CZ2002909A3 - Způsob zlepšení kvality vody nádržových systémů - Google Patents

Description

Oblast techniky

Řešení se týká jednotlivých způsobů zlepšování kvality vody popř. korekce a nastavení důležitých chemických parametrů vody biologických nádržových systémů za použití ekologicky neutrálních, chemicky a mikrobiologicky účinkujících přísad vody, kombinace vícero způsobů ke zlepšení kvality vody v biologických nádržích jakož i při tom použitelných jednonebo vícesložkových produktů.

Dosavadní stav techniky

V biologických nádržích, např. akváriích, akvateráriích a zahradních rybnících, dochází denním krmením zde se zdržujících ryb a jiných vodních živočichů ke kumulujícím se změnám důležitých chemických parametrů vody.a tím ke stálému zhoršování kvality vody. Z toho se odvozuje příslušně redukovaná kvalita života zde se zdržujících ryb a jiných vodních živočichů.

Když má neupravená voda, např. vodovodní voda, dostatečnou kvalitu, tak se dá častou částečnou nebo úplnou výměnnou vody zhoršení kvality vody. akvaristy zdlouhavá a nádrží podmíněné působit proti Procedura výměny vody je pro nepohodlná, pro obsažené ryby a vodní organizmy ne bez dílčího značného nebezpečí nežádoucích vlastností popř. složení čerstvé vodovodní vody, jako např. chlor nebo těžké kovy.

• · a množství výměny vody by se podaří, jak je popsáno nebo eliminovat zhoršení

Minimalizace četnosti výměny vody byla tudíž hodná usilování, když v předloženém vynálezu, potlačit kvality vody.

Jednotlivě dochází v biologických nádržových systémech k následujícím, kvalitu vody zhoršujícím změnám důležitých parametrů vody. Tomu se čelí částečně již známými prostředky.

A) Příkladem pro takové změny je vzestup koncentrace fosforečnanů ustavičným vnášením potravy. Vzestup koncentrace fosforečnanů na hodnotu přes 10 až 20 mg/1 je nevýhodný, protože se fosforečnanem podporuje nežádoucí růst řas.

Známé jsou následující prostředky k redukci fosforečnanů:

a) Navázání fosforečnanů na Al³⁺ - a/nebo Fe³⁺-oxidy (granulát obsahující hydroxidové skupiny) které se dávají do filtračního systému. Nevýhodou je jejich omezená kapacita. Po jejich vyčerpání bude žádoucí vyměnit granulát, což je často právě zdlouhavé. Jestliže akvarista neměří pravidelně obsah fosforečnanů, nepozná vyčerpání materiálu a koncentrace (P0₄)³’ opět ve vodní nádrži bude stoupat, tj . čistící úspěch této metody je často jen nedostatečný.

b) Přísada rozpuštěné anorganické soli Al³⁺ - a/nebo Fe³⁺ vede při pravidelném použití rovněž k poklesu koncentrace (PO₄)³. Nevýhodami tohoto způsobu j sou:

vysoká toxicita rozpuštěných anorganických solí Al³⁺

·· a/nebo Fe³⁺ pro ryby, obohacení vody anionty, jako např. chloridovými a síranovými, redukce uhličitanové tvrdosti, obsahu (HCO₃)' a (C0₃) ^2_ a tím snížení kapacity pufru, pokles hodnoty pH a nebezpečí kyselinového kolapsu při KH = - 0 °dH, zakalení vody a nepěkné vločkování Al(OH)₃ a Fe(OH)₃

B)Další příklad uvedených nežádoucích změn je nárůst koncentrace dusičnanů ustavičným vnášením proteinů a . jiných zdrojů dusíku krmivém. Všechny zdroje dusíku pocházející z krmivá, z velké části proteiny, se mikrobiologicky oxidují přes amoniak a dusitan na dusičnan Ustavičný vzestup dusičnanů, který je nežádoucí u akvaristů, představuje nepřirozenou zátěž vodní nádrže. Často je právě obsah dusičnanů neupravené vody tak vysoký, např. při 25 až 50 mg/1, tak že přirozená (přírodní) koncentrace (N0₃) ’ mála mg/1 výměnou vody nebude dosažitelná.

