CH482392A - Procédé pour entretenir la vie d'organismes marins et installation pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Description

  



  Procédé pour entretenir la vie d'organismes marins
 et installation pour sa mise en ceuvre
 La présente invention a pour objets un procédé pour entretenir la vie d'organismes marins et une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé.



   Les aquariums, pour entretenir et exposer des formes variées de vie marine, conservent avec succès ces animaux mais on s'est heurté à certains problèmes, particulièrement dans la conservation des formes les plus délicates de la vie marine, comme les invertébrés. Pour qu'un système de culture réussisse, un des facteurs les plus importants est la difficulté de remplacer   l'eau    de mer quand elle n'est plus capable d'entretenir la vie des animaux marins délicat.



   Ce qu'on sait à ce sujet montre que l'appauvrissement de la réserve alcaline dans un système d'aquarium marin est le facteur le plus important limitant l'entretien des poissons et des invertébrés et que l'ammoniaque est extrêmement toxique pour ces formes de vie marine, les valeurs de seuil pour la toxicité aiguë par   l'ammonia-    que allant de quelques parties par million à moins d'une partie par million. En outre il existe de nombreuses indications que le poisson souffre d'atteintes comme l'inhibition du développement et une asphyxie partielle en peu de temps à des concentrations très inférieures aux concentrations létales.

   Le problème du réglage de l'ammoniaque est très délicat parce que l'ammoniaque se produit de manière continue dans le système grâce aux excrétions des animaux d'aquarium et la dégradation des substances organiques dans le milieu de culture en cours d'utilisation.



   Antérieurement on pensait que les aquariums marins reproduisaient le rôle de la mer elle-même mais il existe des distinctions importantes entre les aquariums marins et la mer, telles que les suivantes.



   1. La réserve alcaline et le pH du milieu de culture diminuent l'un et l'autre ;
 2. II se forme en abondance des composes azotés à partir de l'ammoniaque qui doit être oxydée sous la forme nitrate ;
 3. Il y a accumulation de nitrate mais avec tendance à une valeur d'équilibre par suite de la dénitrification ;
   4.    Il y a une énorme augmentation du nombre de bactéries mais une grande diminution des espèces ;
 5. La teneur totale en matière organique de   l'eau    augmente :
 6. La teneur en magnésium diminue cependant que les teneurs en potassium, en calcium, en phosphate et en sulfate augmentent.



   En raison de ces distinctions importantes, on ne cherche pas à reproduire nécessairement de manière exacte le rôle de la mer mais on tente plutôt d'assurer le meilleur milieu possible pour la survivance de la vie marine.



  Pour parvenir à ce but un des problèmes principaux auxquels on se heurte est l'appauvrissement de la réserve alcaline du milieu de culture par l'action acidifiante de a respiration de la vie marine introduite dans le système et la minéralisation des matières organiques non vivantes qui sont des processus oxydants ou formant des acides.



  Ainsi le but de l'invention est de fournir un procédé selon lequel la réserve alcaline et la teneur en azote peuvent être réglées de manière efficace.



   Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on fait circuler un milieu de culture dans un réservoir comprenant un organe de filtration biochimique formé d'une matière calcaire en particules de manière que le milieu réagisse chimiquement avec cette matière en rétablissant ainsi sa réserve alcaline à une vitesse suffisante pour maintenir son pH à un minimum de 8,0 et on aère ce milieu au point d'introduction dans le réservoir.



   Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, des mises en oeuvre du procédé selon l'invention.



   La fig. I est une représentation en perspective d'une installation pour une première mise en oeuvre. 



   La fig. 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de   lsl fig. 1.   



   La fig. 3 est une vue partiellement arrachée d'un détail représenté à la fig. 2.



   Les fig. 4 et 5 sont des vues en perspective illustrant une seconde mise en oeuvre.



   Se reportant aux fig.   1    à 3, l'installation 1 comprend une enceinte 2 sur laquelle est disposé un réservoir 3 dans lequel on   entretient    la vie des organismes marins.



