Средство для обработки воды для удлинения интервала смены воды в питательных системах

Номер патента: 6817

Опубликовано: 28.04.2006

Автор: Риттер Гюнтер

Есть еще 3 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Средство для обработки воды для улучшения на длительное время качества воды биологических питательных систем с использованием микробиологической активности воды и фильтрующих систем, характеризующееся содержанием следующих компонентов а)-е) в качестве единственного активного вещества или их комбинации:

a) по меньшей мере одной легко- или труднорастворимой соли Al3+, Fe3+, ТiO2+ или ZrO2+ органической карбоновой кислоты при необходимости в смеси с органической карбоновой кислотой,

b) по меньшей мере одного водорастворимого, свободного от азота биологически разрушаемого органического соединения,

c) по меньшей мере одной растворимой соли щелочного или щелочно-земельного металла органической карбоновой кислоты,

d) по меньшей мере одной соли Mg2+ и/или Са2+ органической карбоновой кислоты, и

e) микроэлементов и витаминов, в особенности водорастворимых витаминов группы В, при условии, что компонент е) не является единственной активной составной частью средства.

2. Средство по п.1, содержащее следующие компоненты а)-е) в качестве единственного активного вещества или их комбинацию:

a) ацетат, формиат, тартрат и/или в особенности цитрат Аl3+, Fе3+, ТiO2+ и/или ZrO2+,

b) по меньшей мере одну карбоновую кислоту, спирт и/или сахар,

c) щелочную или щелочно-земельную соль лимонной, уксусной, молочной, винной, муравьиной или яблочной кислоты,

d) соль Са2+ или Мg2+ или смесь солей Ca2+ или Мg2+ органической карбоновой кислоты,

e) микроэлементы и витамины, в особенности водорастворимые витамины группы В.

3. Средство по п.1 или 2, содержащее в качестве компонента а) цитрат алюминия и/или цитрат железа.

4. Средство по п.1 или 2, содержащее в качестве компонента b) уксусную, лимонную, винную или молочную кислоты, глицерин, сорбит или этанол или пентозу, гексозу или сахаразу.

5. Средство по п.4, содержащее в качестве компонента b) комбинацию из лимонной кислоты, винной кислоты и сахарозы.

6. Средство по п.1 или 2, содержащее в качестве компонента с) натриевую или магниевую соль лимонной и/или винной кислоты.

7. Средство по п.1 или 2, содержащее в качестве компонента d) цитрат магния и/или тартрат магния при необходимости в смеси с цитратом кальция и/или тартратом кальция.

8. Средство по п.1 или 2, содержащее в качестве микроэлементов железо, борную кислоту, бромид, йодид, литий, олово, марганец, цинк, никель, медь, ванадий, молибден и/или кобальт.

9. Средство по п.1 или 2, содержащее в качестве витаминов витамин В1, В2, В6, В12, амид никотиновой кислоты, пантенол и/или биотин.

10. Средство по п.1 или 2, содержащее на дозу для 1 л емкостной воды компоненты а)-е) в следующем количестве (в качестве единственного активного вещества или их комбинации):

a) 0,5-50 мг, предпочтительно 0,5-10 мг по меньшей мере одной легко- или труднорастворимой соли Al3+, Fe3+, TiO2+ или ZrO2+ органической карбоновой кислоты при необходимости в смеси с органической карбоновой кислотой,

b) 0,5-100 мг, предпочтительно 0,5-50 мг, особенно предпочтительно 1-20 мг по меньшей мере одного водорастворимого, свободного от азота биологически разрушаемого органического соединения, предпочтительно лимонной кислоты, сахарозы и/или винной кислоты,

c) 0,018-1,8 мМоль соли щелочного металла, предпочтительно 0,036-0,36 мМоль, или 0,009-0,9 мМоль соль щелочно-земельного металла, предпочтительно 0,018-0,18 мМоль, или соответственно смеси щелочной и щелочно-земельной солей,

d) 0,0018-0,36 мМоль магниевой соли, предпочтительно 0,018-0,18 мМоль,

e) 1-100 мкг железа, предпочтительно 2-20 мкг,

0,5-50 мкг борной кислоты, предпочтительно 0,5-10 мкг,

0,1-100 мкг бромида, предпочтительно 0,1-5 мкг,

0,01-100 мкг йодида, предпочтительно 0,1-10 мкг,

1-200 нг лития, предпочтительно 5-100 нг,

1-200 нг олова, предпочтительно 5-100 нг,

0,1-100 мкг марганца, предпочтительно 0,2-20 мкг,

0,1-100 мкг цинка, предпочтительно 0,1-10 мкг,

0,01-20 мкг никеля, предпочтительно 0,05-5 мкг,

0,01-20 мкг меди, предпочтительно 0,05-5 мкг,

1-500 нг ванадия, предпочтительно 5-100 нг,

1-500 нг молибдена, предпочтительно 5-100 нг,

0,1-50 нг кобальта, предпочтительно 0,5-20 нг,

0,1-100 мкг витамина В1, предпочтительно 0,1-50 мкг,

0,05-50 мкг витамина В2, предпочтительно 0,05-10 мкг,

0,01-30 мкг витамина В6, предпочтительно 0,05-10 мкг,

0,5-50 нг витамина В12, предпочтительно 0,1-10 нг,

0,1-50 мкг амида никотиновой кислоты, предпочтительно 0,1-20 мкг,

0,1-100 мкг пантенола, предпочтительно 0,1-10 мкг,

0,01-10 мкг биотина, предпочтительно 0,01-1 мкг.