K poklesu obsahu dusičnanů jsou známá následující opatření:

a)Pokles obsahu dusičnanů měničem aniontů, většinou • « v chloridové formě. Nevýhodnou přitom je náhrada dusičnanových aniontů anionty měniče, většinou chloridovými, a náhrada síranových a hydrogenuhličitanových aniontů. Vedle nežádoucího snížení uhličitanové tvrdosti se naprosto změní chemické složení vody.

b)Denitrifikace v anaerobním prostředí popř.v anaerobním reaktoru. Zanesením prakticky nerozpustného, biologicky odbouratelného organického materiálu, který neobsahuje dusík, ve formě granulátu do filtračního systému se tvoří silným ubýváním 0₂ anaerobní oblasti, v nichž se dusičnan jako zdroj kyslíku redukuje na N₂

Nevýhodně je :

nejisté dávkování nejisté řízení procesu a nejistá ovladatelnost procesu, při nízké koncentraci (N0₃)‘ očekávaná redukce síranů na vysoce jedovatý sirovodík.

C)Nitrifikací podmíněný pokles uhličitanové tvrdosti tvoří další příklad tak zvaných nežádoucích změn vody. Oxidace ustavičně dodávaného organického dusíku běží přes nitrifikačními bakteriemi umožněnou oxidaci amoniaku na dusičnan. Při tomto biologickém procesu vzniká na mol amoniaku jeden mol H⁺ iontu. Uvolněné H⁺ ionty reagují s jsoucí bází, většinou hydrogenuhličitanem jako tvůrcem uhličitanové tvrdosti, za protonizace a redukce uhličitanové tvrdosti.

• «

Ke kompenzaci úbytku uhličitanové tvrdosti (popř. úbytku HCCY) ale také ke zvýšení uhličitanové tvrdosti jsou známá následující opatření:

a) Přídavek NaHCO₃ a/nebo Na₂CO₃ jako prášku nebo jako roztoku. Způsob funguje spolehlivě, je ale zatížen následujícími nevýhodami:

-U směsí NaHCO₃/ Na₂CO₃ dochází k rychlému zvýšení pH ve vodní nádrži, které vede k závažnému stresu organizmů.

- Ve vodách se zvýšeným obsahem amoniaku se uvolňuje paralelně se zvyšováním pH smrtelné množství amoniaku.

- Rozpustnost NaHCO₃ ve vodě je relativně nízká, tak že vysoce koncentrované kapalné produkty s pohodlným použitím nejsou možné.

b) Přídavek čerstvě připravených roztoků, které vedle rozpuštěného hydrogenuhličitanu vápenatého obsahují ještě mnoho volného C0₂. Přebytkový C0₂ může vést k rychlému poškození organizmů C0₂. Vedle koncentrace HCO₃ se zvyšuje zde také koncentrace Ca²⁺, což není vždy žádoucí.

Dále mohou chemicky a biologicky způsobené úbytky rozpuštěného hydrogenuhličitanu vápenatého přivodit nežádoucí změny ve vodě. Spotřebou C0₂ a s tím spojeným zvýšením pH se posouvá rovnováha vápno/kyšelina uhličitá ve směru vylučování vápna. Nevýhodný úbytek rozpuštěného Ca(HCO₃)₂ vede k odpovídajícímu poklesu koncentrace vápníku a koncentrace HCO3· (pokles uhličitanové tvrdosti) .