  Pour faciliter le mouvement elle est montée sur des roues   4.    Une porte 5 permet l'accès à l'intérieur de   l'en-    ceinte dans laquelle se trouve un dispositif de   réfrigé-    ration 6.



   Le réservoir comprend un milieu de culture 7 et un bloc de filtration mécanique 8, par exemple de mousse de polyuréthane, à travers lequel le milieu de culture circule de manière à enlever les particules de matière organique dont la teneur en azote pourrait contribuer à former de l'ammoniaque. Le milieu de culture passe du réservoir 3 par une série d'ouvertures 9 ménagées au fond dans une chambre   10    qui se trouve à une extrémité de 1'enceinte. L'intérieur de la chambre est de préférence enduit d'une matière plastique ou d'une peinture pour en assurer l'étanchéité à   l'eau,    exempte de toxicité pour la vie des organismes marins ; des serpentins de refroidissement I1 et un filtre biochimique 12 sont disposés dans la chambre.

   Le milieu passe dans les serpentins qui sont de préférence en matière plastique pour éviter le   déve-      loppement    de conditions toxiques dans le milieu, ce qui permet de régler la température dans le filtre biochimique duquel il est soutiré par le tuyau 13, lequel est disposé sous 1'enceinte pour faciliter un enlèvement plus efficace du filtre, le milieu passant dans des pompes 14 et circulant dans un tuyau 15 pour revenir dans le   réser-    voir. Un chauffage électrique peut être associé au filtre pour augmenter la température du milieu si nécessaire bien que généralement, pour la plupart des animaux, ce soit un refroidissement plutôt qu'un chauffage qui soit nécessaire.



   Le filtre biochimique   12    comprend une matière calcaire en particules supportées au voisinage du fond de la chambre par une plaque ondulée perforée 16 disposée sur plusieurs barreaux en croix 17, Les perforations de la plaque 16 sont ménagées sur la surface inférieure des ondulations et sont transversales à celles-ci pour éviter un espace mort dans le filtre et permettre un égouttage complet à travers la plaque. Le filtre et les serpentins de refroidissement sont également associés à un thermostat 18 pour faciliter le réglage de la température.



   Après avoir retiré le milieu par le filtre biochimique on le renvoie dans le réservoir par un distributeur glissant   19    présentant un certain nombre d'ouvertures 20 pour asperger et aérer le milieu de culture quand on le réintroduit pour faciliter l'enlèvement de l'anhydride carbonique par échange de gaz avec le milieu. Le distributeur est coulissant verticalement de manière que le débit du milieu et l'aération puissent être réglés en le montant ou descendant. On pourrait utiliser d'autres moyens   d'aé-    ration comme un tuyau en forme de T avec plusieurs ouvertures, un pulvérisateur, un courant de bulles, une pierre poreuse, etc.



   Les fig. 4 et 5 illustrent une autre mise en oeuvre du procédé. Une enceinte 25 contient un réservoir 26 dans lequel on entretint la vie d'organismes marins. Le réservoir est séparé par une cloison 27 d'un compartiment dans lequel est disposé l'appareil de réfrigération   28.    Le filtre biochimique 29 est contigu au fond du réservoir 26 et maintenu dans cette position par une plaque ondulée perforée 30 supportée par les serpentins de refroidissement 31. Ainsi le milieu de culture circule en descente à travers le filtre biochimique et la plaque perforée et au-delà des serpentins de refroidissement puis est enlevé du réservoir par le tuyau 32. La pompe 33 assure ensuite le retour dans le réservoir par le tuyau 34.



  On utilise un thermostat 35 pour faciliter le réglage de la température ainsi qu'un dispositif d'aération du milieu au point d'introduction dans le réservoir.



   Le filtre biochimique utilisé comprend une matière calcaire en particules telle que du corail concassé, des coquilles d'huîtres pilées ou des fragments de calcaires naturels comme le marbre, la pierre calcaire, la dolomite, le calcaire dolomitique, etc. On a obtenu des résultats spécialement bons dans l'entretien des diverses formes de vie marine quand la matière calcaire est riche en magnésium comme un corail concassé ou les autres matières énumérées ci-dessus qui contiennent assez de ma  gnésium    pour augmenter la solubilité dans   l'eau    de la matière calcaire au pH et à la température envisagés. En général, cette teneur en magnésium, par exemple en carbonate de magnésium, doit être d'environ au moins   4'0/    () en poids bien qu'elle puisse varier selon la matière en cause.