 

Текст

Смотреть все

006817 Изобретение касается химически и микробиологически активных составов для удлинения интервалов между заменами воды в биологических питательных системах при применении экологически нейтральных, химически и микробиологически активных добавок для воды. В биологических питательных системах, например аквариумах, акватеррариумах и садовых прудах,при ежедневном кормлении содержащихся в них рыб и других водных животных происходят коммулятивные изменения важнейших химических параметров и, следовательно, постоянное ухудшение качества воды. Из этого вытекает соответствующее снижение качества жизни содержащихся рыб и других водных животных. Если исходная вода, например водопроводная вода, имеет достаточное качество, то можно таким образом противодействовать частой частичной или полной смене воды, обусловленной питательным ухудшением качества воды. Замена воды является сложной и неудобной процедурой как для аквариумиста, так и для содержащейся рыбы и других водных организмов, отчасти создавая значительную угрозу из-за нежелательного качества или состава свежей исходной воды, как, например, из-за содержания хлора или тяжелых металлов. Была бы желательна минимизация частоты и количества смены воды, если удается, как следует из данного изобретения, сдержать или исключить ухудшение качества воды. В частности, в работе с биологическими питательными системами приходят к следующим важнейшим параметрам, ухудшающим качество воды: повышение содержания фосфатов; повышение содержания нитратов; уменьшение карбонатной жесткости и величины рН до точки, где карбонатная жесткость полностью расходуется. В таком случае возникает острая опасность так называемого падения кислотности, т.е. падение рН заходит далеко в кислую область. В результате этого возрастает смертность рыб; потребление важнейших микроэлементов, которые необходимы для растительного и бактериального обмена веществ; потребление важнейших водорастворимых витаминов из группы В, которые имеют значение для общей экосистемы. При регулярной частичной смене воды типичные системные изменения можно не устранить, а только уменьшить и замедлить ухудшение качества воды. С другой стороны, регулярная частичная смена воды сохраняет в себе постоянные риски, которые, во-первых, ведут к повышенному стрессу рыб и других водных организмов и, во-вторых, служат причиной добавления свежей воды. При очень широком применении водопроводной воды из-за хлора, тяжелых металлов и отсутствия органических коллоидов возникает угроза того, что водопроводная вода приобретает некоторые агрессивные свойства в отношении слизистой оболочки. Следовательно, стремятся разработать средство или способ обработки воды, которые уменьшат,минимизируют или устранят описанные изменения параметров, определяющих качество воды, и вместе с тем позволят существенно сократить частоту частичной замены воды и соответственно заметно удлинить интервал между заменами воды. Вышеописанным частным проблемам можно частично противостоять путем широкоизвестных мероприятий. А) Повышение концентрации фосфатов происходит, главным образом, из-за постоянного внесения с пищей. Рост фосфатов на величину более 10-20 мг/л является вредным, так как из-за фосфатов наблюдается нежелательный рост водорослей. Известны следующие мероприятия для снижения содержания фосфатов. а) Cвязывание фосфатов на оксиде Al3+ и/или Fе 3+ (гидроксильные группы, содержащиеся в грануляте), которые вносятся в фильтрующую систему. Недостаток состоит в их ограниченной емкости. После их истощения грануляты необходимо заменять, что зачастую, в действительности, является слишком сложным. Если содержание фосфатов аквариумист измеряет нерегулярно, то он не знает об истощении материала, и концентрация РO43- в емкостной воде снова растет, т.е. успех обработки таким способом зачастую является недостаточным.b) Добавление растворимых неорганических солей Аl3+ и/или Fe3+ при регулярном применении также приводит к понижению концентрации РO4-3. Недостатками этого способа являются: высокая токсичность для рыб растворимых неорганических солей Аl3+ и Fe3+,обогащение воды анионами, такими как, например, хлориды или сульфаты,снижение карбонатной жесткости, содержания НСО 3- и СО 32- и уменьшение буферирующей способности,падение уровня рН и опасность снижения кислотности при КН=-0dH,помутнение воды и нежелательная флокуляция Аl(ОН)3 и Fе(ОН)3. В) Следующий пример названных нежелательных изменений состоит в повышении концентрации нитратов за счет постоянного внесения с кормом белка и других источников азота. Весь источник азота,происходящий из пищи, по большей части белок, окисляется микробиологически через аммиак и нитрит в нитрат. Постоянное повышение содержания нитратов представляет неестественную нагрузку емкост-1 006817 ной воды, которая нежелательна для аквариумиста. Часто содержание нитратов в исходной воде уже так велико, например 25-50 мг/л, что даже природная концентрация NО 3- менее 1 мг/л при смене воды никогда не достигается. Для понижения содержания нитратов известны следующие мероприятия.a) Понижение содержания нитратов с помощью анионитов, по большей части, в хлоридной форме. Недостаток при этом - это замена нитрат-иона на замещающий анион ионообменной смолы, по большей