• 4 ·

44

4 ·

4 • 9 · *

9 4 · ·

444 4 4 ·

9 4 • ·

Ke kompenzaci úbytku Ca(HCO₃)₂ popř. jeho zvýšení jsou známá následující opatření:

a)Přídavek roztoků, které vedle Ca (HCO₃) ₂ obsahuj i ještě mnoho volného C0₂. Toto opatření je zatíženo výše popsanými nevýhodami. Další nevýhoda leží ve zdlouhavosti způsobu, neboť se musí pracně připravit roztoky Ca(HCO₃)₂ rozpuštěním CaCO₃ nebo Ca(OH)₂ ve vodě obohacené C0₂. Přídavkem Mg(OH)₂ popř. MgCO₃ .Mg (OH) ₂ se dá připravit také roztok, který dodatečně obsahuje Mg(HCO₃)₂.

b)Přídavek pevných směsí, které obsahují ekvivalentní množství NaHCO₃ a rozpustných solí Ca, Mg (většinou chloridy). Rozpuštěním této směsi ve vodě v nádrži se vnáší ionty Ca²⁺ +2ď + 2Na⁺ + 2HCO3. Vedle žádoucích / Ca²⁺ + 2HCO3/ obsahuje voda nyní také ekvivalentní množství NaCl (nebo také Na₂SO₄) , jež jsou nežádoucí. Nevýhoda tohoto způsobu spočívá v zanášení cizích solí, např. NaCl nebo Na₂SO₄.

Konečně mění také spotřeba rozpuštěného oxidu uhličitého kvalitu vody.

Řasy, vodní rostliny a autotrofní mikroorganismy spotřebovávají neustále rozpuštěný oxid uhličitý. Vedle toho tím vzniká zvýšenou hodnotou pH situace nedostatku C0₂, která se nevýhodně projevuje na chemických a biologických procesech.

K vyrovnání nedostatku C0₂ jsou známá následující opatření:

a) Přívod plynu C0₂ z tlakové lahve C0₂, problematické

Ί ·

• ·♦·

4 ♦ ·♦ · při této metodě jsou:

těžko nastavitelné a kontrolovatelné dávkování, cena, bezpečnostní rizika, která jsou spojena se stlačeným plynem.

b)Získávání C0₂ anodickou oxidací grafitové elektrody. Systém obsahuje následující nevýhody:

špatná dávkovatelnost, zóna C0₂’je spojena sekundárním chemickým procesem na katodě se silným odvápněním, vznik třaskavého plynu, tvorba chloru ve vodách bohatších na chloridy.

c)Získávání C0₂v externích fermentačních reaktorech. Také zde jsou přitěžující, systémem podmíněné nevýhody, např.:

silná teplotní závislost fermentačních/kvasných procesů, těžce ovládatelný proces, velmi špatná možnost dávkování a stálost dávkování.

Různé ukázané problémy se jeví především jako nestejnorodé a neřešitelné jedním principem.

Překvapivě existuje přece pro všechny dílčí problémy společné řešení, které zahrnuje následující chemické a mikrobiologické principy:

- Použití mikrobiologické aktivity vody a zvláště filtračního systému v nádržových systémech, které zahrnují aerobní a »« ♦* ► * *

I « ··· anaerobní procesy.

- Použití komponent, produktů a přípravků, které jsou částečně nebo úplně odbouratelné.

- Spojení mikrobiologických a chemických procesů v nádržových systémech.

- Použití komponent, produktů a přípravků, které splňují jen požadované funkce, ale nenechávají dodávat nebo kumulovat nežádoucí přísady.

- Použití komponent, produktů a přípravků, které jsou zcela jisté pro ryby a jiné vodní organismy.

- Všechny produkty a metody se chováj í ekologicky neutrálně a nevedou k sekundárním zhoršením kvality vody.

- Všechny požadované funkce se umožní samotným velmi jednoduchým zacházením a dávkováním vodních přísad.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je tak způsob zlepšování kvality vody biologických nádržových systémů, který se vyznačuje tím, že se přidá nádržovému systému jednotlivě nebo v libovolné kombinaci

a)k poklesu koncentrace fosforečnanů alespoň jedna lehce nebo těžce rozpustná sůl Al³⁺, Fe³⁺, TiO²⁺, ZrO²⁺ nebo Ca²⁺ jedné ·· # ♦ · ;