   La dimension des particules de la matière calcaire peut varier selon le débit du milieu de culture dans le filtre et la surface spécifique efficace totale du filtre   né-    cessaire pour régler la réserve alcaline du milieu mais il est préférable que la dimension des particules soit au minimum d'environ   2    mm et normalement entre 2 et 5 mm. On donne la préférence à titre de matière calcaire au corail concassé parce qu'il est de nature   extrê-    mement poreuse et fournit ainsi une surface spécifique pour les réactions biologiques et chimiques désirées très supérieure à ce que la dimension des particules de la matière pouvait faire supposer.



   Au cours du fonctionnement normal de l'aquarium, la matière calcaire est le siège d'une réaction chimique avec le milieu qui produit des ions bicarbonate et sert ainsi de tampon en même temps que l'alcalinité du milieu augmente. C'est de cette manière que la ma  tière    calcaire agit en tant que filtre chimique et régit la réserve alcaline du milieu de culture.



   En raison de sa porosité et de sa surface spécifique la matière calcaire fonctionne également comme filtre biologique dans le système en fournissant des points d'attache aux bactéries qui se développent en nitrifiant l'azote qui apparaît dans le milieu de culture sous forme d'ammoniaque en nitrate, forme relativement inoffensive à la vie des organismes marins. Pour entretenir cette vie avec succès il est essentiel que l'azote qui apparaît initialement sous forme d'ammoniaque soit oxydé en nitrite, puis en nitrate par les bactéries en un temps relativement court ; ainsi doit-on fournir aux bactéries une grande surface spécifique efficace pour qu'elles   s'y    développent et que cette surface soit au contact de la totalité de   l'eau    du milieu de culture.

   Pour entretenir de manière satisfaisante les formes les plus délicates de la vie marine il est souhaitable d'avoir une teneur en azote du milieu de culture sous forme de nitrate inférieure à 50 parts par million.



   Un autre facteur d'environnement qui influe sur le cycle de 1'azote est le pH du milieu de culture. Par exemple un pH faible inhibe l'oxydation de   l'ammonia-    que qui a une importance extrême pour obtenir des ré   sultats    satisfaisants. On a trouvé qu'on obtenait des   résul-    tats satisfaisants quand on maintenait le pH à un minimum d'environ 8,0, et mieux de 8,2 environ. De même la température du milieu de culture est importante. Dans la pratique la température doit être maintenue entre environ   1,      5fl    et 26,5  C. Cette température supérieure est sensiblement la température ambiante dans la plupart des installations de sorte que le réglage de la température est usuellement affaire de refroidissement.



   Dans le procédé décrit le milieu de culture circule dans le système de manière à permettre la mise en contact du milieu avec la matière filtrante calcaire pendant un temps suffisant pour régler l'alcalinité du milieu et favoriser le développement des bactéries nitrifiantes. Ce débit varie selon la dimension et la surface spécifique du filtre biochimique mais en général la circulation du milieu traversant le filtre se fait au minimum quatre fois par heure. De même, pour obtenir les résultats les meilleurs, le débit du milieu dans la matière filtrante calcaire doit être d'environ 0,8 I/dm2/mn.

   Le rapport du volume de milieu filtrant au poids des animaux entretenus doit être de préférence d'au moins 62 litres par kilogramme de poids vif et le rapport du volume du milieu de culture au poids d'animal vivant doit être d'environ 415 litres par kilogramme d'animal pour les animaux les plus délicats, un plus grand poids d'animaux étant tolérable pour les animaux moins délicats.



   Le filtre biochimique utilisé peut éventuellement comprendre certaines autres matières comme le charbon de bois utilisable comme adsorbant dans le filtre.