части хлор, и замена сульфат- и гидрокарбонат-ионов. Наряду с нежелательным падением карбонатной жесткости полностью изменяется состав воды.b) Денитрификация в анаэробной среде или анаэробном реакторе. При внесении практически нерастворимого, биологически разрушаемого, органического, не содержащего азот материала в форме гранул в фильтрующую систему при сильном питании О 2 создаются анаэробные области, в которых нитрат как источник азота превращается в N2. Недостатками этого являются небезопасное дозирование,небезопасное управление процессом и его сдерживание,ожидаемое восстановление сульфатов при низкой концентрации NО 3- до высокотоксичного сероводорода. С) Снижение карбонатной жесткости, обусловленное нитрификацией, образует дальнейший пример для названных нежелательных изменений воды. Окисление постоянно вводимого органического азота приводит через возможное окисление нитрифицирующими бактериями от аммиака к нитриту. При этом биологическом процессе возникает на 1 моль аммиака 1 моль H+ ионов. Освобожденные ионы H+ реагируют с имеющимся основанием, по большей части гидрокарбонатом, как создателем карбонатной жесткости, при протонировании и снижении карбонатной жесткости. Для компенсации потерь карбонатной жесткости (или потерь НСО 3-), а также и для повышения карбонатной жесткости известны следующие мероприятия.a) Добавка NаНСО 3 и/или Na2CO3 в виде порошка или в виде раствора. Способ функционирует надежно, но сохраняет следующие недостатки: в присутствии смеси NаНСО 3/Na2CO3 происходит быстрое повышение уровня рН в емкостной воде,которое ведет к значительному стрессу организмов,в водах с повышенным содержанием аммиака параллельно с ростом рН освобождается при известных обстоятельствах смертельное количество аммиака,растворимость NаНСО 3 в воде относительно низка, так что образование высокой концентрации жидкого продукта с удобным применением является невозможным.b) Добавка свежеприготовленных растворов, которые наряду с растворимым гидрокарбонатом кальция содержат еще много свободного СO2. Излишек СО 2 может привести к быстрому СО 2 повреждению организмов. Наряду с концентрацией НСО 3 повышается также концентрация Са 2+, что не всегда желательно. Кроме того, вызванные химически и биологически потери растворенного гидрокарбоната кальция могут приводить к нежелательным изменениям воды. При расходовании СО 2 и связанном с этим повышении уровня рН сдвигается равновесие известь/угольная кислота в направлении осаждения извести. Вредные потери растворимого Са(НСО 3)2 ведут соответственно к уменьшению концентрации кальция и концентрации НСО 3- (снижение карбонатной жесткости). Для компенсации потерь Са(НСО 3)2 или его повышения известны следующие мероприятия.a) Добавка растворов, которые наряду с Са(НСО 3)2 содержат большие количества свободного СО 2. Это мероприятие с его выраженными недостатками описано выше. Следующим недостатком является затруднительность способа, т.к. растворы Са(НСО 3)2 при растворении СаСО 3 и Са(ОН)2 должны с трудом получаться в воде, насыщенной СО 2. При добавке Mg(OH)2 или MgCO3Mg(OH)2 может также образовываться раствор, который дополнительно содержит Mg(HCO3)2.b) Добавка твердых смесей, которые содержат эквивалентные количества NaHCO3 и растворимых солей Са и Mg (по большей части хлоридов). При растворении этой смеси в емкостной воде вносятся ионы Са 22 Сl-+2Na2 НСО 3-. Вода, наряду с желательными (Са 22 НСО 3-), также содержит эквивалентные количества (NaCl) (или также Na2SO4), которые нежелательны. Недостаток этого способа состоит во внесении посторонних солей, например NaCl или Na2SO4. Наконец, потребление растворимого диоксида углерода также изменяет качество воды. Водоросли, водяные растения и аутотрофные микроорганизмы постоянно потребляют растворенный диоксид углерода. Наряду с повышением уровня рН возникает недостаток СO2, который отрицательно сказывается на химических и биологических процессах. Для компенсации недостатка CO2 известны следующие дополнительные мероприятия.a) Подача газа СO2 из баллона с СО 2. Проблематичным при этом методе является: тяжелое регулирование и контролирование дозировки,цена,риски, обусловленные безопасностью, которая связана с системой газа, работающего под давлением.b) Выработка СО 2 при анодном окислении графитового электрода. Система имеет следующие недостатки: плохое дозирование,пик СO2 за счет вторичного химического процесса на катоде, связанного с сильным удалением извести,возникновение гремучего газа,образование хлора в водах, богатых хлоридами.c) Образование СО 2 в отдельных реакторах брожения. Здесь также имеются серьезные, обусловленные системой недостатки, например сильная температурная зависимость ферментационных процессов (процессов брожения),тяжелое управление процессом,очень плохая возможность дозирования и поддержания постоянства дозирования. Различные описанные выше проблемы возникают, прежде всего, разнородно и по одному принципу не разрешимы. Неожиданно было обнаружено, что улучшение качества воды биологических питательных систем доступно при применении средства, при котором в питательные системы добавляют в качестве единственного средства или в любой комбинации следующие компоненты:a) для снижения концентрации фосфатов по меньшей мере одну легко- или