· <

• 0 · • · • ·« ·

♦ ··· · · • 0 *

0000 organické karboxylové kyseliny popřípadě ve směsi s organickou karboxylovou kyselinou;

b)k poklesu koncentrace dusičnanů výhodně omezení nárůstu dusičnanů alespoň jedna biologicky odbouratelná organická sloučenina bez dusíku rozpustná ve vodě;

c)ke zvýšení uhličitanové tvrdosti výhodně koncentrace HCOý alespoň jedna sůl organické karboxylové kyseliny a alkalického kovu nebo kovu alkalických zemin;

d) ke zvýšení celkové tvrdosti výhodně hydrogenuhličitanu vápenatého a hořečnatého koncentrace směs alespoň jedné Ca²⁺ a Mg²⁺soli organické karboxylové kyseliny a

e)ke zvýšení koncentrace C0₂ alespoň jedna biologicky odbouratelná sloučenina.

Předmětem vynálezu je dále jedno nebo vícesložkový produkt ke zlepšení kvality vody biologických nádržových systémů pro funkční, kauzální použití podle potřeby, vyznačený obsahem (jednotlivě nebo v kombinaci)

1) alespoň jedné lehce nebo těžce rozpustné soli Al³⁺, Fe³⁺,

TiO²⁺, ZrO²⁺ nebo Ca²⁺ jedné organické karboxylové kyseliny popřípadě ve směsi s organickou karboxylovou kyselinou;

2) alespoň jedné biologicky odbouratelné organické sloučeniny bez dusíku rozpustné ve vodě;

3) alespoň jedné soli organické karboxylové kyseliny a

• · ·· ···· alkalického kovu nebo kovu alkalických zemin;

4) směs alespoň jedné Ca²⁺ a Mg²⁺soli organické karboxylové kyseliny.

Důsledné použití a spojení nádržových systémů jako mikrobiologických a chemických reaktorů k docílení požadovaných zlepšení vody zjednodušeně, použitý předstupeň je nový a také není pro odborníka zřejmý a přináší na základě jednoduchosti značné a inovační výhody kontrolovatelných a ovládatelných procesů a úplnou nepřítomnost potenciálně škodlivých vedlejších efektů a účinků oproti řešením podle stavu techniky. Výhoda vynálezu je zvláště ke spatření v tom, že umožňuje oddělené nebo společné řešení popsaných dílčích problémů.

Dále se popisují detailní řešení podle vynálezu:

A) Pokles koncentrace fosforečnanů

Toto nastává především se solemi Al³⁺, Fe³⁺ a TiO²⁺ popř. ZrO²⁺ a organických karboxylových kyselin, např. s jejich acetáty, formiáty, vínany a zvláště citrany. Vedle kovových iontů Al³⁺, Fe³⁺, TiO²⁺, ZrO²⁺, které silně váží fosforečnan, lze použít také vápenaté soli organických karboxylových kyselin podobným způsobem, ovšem se značně menší schopnosti eliminovat fosforečnan. Také směsi solí organických kyselin se základními organickými kyselinami nebo jinými organickými kyselinami jsou použitelné se srovnatelným úspěchem, např.

Citran hlinitý plus kyselina citrónová, » ·· ** • · · · • · · í.

• · * · í 1 • ♦ · ♦ « » ·· ·* ·· ·* » ·· !

» * ¹

Citran železítý plus kyselina citrónová,

Citran železitý plus kyselina vinná.

Dále je také možné, použít těžko rozpustné soli uvedených kovů s organickými granulát, tablety) kyselinami v pevné formě (prášek, jako depot (potřeba) eliminující fosforečnany ve filtračním systému nebo všeobecně v nádržovém systému.

Princip se představuje dále pro soli Al³⁺ a Fe³⁺, platí však přiměřeně také pro soli Ti0²⁺ a ZrO²⁺. Když se použijí v nádržové vodě soli Al³⁺ a/nebo Fe³⁺ karboxylových kyselin, tak se především nepozoruje žádné vločkování a zákal. Teprve při aerobním biologickém odbourání ve filtračním systému podle

Citran hlinitý (Al³⁺) + 3HCO₃

Aerobní odbourání

-►

Citran železitý

U přímo následující tvorby Al(OH) (Fe³⁺) + C0₂ nebo Fe(OH)₃ podle

Fe³⁺ (Fe(OH)₃) + 3HCO₃ -► + 3C0₂

Al³⁺ (A1(OH)₃) se fosforečnan usadí a vysráží se společně s hydroxidy.