   Si on entretient une grande quantité d'organismes marins, on utilise le filtre illustré dans le dispositif des fig. I à   3,    qui enlève du milieu de culture les fragments de matière organique qui contribueraient par leur teneur en azote à la formation d'ammoniaque. Le filtre est un simple bloc de mousse mais on peut utiliser à cette fin d'autres moyens similaires. De même on peut utiliser périodiquement pour enlever ces particules organiques et clarifier   l'eau    un filtre à terre de diatomées.



   Dans le cas de problèmes spéciaux de culture on peut apporter d'autres modifications au système comme des plateaux latéraux suspendus dans le réservoir pour former de nombreux petits compartiments de manière à isoler des organismes cultivés. On peut également disposer un substratum de boue, d'argile, de sable, de gravier, etc., sur un fin tissu de nylon placé sur une plaque support perforée disposée dans le corps principal du réservoir en vue de la culture des organismes vivants en profondeur.

Claims (1)

1. REVENDICATION I Procédé pour entretenir la vie d'organismes marins, caractérisé en ce qu'on fait circuler un milieu de culture dans un réservoir comprenant un organe de filtration biochimique formé d'une matière calcaire en particules de manière que le milieu réagisse chimiquement avec cette matière en rétablissant ainsi sa réserve alcaline à une vitesse suffisante pour maintenir son pH à un mini mum de 8,0, et on aère ce milieu au point d'introduction dans le réservoir.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on soumet le milieu de culture à une filtration mécanique pour en enlever les particules azotées avant remise en circulation dans le filtre biochimique.

   2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on refroidit le milieu de culture après la filtration mécanique et avant la circulation dans le filtre biochimique.

   3. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que le débit du milieu de culture dans le filtre biochimique est de 0,8 I/dm2/mn.

   4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la circulation du milieu de culture dans le filtre se fait au minimum quatre fois par heure.

   5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport du volume du milieu de culture au poids des animaux est maintenu à au moins 62 1/kg de poids vif.

   6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière particulaire est riche en magnésium et constituée par du corail concassé.

   7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en magnésium de la matière particulaire est d'au moins 4 /n en poids.

   REVENDICATION II Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisée en ce qu'elle comprend une enceinte, un réservoir disposé sur l'enceinte dans lequel ces organismes marins vivants doivent être conservés, un dispositif de réglage de la température du milieu de culture contenu dans le réservoir, un filtre biochimique comprenant une matière calcaire en particules disposée dans le réservoir à travers laquelle le milieu de culture circule, une pompe de circulation du milieu de culture et un dispositif d'aération de ce milieu au point d'introduction dans le réservoir.

   SOUS-REVENDICATIONS 8. Installation selon la revendication II, caractérisée en ce qu'elle comprend un filtre mécanique dans le réservoir par lequel circule le milieu de culture avant d'entrer dans le filtre biochimique.

   9. Installation selon la sous-revendication 8, carac térisée en ce que le filtre mécanique est un bloc de matière en mousse.

   10. Installation selon la sous-revendication 8, carac térisée en ce que le filtre biochimique est disposé au fond du réservoir.

   11. Installation selon la revendication II, caractérisée en ce qu'elle comprend une plaque perforée disposée au fond du réservoir sur laquelle la matière calcaire est placée.

   12. Installation selon la revendication II, caractérisée en ce que la matière calcaire est en particules d'une dimension d'au moins 2 mm.

   13. Installation selon la revendication II, caractérisée en ce que la matière en particules est riche en magnésium et constituée de corail concassé.

   14. Installation selon la sous-revendication 13, carac térisée en ce que la teneur en magnésium de la matière en particules est d'au moins zoo en poids environ.

   15. Installation selon la revendication II, caractérisée en ce qu'elle comprend une chambre contiguë à une extrémité du réservoir contenant le filtre biochimique.

   16. Installation selon la revendication II, caractérisée en ce qu'elle comprend une plaque ondulée perforée portant la matière calcaire en particules et dont les perforations sont faites sur la surface inférieure.

   17. Installation selon la sous-revendication 16, carac térisée en ce que les perforations sont transversales aux ondulations.