труднорастворимую соль Al3+, Fe3+, TiO2+, ZrO2+ или Са 2+ органической карбоновой кислоты, при необходимости в смеси с органической карбоновой кислотой,b) для снижения концентрации нитратов или ограничения роста концентрации нитратов по меньшей мере одно водорастворимое, биологически разрушаемое органическое соединение, не содержащее азот,c) для повышения карбонатной жесткости или концентрации НСО 3- по меньшей мере одну растворимую соль щелочного или щелочно-земельного металла органической карбоновой кислоты,d) для повышения общей жесткости или концентрации гидрокарбонатов Са 2+ и Mg2+ смесь из по меньшей мере одной соли Са 2+ и Mg2+ органической карбоновой кислоты иe) для повышения концентрации СO2 по меньшей мере одно биологически разрушаемое соединение. Продукты, которые в форме добавки для воды стабильно уменьшают или решают в целом описанные проблемы без побочного действия в течение долгого времени, до сих пор не известны. Основная задача изобретения - получить добавку для воды, которая, в общем, обеспечивает снижение, минимизацию и устранение описанных изменений параметров воды, определяющих ее качество,значительное удлинение интервала между частичными заменами воды от существующих в настоящее время 1-4 недель, например, до 6 месяцев,предоставление любителям аквариума уверенности, простоты и привлекательности. В принципе, водная добавка при регулярном применении должна снижать, минимизировать или устранять следующие химические изменения: рост содержания фосфатов,рост содержания нитратов,потерю карбонатной жесткости и падение рН,падение кислотности,потребление незаменимых микроэлементов,потребление водорастворимых витаминов группы В. Предметом изобретения является, таким образом, состав для долговременно улучшения качества воды биологических питательных систем, отличающийся содержанием 1) по меньшей мере одной легко- или труднорастворимой соли Аl3+, Fe3+, TiO2+ или ZrO2+ органической карбоновой кислоты, при необходимости в смеси с органической карбоновой кислотой,2) по меньшей мере одного водорастворимого, не содержащего азот биологически разрушаемого соединения,3) по меньшей мере одной водорастворимой соли щелочного или щелочно-земельного металла органической карбоновой кислоты,4) по меньшей мере одной соли Mg2+ органической карбоновой кислоты, при необходимости в смеси по меньшей мере с одной солью Са 2+ органической карбоновой кислоты, а также 5) микроэлементов и витаминов, в особенности водорастворимых витаминов группы В. Неожиданно оказалось возможным соединить вышеназванные отдельные компоненты в единственную эффективную комбинацию для обширной химической/микробиологической очистки воды. Следующий состав в дополнение к необходимым компонентам для устранения описанных частных проблем может содержать еще и все необходимые микроэлементы и водорастворимые витамины, в особенности из группы В.-3 006817 Только применение единственного средства для обработки воды в форме комбинированного продукта является для аквариумистов очень удобным, простым и более надежным, чем различные средства для решения отдельной проблемы. Новый состав (в форме комбинированного препарата) для комплексного решения проблемы содержит следующие отдельные компоненты. А) Компоненты для предотвращения роста фосфатов или для понижения концентрации фосфатов. Эти функции выполняют легко- и труднорастворимые соли Al3+, Fe3+, ТiO2+ или ZrO2+ органической карбоновой кислоты, например их ацетаты, формиаты, тартраты, в особенности цитраты. Наряду с сильносвязывающими фосфаты ионами металлов Al3+, Fe3+, TiO2+ или ZrO2+ можно применять также кальциевые соли органических карбоновых кислот по похожему методу, однако, со значительным уменьшением возможности элиминирования фосфатов. Также с равным успехом применима смесь солей органических кислот с теми же органическими кислотами или другими органическими кислотами, например цитрат алюминия и лимонная кислота,цитрат железа (III) и лимонная кислота,цитрат железа (III) и винная кислота. Принцип представлен в дальнейшем для солей Аl3+ и Fе 3+, но соответственно пригоден также для солей ТiO2+ и ZrO2+. Если добавляют в емкостную воду соли Аl+3 и Fe+3 карбоновых кислот, то, прежде всего, не наблюдается помутнения и флокуляции. Только при аэробном биологическом разрушении в фильтрующих системах по при непосредственно не принимающем участие в образовании Аl(ОН)3 или Fе(ОН)3 согласно фосфат присоединяется вместе с гидроксидами. Выпавшие гидроксиды металлов с кофлокулированным фосфатом собираются в осадок на фильтре и при регулярной очистке фильтра удаляются. При регулярной добавке к емкостной воде органических солей металлов, например, в виде водного раствора рост фосфатов может полностью прекратится. В противоположность к выпадению фосфатов с неорганическими солями Al3+ или Fe3+ способ осаждения фосфатов согласно изобретению содержит основательные и неожиданные преимущества: не возникают муть и флокуляция в воде,процесс протекает вдали от биологически активной фильтрующей системы,органические соли металлов ведут себя токсикологически нейтрально, экологически нейтрально,нейтрально по отношению к карбонатной жесткости,не добавляется обогащение посторонними ионами,через аэробное разрушение анионов карбоновых кислот производится