• 4 »4 • · ·

4 • · ·

0004

0 · • ** ·« 4 • 4 ··· ·♦

9« »4

4 • ♦♦· • * • 0 • · 4«

Vysrážené hydroxidy kovů s ko-flokulováným fosforečnanem se shromažďují ve filtračním kalu a eliminují se při pravidelném čištění filtru.

Pravidelným přídavkem organických kovových solí, např. jako vodný roztok, k vodě v nádrži se dá úplně zamezit nárůstu fosforečnanů.

V protikladu k vysrážení fosforečnanů anorganickými solemi Al³⁺ nebo Fe³⁺ obsahuje vysrážení fosforečnanů podle vynálezu výrazné a překvapující výhody:

Nevzniká žádný zákal a tvorba vloček ve vodě, proces běží dále v biologicky aktivním filtračním systému, organické kovové soli se chovají toxikologicky neutrálně, ekologicky neutrálně, neutrálně k uhličitanové tvrdosti.

Nepoužívají se žádné obohacující cizí ionty.

Aerobním odbouráním aniontů karboxylových kyselin se získá pouze C0₂, který ovlivňuje pozitivně obsah C0₂ popř. vyrovnává částečně spotřebu C0₂.

<* 4 V 4 • ·

· < 4 •

4

Pro každý kov jsou typicky nastavitelné koncentrace fosforečnanů:

Pro citran železa: 0,0 - 0,2 mg/1,

Pro citran hliníku: 0,0 - 0,5 mg/1,

Pro citran vápníku: 0,5 - 1,5 mg/1.

Velmi dobrého výsledku eliminace fosforečnan se dosáhne, když se přidá vodě v nádrži týdně až dvakrát týdně 1 mg/1 až 100 mg/1, výhodně 10 mg/1 až 40 mg/1 citranu hlinitého, citranu železitého nebo jejich směsi. Účinek eliminující fosforečnany je závislý na dodaném množství kovového kationtů.

B) Pokles koncentrace dusičnanů popř. omezení nárůstu NO₃ rozpustnými organickými' sloučeninami bez dusíku

Když se přidají vodě v nádrži pravidelně organické odbouratelné látky bez dusíku, zpomalí se bez existence anaerobních reaktorů také nárůst koncentrace dusičnanů popř. omezí a dosáhne koncentrace dusičnanů, která se ustálí na střední úrovni. Bez použití těchto přídavných látek do vody podle vynálezu stoupá obsah dusičnanů monotónně a neomezeně vždy dále. Proto základ pro znemožnění nebo zbrzdění nárůstu dusičnanů leží na parciální denitrifikaci v anaerobní mikrooblasti ve filtru, brzdí se nebo omezuje paralelně se zpomalením, omezením nárůstu dusičnanů také nitrifikací podmíněná ztráta uhličitanové tvrdosti (HCOý koncentrace).

·· « Φ «

• · • *· «· * · * ~ · ··· • · · i • · · · ·· ·· • 9 ····

Jako dusičnany redukující, ve vodě rozpustné sloučeniny se dají v principu použít všechny biologicky odbouratelné organické sloučeniny, výhodně ale alifatické sloučeniny jako např. alkoholy, např. glycerin, sorbit, ethanol, cukr, např. pentózy, hexózy, sacharóza, karboxylové kyseliny, např. kyselina octová, kyselina citrónová, kyselina mléčná a kyselina vinná. Velmi se osvědčily také kombinace stejných množství podílu kyseliny citrónové a sacharózy nebo kyseliny octové a sacharózy.

