяющими факторами являются скорость воды и время, а процессы переноса вещества и тепла в водотоке идут с пониженной интенсивностью и скоростью. Предлагаемая установка работает следующим образом. Лотку 1, щирина и глубина которого определены с помощью масштабных коэффициентов, подъемным устройством 16 придается необходимый уклон в соответствии с заданными гидродинамическими параметрами. Лоток 1 заполняется водой, идентичной воде в русле реки. Затем с помощью контура циркуляции вода перемещается по кольцу: емкость 3 - всасывающий трубопровод 7 - насос 5 - напорный трубопровод 6 - емкость 2 - лоток 1 - емкость 3. Расход воды регулируется элементами 9 и 10 и измеряется измерителем расхода 8. После того как в лотке 1 установится постоянный гидродинамический режим, в него вносятся водные организмы. Для интенсификации наращивания биомассы в емкость 2 подается приспособлением 4 сжатый воздух для аэрирования воды и осуществляется круглосуточное освещение лотка 1 люминесцентными лампами 18. Периодически осуществляют контроль за ростом биомассы. Когда на единицу объема воды, находящейся в резервуаре, приходится ориентировочно столько же биомассы. Сколько приходится на единицу объема воды в русле реки, производят тарировку установки. Для этого на исследуемом водотоке выбирают контрольные створы, определяют скорость и время перемещ,ения воды в этих створах. В установку подают воду из начального створа. Находят время, за которое показатели качества воды на установке ста101 новятся равными показателям качества воды в контрольном створе реки. Зная время прохождения воды между контрольными створами реки (Т,) и время циркуляции воды в установке (1„), за которое показатели качества воды в установке становятся равными показателям качества воды в контрольном, створе, находят масштабный коэффициент времени, равный Затем приступают непосредственно к проведению экспериментов. В резервуар установки подают воду,представляющую собой смесь речной воды и очишейной сточной воды в заданных соотношениях. Эта Смесь начинает циркулировать в установке. Через определенные отрезки времени определяются показатели качества воды, концентрация веществ в воде. Скорость движения воды в установке такая же, как и в реке. Зная, какое расстояние по реке от места предполагаемого выпуска сточных вод до створа водопользования, с помощью масштабного коэффициента времени делают пере- - счет: сколько времени должна циркулировать вода в установке. После истечения этого времени определяется концентрация веществ в установке и проверяется их Соответствие предельно допустимым концентрациям этих веществ в створе водопользования. В случае несоответствия уменьшают количество сбрасываемых сточных вод или повышают степень очистки сточных вод. В установку может быть подана вода любого качества, трансформацию веществ в которой хотят изучить. Таким образом, предлагаемая установка с помощью помещенных в нее водных организмов применима для изучения процессов самоочищения, протекающих в водотоке, в контролируемых условиях водной среды. Установка позволяет определить влияние сточных вод на процессы, протекающие в водотоках, и служит рещению. проблемы борьбы с загрязнениями водных объектов. Кроме того, установка может быть использована для определения изменений биоценоза водных организмов под действием сточных вод различного состава или отдельных химических соединений.

I. УСТАНОВКА ДЛЯ СОДЕРЖАНИЯ ВОДНЫХ ОРГАНИЗМОВ, включающая резервуар для организмов, емкость для воды с аэрирующим приспособлением, систему контроля качества воды и контур циркуляции воды с насосом и регулирующими элементами, отличающаяся тем, что, с целью возможности определения изменения концентрации веществ при движении воды вследствие физико-химических и биохимических процессов, она снабжена дополнительной емкостью для воды, а резервуар выполнен в виде лотка, образованного по меньшей мере двумя прямолинейными участками, соединенными между собой участком криволинейной формы, при этом обе емкости установлены под торцами прямолинейных участков лотка, а контур циркуляции подключен к емкостям для воды. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью изменения гидродинамических условий при движении жидкости, лоток и емкости для воды снабжены подъемными устройствами. 1C 05 со