только лишь CO2, который оказывает положительное влияние на содержание CO2 или отчасти уравновешивает потребление СO2. Типичные концентрации, регулирующие содержание фосфатов для каждого металла: для цитрата железа примерно 0,0-0,2 мг/л,для цитрата алюминия примерно 0,0-0,5 мг/л,для цитрата кальция примерно 0,5-1,5 мг/л. Преимущественно применяется цитрат алюминия и/или цитрат железа. Концентрация для применения в емкостной воде составляет 0,5-50 мг/л, предпочтительно 0,5-10 мг/л при дозировании 1-3 раза в неделю. В) Компоненты для понижения или ограничения роста нитратов. Если в емкостную воду регулярно добавляют не содержащие азот органические разрушаемые субстанции, то также без наличия анаэробных реакторов замедляется рост концентрации нитратов или ограничивается концентрация нитратов и достигается такая концентрация нитратов, которая стабилизируется на среднем уровне. Без обработки воды добавкой согласно изобретению содержание нитратов повышается монотонно и далее неограниченно. Так как основа для предотвращения и торможения повышения содержания нитратов лежит в частичной денитрификации в анаэробных микрообластях фильтров, то параллельно приостанавливается и ограничивается для замедления или ограничения роста содержания нитратов также обусловленная нитрификацией потеря карбонатной жесткости (концентрации НСО 3-). В качестве снижающих содержание нитратов водорастворимых соединений могут, в принципе,применяться все биологически разрушаемые органические соединения, но предпочтительно алифатические соединения, такие, например, как спирты, например глицерин, сорбит, этанол; сахара, например-4 006817 пентозы, гексозы или сахарозы; или карбоновые кислоты, например уксусная, лимонная, молочная или винная кислоты. Очень пригодны также комбинации, смотря по обстоятельствам, равных весовых частей лимонной кислоты и сахарозы или уксусной кислоты и сахарозы. Предпочтительно применять уксусную, винную, лимонную кислоты, глицерин, глюкозу, сахарозу,причем особенно хорошо оправдывает себя комбинация лимонной кислоты, винной кислоты и сахарозы. Концентрации для применения в емкостной воде составляют для лимонной кислоты 0,5-100 мг/л,предпочтительно 1-20 мг/л, для сахарозы 0,5-50 мг/л, предпочтительно 1-20 мг/л, и для винной кислоты 0,5-50 мг/л, предпочтительно 1-20 мг/л, при дозировании 1-3 раза в неделю. Параллельно со стабилизацией нитратов достигается также стабилизация карбонатной жесткости до минимальной величины, при которой дальнейшая карбонатная жесткость не снижается. Добавляемые соединения полностью разлагаются до воды и углекислого газа. Образующийся CO2 потребляется растениями, водорослями и нитрифицирующими бактериями как источник углерода. При введении аэрирования можно по мере необходимости уменьшать концентрацию CO2. С) Компоненты для компенсации потерь карбонатной жесткости или гидрокарбоната. В решении согласно изобретению пользуются следующими микробиологическими/химическими принципами при применении солей Na+, Са 2+, Mg2+ и Sr2+ алифатических карбоновых кислот, например уксусной, молочной, лимонной, винной, муравьиной, пропионовой, яблочной и подобных кислот. Карбоновые кислоты, например уксусная, при микробиологической деструкции превращаются только лишь в H2O и CO2 Напротив, если соли карбоновых кислот подвергаются микробиологической деструкции, то наряду с СО 2 образуется гидрокарбонат в количестве, равном количеству внесенных отрицательных зарядов анионов При внесении солей карбоновых кислот в емкостную воду после биологического разрушения образуется гидрокарбонат. Это может не очень сенсационно выглядеть на примере для гидрокарбоната натрия из органической натриевой соли, например ацетата натрия, цитрата натрия, так как NaHCO3 сам легкодоступен. Но даже здесь самое большое преимущество для жидких составов, по большей части, по сравнению с NаНСО 3,заключается в очень большой растворимости, например, ацетата натрия, высокой концентрации продукта и запасе продукта. Дальнейшее преимущество применения органической натриевой соли вместо NaHCO3 или Nа 2 СО 3 состоит в применении нейтрального рН: натриевые соли органической карбоновой кислоты рН нейтральны, что делает возможным регулирование излишка(ов) карбоновых(ой) кислот(ы) и даже кислотности в продукте. Это, естественно, невозможно с NаНСО 3 или Nа 2 СО 3; при биологической деструкции возникает (кроме формиатов) всегда еще CO2, который также препятствует повышению рН. Преимущества решения проблемы согласно изобретению еще лучше видны, если рассматривать внесение гидрокарбонатов щелочно-земельных Са 2+, Mg2+ и Sr2+, которые известны как субстанции, не находящиеся в употреблении. При добавке растворимых солей Са 2+, Mg2+ и Sr2+ органических карбоновых кислот можно без проблем получить в емкостной воде желаемую концентрацию гидрокарбоната. Например (aцетаты) Дозирование ориентируется на желаемое регулирование или повышение карбонатной жесткости или концентрации НСО 3-. 