Použije-li se ve vodě nádrže třikrát týdně popř. každé dva dny 5 až 100 mg/1, výhodně 5 až 40 mg/1 uvedených sloučenin nebo směsí, tak se zpomalí nárůst dusičnanů a v relaci ke zvolené dávce určená nejvyšší koncentrace dusičnanů se již více nepřekročí.

Příklady dávek pro kombinaci kyselina citrónová/sacharóza j sou:

a) 3 dávky týdně s 10 mg/1 /kyselina citrónová plus sacharóza (1:1)/: koncentrace dusičnanů: 60 až 80 mg/1

b) 3 dávky týdně s 20 mg/1 /kyselina citrónová plus sacharóza (1:1)/: koncentrace dusičnanů: 40 mg/1

Při .zvýšeném dávkování, např. 60 až. 100 mg/1 nebo častější nižší dávky, např. denně 10 koncentrace dusičnanů ještě dále snížit, např.

třikrát týdně mg/1 se dá až na 5 až 10 mg/1 NOj'.

Paralelně se stabilizací N0₃ se také dosáhne stabilizace uhličitanové tvrdosti při minimálních hodnotách, za kterých již uhličitanová tvrdost dále neklesá.

Použité sloučeniny se zcela odbourávají na H₂0 a C0₂. V.zniklý C0₂ se využívá rostlinami, řasami a nitrifikujícími bakteriemi jak zdroj uhlíku.

Vnesením zavzdušnění se dá korigovat koncentrace C0₂ podle spotřeby podle níže (uvedeného).

C) Zvýšení uhličitanové tvrdosti popř. koncentrace HCO₃'

U předloženého řešení podle vynálezu se používá následující mikrobiologicko-chemický princip za použití solí Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ a Sr²⁺ alifatických karboxylových kyselin, jak např. kyseliny octové, kyseliny mléčné, kyseliny citrónové, kyseliny vinné, kyseliny mravenčí, kyseliny propionové, kyseliny jablečné a atp.

Odbouráváji-li se mikrobiologicky karboxylové kyseliny, např. kyselina octová, vzniká pouze H₂0 a C0₂:

0₂,odbourání

CH₃COOH -► 2CO₂ + 2H₂O

Použijí-li se naproti tomu soli karboxylových kyselin v mikrobiologickém odbourávání, tak se vedle C0₂ tvoří příslušné množství vnesených negativních nábojů aniontů také hydrogenuhličitany.

0₂,odbourání

CH3COO· -► C0₂ +· 1,5H₂O + HCO₃'

Vnesením solí karboxylových kyselin do vody v nádrži se tvoří po biologickém odbourání hydrogenuhličitany.

Toto může na příklad u hydrogenuhličitanu sodného z organických sodných solí, např. acetátu sodného, citranu sodného, ještě ne moc mimořádně působit, neboť NaHCO₃ je sám lehce přístupný. Ale zde sama spočívá u kapalných přípravků velká výhoda většinou - ve srovnání s NaHCO₃ - ve velmi vysoké rozpustnosti, například acetátu sodného, která dovolí vysoké koncentrace produktu a ukazatelů (Reichweiten)

Další výhoda použití organických sodných solí místo NaHCO₃ nebo Na₂CO₃ je v použití neutrálního pH:

Sodná sůl organické karboxylové kyseliny má vliv na neutrální pH, dá se nastavit přebytkovou(ými) karboxy1ovou(ými) kyselinou(ami) dokonce kyselost produktu. Toto není ovšem možné s NaHCO₃ nebo Na₂CO₃.

Při biologickém odbourání vzniká (kromě u formiátů) vždy ještě C0₂, který působí právě proti zvyšování pH.

Ještě lépe znatelné budou výhody řešení problému podle vynálezu, když se pozoruje získání hydrogenuhličitanů kovů • · · · · · alkalických zemin Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, které jak známo nejsou k dispozici jako substance. Přídavkem rozpustných solí Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺ organických karboxylových kyselin se dají ve vodní nádrži bez problémů zajistit požadované koncentrace hydrogenuhličitanu.