1 мМоль/л натриевой соли органической карбоновой кислоты повышает карбонатную жесткость на 2,8dH, 1 мМоль/л солей Са 2+, Mg2+, Sr2+ органической карбоновой кислоты повышает карбонатную жесткость на 5,6dH. В качестве карбоновых кислот используются:a) для Nа+-солей практически все алифатические карбоновые кислоты, в особенности уксусная, молочная, лимонная,винная и подобные кислоты,b) для Mg2+-солей практически все алифатические карбоновые кислоты, в особенности уксусная, молочная, лимонная,винная и подобные кислоты,c) для Са 2+-солей все алифатические карбоновые кислоты, которые образуют водорастворимые кальциевые соли, в особенности муравьиная, уксусная, пропионовая, молочная, яблочная и подобные кислоты,-5 006817d) для Sr2+-солей все алифатические карбоновые кислоты, которые образуют водорастворимые стронциевые соли, в особенности муравьиная, уксусная, пропионовая, молочная, яблочная и подобные кислоты. Предпочтительно применять соли Na+ и Mg2+ лимонной и винной кислот. От кальциевой соли можно отказаться на основании высокого содержания Са 2+ в исходной воде, но примешивание, в общем, возможно, если применяются кислоты, которые образуют растворимые кальциевые соли. При целесообразном внесении 1-3 раза в неделю в емкостную воду карбонатная жесткость составляет 0,05-5dH, предпочтительно 0,1-1,0dH. Это достигается при соответствующей добавке 0,018-1,8 мМоль/л соли щелочного металла, предпочтительно 0,036-0,36 мМоль/л, или 0,009-0,9 мМоль соли щелочноземельного металла, предпочтительно 0,018-0,18 мМоль/л, или, соответственно, смеси солей щелочного и щелочно-земельного металла.D) Компоненты для повышения общей жесткости. При подаче Mg2+-солей (и Са 2+-солей) органических карбоновых кислот для повышения карбонатной жесткости, как описано в С), автоматически также повышается общая жесткость. Преимущества: очень простое и безопасное определенное регулирование и повышение общей жесткости,беспроблемное изготовление и применение приготовленного продукта, в особенности жидких растворов,не вводятся нежелательные посторонние ионы,легкое регулирование всех желательных соотношений Mg:Ca от :1 до 1:,создаются только контролируемые количества СO2, который служит источником углеродного питания для растений, водорослей и аутотрофных микроорганизмов,наряду с описанными здесь образованными из органических солей, гидрокарбонатами Mg2+ и Са 2+ можно добавлять другие неорганические соли Mg2+ и Са 2+, например хлориды или сульфаты в комбинации, так чтобы можно было реализовать каждый возможный или требующийся химический состав общей жесткости. Предпочтительно применение солей Mg+2 (по потребности также солей Са+2) лимонной и винной кислот. Вносимая целесообразно 1-3 раза в неделю в емкостную воду общая жесткость, в виде жесткости,обусловленной магнием, составляет 0,01-2dH, предпочтительно 0,01-1,0dH. Это соответствует 0,00180,36 мМоль/л, предпочтительно 0,018-0,18 мМоль/л соли магния. Е) Компоненты для повышении концентрации СO2. При определении вышеупомянутых компонентов A)-D) уже описывалось, что при биологической деструкции органических соединений в питательных системах образуется СО 2. Это может привести к созданию внутренней микробиологической выработки СО 2. Постоянная и обогащающая, но не разрушающая организмы выработка СO2 для емкостной воды выполняет различные важные функции: внесение углерода для питания растительных организмов,снабжение углеродом аутотрофных микроорганизмов, в особенности нитрификантов,предотвращение роста рН, вызванного расходованием СО 2,регулирование определяемой величины рН за счет регулирования равновесия кислота-основание(НСО 3-/СO2),вмешательство в равновесие известь/СО 2 и предотвращение химического и биологического выпадения извести. Оказалось, что концентрация CO2 лежит в оптимальной области между 1-25 мг/л, предпочтительно 5-15 мг/л. Потенциальная поражающая концентрация CO2 для рыб и других водных организмов здесь еще не достигается. Так как СO2 в питательных системах постоянно потребляется и происходят потери в атмосферу, нужно дозировать СО 2 в емкостную воду в правильном количестве. Это можно легко достичь за счет 1-3-разового дозирования в неделю, проводя дозирование биологически деструктируемых органических соединений, например алифатических органических карбоновых кислот, спиртов и cахаров. Особенно пригодны следующие соединения:a) карбоновые кислоты: муравьиная кислота, щавелевая кислота, уксусная кислота, молочная кислота, лимонная кислота, яблочная кислота, винная кислота,b) спирты: этанол, глицерин, сорбит,c) сахара: пентозы, гексозы, сахароза. Если добавляют только карбоновые кислоты, то в химической реакции из запаса гидрокарбоната тотчас образуется эквивалентное количество свободного CO2 При заключительной биологической деструкции аниона карбоновой кислоты медленно (в пределах менее часа до 24 ч) снова образуется расходуемый гидрокарбонат и далее образуется СO2 Карбоновая кислота производит соответственно CO2 в последовательном процессе:a) в быстрой реакции при протонировании НСО 3-,b) в реакции, продолжающейся от менее 1 до 24 ч при окислительном биологическом разрушении. Добавленные спирты и сахара в питательную систему деструктируют исключительно при относительно медленной микробиологической реакции до Н 2O и СО 2.-6 006817 При выборе комбинаций различных источников углерода с различной скоростью освобождения СО 2 можно достичь очень равномерного внесения СО 2, например при комбинировании лимонной кислоты и сахарозы или уксусной кислоты и сахарозы. Концентрация максимально образующегося СО 2 в емкостной воде (после полной деструкции органической добавки) составляет 1-100 мг/л, предпочтительно 5-50 мг/л, при дозировании от 1 до 3 раз в неделю. При биологическом потреблении растительными организмами и аутотрофными бактериями, а также при постоянной слабой аэрации производимая максимальная концентрация СO2 быстро выравнивается.F) Компоненты для повышения концентрации или компенсации постоянных потерь необходимых микроэлементов. В следующей табл. 1 приведены общие и предпочтительные области концентраций добавляемых микроэлементов. Для того чтобы избежать аккумулирования не разрушенных комплексообразователей, добавляются все металлические комплексообразующие микроэлементы емкостной воды в форме цитратов, тартратов и т.п. Таблица 1 Микроэлементы дозируются в емкостную воду в составе комбинированного средства согласно изобретению от 1 до 3 раз в неделю.G) Компоненты для повышения концентрации или компенсации постоянного расхода водорастворимых витаминов из группы В. В следующей табл. 2 представлены общие и предпочтительные области концентраций в емкостной воде водорастворимых витаминов группы В. Таблица 2-7 006817 Витамины дозируются в эффективной комбинации от 1 до 3 раз в неделю. Следующий приводимый пример должен сделать изобретение более наглядным. Пример. В полностью оборудованный аквариум с теплой водой, с растениями, с системой фильтрации, слабой аэрацией (содержит 70 л, заполнен 10-20 тропическими рыбами средней величины) 1 раз в неделю добавляются вышеописанные компоненты для увеличения интервала смены воды в форме комбинированного средства. При дозировании 1 мл раствора состава на 4 л аквариумной воды достигаются приводимые в следующей табл. 3 эффективные концентрации. Таблица 3 Аквариум содержался 6 месяцев без смены воды. Испарившаяся вода дополнялась деминерализированной водой, чтобы справиться с потерей КН (карбонатная жесткость), с падением рН в случае ухудшенной ситуации. Во время общего экспериментального периода работы контролировались следующие параметры. 1. Концентрация фосфатов. В общем экспериментальном периоде работы концентрация фосфатов остается ниже 0,1-0,2 мг/л. 2. Концентрация нитратов. Даже при очень незначительном недельном введении нитратпонижающих компонентов (лимонная кислота, сахароза, винная кислота) содержание нитратов поднимается до примерно 100-140 мг/л и остается затем постоянным. При удваивании нитратпонижающих компонентов содержание максимума нитратов было бы 50-70 мг/л и при однократном дозировании этого количества каждые 2 дня содержание нитратов не превысило бы достойным упоминания образом исходную концентрацию около 15-20 мг/л. 3. Содержание карбонатной жесткости, величина рН. Еженедельное достижение величины карбонатной жесткости (в итоге 0,4dH) было достигнуто компенсацией потерь КН. Падению кислотности смогли надежно воспрепятствовать, величина рН стабилизировалась в области рН 7,3-8,0. 4. Введение CO2.-8 006817 Еженедельное дозирование разрушаемых органических соединений (лимонная кислота, винная кислота, сахароза, цитрат железа, цитрат натрия, цитрат магния) обеспечило высвобождение достаточного количества СO2, чтобы возместить еженедельную аквариумную потребность в СО 2. Концентрация СO2 остается при этом между 2,5-20 мг/л СO2. 5. Дополнение микроэлементов. Еженедельное дозирование микроэлементов (от железа до кобальта), приведенных в табл. 1, компенсировало систематические потери при потреблении микроэлементов или их устранении, приводило к очень хорошему росту растений и состоянию рыб. Потери рыб равнялись нулю. 6. Дополнение водорастворимыми витаминами. Приведенные в табл. 2 В-витамины (от В 1 до биотина) добавлялись в аквариумную воду еженедельно в приводимых используемых концентрациях. 7. Общая биологическая оценка тестируемого аквариума после 7 месяцев без смены воды. Показано, что в сравнении с необработанным контрольным аквариумом добавка 1 раз в неделю состава согласно изобретению в обрабатываемый аквариум привела к низкой смертности рыб (за все время эксперимента не было ни одного случая гибели рыбы),к выраженному улучшению роста и вида водных растений,к незначительному росту водорослей. Статус аквариума был таким благоприятным, что казалось возможным продолжить далее увеличение периода между заменами воды, например до 9-12 месяцев. Состав, приготовление, формы внесения комбинированного продукта или препарата согласно изобретению. Точный состав комбинированного продукта или препарата определяют исходя из концентраций активных веществ, вводимых в емкостную воду (например, приводимые в табл. 3 концентрации для еженедельного дозирования и производные из них сырьевые вещества или активные вещества предварительной ступени),подлежащего обогащению или стабилизации количества воды (например, 1 пачка на 100-1000 л аквариумной воды),частоты дозирования, например ежедневно,каждые 2 дня,2 раза в неделю предпочтительно. Комбинированное средство согласно изобретению может изготавливаться в форме концентратов,жидких растворов или твердых составов, как, например, порошки, грануляты, экструдаты, таблетки, бисер и капсулы. Наряду с чистой биологически активной добавкой или предварительно изготовленным биологически активным веществом составы могут далее содержать соответствующие по уровню техники компоненты, например консервирующее средство, сгуститель, 1 раз в неделю-1 раз в 2 недели стабилизатор суспензии для жидких составов, красящие вещества, технологические вспомогательные средства для гранулирования, таблетирования или экструдирования, улучшители текучести для порошков. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Средство для обработки воды для улучшения на длительное время качества воды биологических питательных систем с использованием микробиологической активности воды и фильтрующих систем,характеризующееся содержанием следующих компонентов а)-е) в качестве единственного активного вещества или их комбинации:a) по меньшей мере одной легко- или труднорастворимой соли Al3+, Fe3+, ТiO2+ или ZrO2+ органической карбоновой кислоты при необходимости в смеси с органической карбоновой кислотой,b) по меньшей мере одного водорастворимого, свободного от азота биологически разрушаемого органического соединения,c) по меньшей мере одной растворимой соли щелочного или щелочно-земельного металла органической карбоновой кислоты,d) по меньшей мере одной соли Mg2+ и/или Са 2+ органической карбоновой кислоты, иe) микроэлементов и витаминов, в особенности водорастворимых витаминов группы В, при условии, что компонент е) не является единственной активной составной частью средства. 2. Средство по п.1, содержащее следующие компоненты а)-е) в качестве единственного активного вещества или их комбинацию:a) ацетат, формиат, тартрат и/или в особенности цитрат Аl3+, Fе 3+, ТiO2+ и/или ZrO2+,b) по меньшей мере одну карбоновую кислоту, спирт и/или сахар,c) щелочную или щелочно-земельную соль лимонной, уксусной, молочной, винной, муравьиной или яблочной кислоты,d) соль Са 2+ или Мg2+ или смесь солей Ca2+ или Мg2+ органической карбоновой кислоты,e) микроэлементы и витамины, в особенности водорастворимые витамины группы В.-9 006817 3. Средство по п.1 или 2, содержащее в качестве компонента а) цитрат алюминия и/или цитрат железа. 4. Средство по п.1 или 2, содержащее в качестве компонента b) уксусную, лимонную, винную или молочную кислоты, глицерин, сорбит или этанол или пентозу, гексозу или сахаразу. 5. Средство по п.4, содержащее в качестве компонента b) комбинацию из лимонной кислоты, винной кислоты и сахарозы. 6. Средство по п.1 или 2, содержащее в качестве компонента с) натриевую или магниевую соль лимонной и/или винной кислоты. 7. Средство по п.1 или 2, содержащее в качестве компонента d) цитрат магния и/или тартрат магния при необходимости в смеси с цитратом кальция и/или тартратом кальция. 8. Средство по п.1 или 2, содержащее в качестве микроэлементов железо, борную кислоту, бромид,йодид, литий, олово, марганец, цинк, никель, медь, ванадий, молибден и/или кобальт. 9. Средство по п.1 или 2, содержащее в качестве витаминов витамин В 1, В 2, В 6, В 12, амид никотиновой кислоты, пантенол и/или биотин. 10. Средство по п.1 или 2, содержащее на дозу для 1 л емкостной воды компоненты а)-е) в следующем количестве (в качестве единственного активного вещества или их комбинации):a) 0,5-50 мг, предпочтительно 0,5-10 мг по меньшей мере одной легко- или труднорастворимой солиAl3+, Fe3+, TiO2+ или ZrO2+ органической карбоновой кислоты при необходимости в смеси с органической карбоновой кислотой,b) 0,5-100 мг, предпочтительно 0,5-50 мг, особенно предпочтительно 1-20 мг по меньшей мере одного водорастворимого, свободного от азота биологически разрушаемого органического соединения,предпочтительно лимонной кислоты, сахарозы и/или винной кислоты,c) 0,018-1,8 мМоль соли щелочного металла, предпочтительно 0,036-0,36 мМоль, или 0,009-0,9 мМоль соль щелочно-земельного металла, предпочтительно 0,018-0,18 мМоль, или соответственно смеси щелочной и щелочно-земельной солей,d) 0,0018-0,36 мМоль магниевой соли, предпочтительно 0,018-0,18 мМоль,e) 1-100 мкг железа, предпочтительно 2-20 мкг,0,5-50 мкг борной кислоты, предпочтительно 0,5-10 мкг,0,1-100 мкг бромида, предпочтительно 0,1-5 мкг,0,01-100 мкг йодида, предпочтительно 0,1-10 мкг,1-200 нг лития, предпочтительно 5-100 нг,1-200 нг олова, предпочтительно 5-100 нг,0,1-100 мкг марганца, предпочтительно 0,2-20 мкг,0,1-100 мкг цинка, предпочтительно 0,1-10 мкг,0,01-20 мкг никеля, предпочтительно 0,05-5 мкг,0,01-20 мкг меди, предпочтительно 0,05-5 мкг,1-500 нг ванадия, предпочтительно 5-100 нг,1-500 нг молибдена, предпочтительно 5-100 нг,0,1-50 нг кобальта, предпочтительно 0,5-20 нг,0,1-100 мкг витамина В 1, предпочтительно 0,1-50 мкг,0,05-50 мкг витамина В 2, предпочтительно 0,05-10 мкг,0,01-30 мкг витамина В 6, предпочтительно 0,05-10 мкг,0,5-50 нг витамина В 12, предпочтительно 0,1-10 нг,0,1-50 мкг амида никотиновой кислоты, предпочтительно 0,1-20 мкг,0,1-100 мкг пантенола, предпочтительно 0,1-10 мкг,0,01-10 мкг биотина, предпочтительно 0,01-1 мкг.

МПК / Метки

МПК: C02F 1/54, C02F 1/68, A01K 63/04, C02F 1/52

Метки: питательных, удлинения, средство, смены, системах, обработки, интервала, воды

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/11-6817-sredstvo-dlya-obrabotki-vody-dlya-udlineniya-intervala-smeny-vody-v-pitatelnyh-sistemah.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Средство для обработки воды для удлинения интервала смены воды в питательных системах</a>

Похожие патенты