Příklad: (acetát)

0₂,odbourání

M²⁺ (Oac) ₂ -¹

M²⁺ = Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺

M²⁺(HCO₃)₂ + 2C0₂ + 3H₂O

Dávky se orientují na žádoucí nastavení nebo zvýšení uhličitanové tvrdosti popř. koncentrace HCO₃. 1 mMol/1 sodné soli organické karboxylové kyseliny zvýší uhličitanovou tvrdost o 2,8 °dH, 1 mMol/1 Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺ solí organických karboxylových kyselin zvýší uhličitanovou tvrdost o 5,6 °dH.

Soli alkalických kovů a kovů alkalických zemin organických karboxylových kyselin se dají přidávat vodní nádrži v pevné formě (prášek, granulát, tablety) nebo ve formě vodných roztoků.

Jako karboxylové kyseliny se nabízejí:

a) pro Na⁺ soli:

Prakticky všechny alifatické karboxylové kyseliny, zvláště kyselina octová, kyselina mléčná, kyselina citrónová, kyselina vinná a podobné.

b)pro Mg²⁺ soli:

• to • to

Prakticky všechny alifatické karboxylové kyseliny, zvláště kyselina octová, kyselina mléčná, kyselina citrónová, kyselina vinná a podobné.

c) pro Ca²⁺ soli:

Všechny karboxylové kyseliny, které tvoří ve vodě rozpustné vápenaté soli, zvláště kyselina mravenčí, kyselina octová, kyselina propionová, kyselina mléčná, kyselina jablečná a podobné.

d) pro Sr²⁺ soli:

Všechny karboxylové kyseliny, které tvoří ve vodě rozpustné strontnaté soli, zvláště kyselina mravenčí, kyselina octová, kyselina propionová, kyselina mléčná, kyselina jablečná a podobné.

D) Zvýšení celkové tvrdosti popř. koncentrací hydrogenuhličitanů vápenatého a horečnatého

Princip tohoto řešení problému podle vynálezu a všechny důležité detaily použití se popisují v bodě za C) . Výhody metod a příprav jsou:

Velmi jednoduché a jisté, definované nastavení a zvýšení celkové tvrdosti, bezproblémová výroba a použití příprav produktů, zvláště kapalných roztoků, žádné vnášení cizích iontů, • · Φ · φ · φ •Φ · · · ··Φ • · φφφφ • · · ·· φφ »· lehké nastavení všech požadovaných poměrů Mg : Ca od oo : 1 až 1 : oo.

Získávají se pouze kontrolovaná množství C0₂, která slouží rostlinám, řasám a autotrofním mikroorganismům k zásobování uhlíkem.

Vedle zde popsaných, z organických solí vytvořených hydrogenuhličitanů hořečnatého a vápenatého se dají . přidat také jiné anorganické soli Mg²⁺, Ca²⁺, jako např. chloridy nebo sírany v kombinaci, tak že lze realizovat každé možné nebo požadované chemické složení celkové tvrdosti.

E) Zvýšení koncentrace C0₂

V předchozích řešeních problému A) až D) se již popisovalo, že při biologickém odbourávání organických sloučenin v nádržovém systému se tvoří C0₂. Toto se dá přestavět na interní, mikrobiologicky pracující systém přivádění C0₂. Ustavičný a dostatečný, avšak ještě ne škodlivý pro organismy přívod C0₂ do vodní nádrže splňuje různé důležité funkce:

uhlíkové hnojivo rostlinných organismů, zásobování autotrofních mikroorganismů uhlíkem, zvláště nitrifikantů zabráněni vzrůstu pH způsobeném spotřebou C0₂, • 9 9 9

9 9

9999 nastavení definované hodnoty pH nastavením rovnováhy kyselina - báze HCO₃'/CO₂, zásah do rovnováhy vápno/C0₂ a zabránění chemickému a biologickému vylučování vápna.

Ukázalo se, že koncentrace CO₂ leží optimálně v oblasti rozmezí 1 až 25 mg/1, výhodně 5 až 15 mg/1. Potenciální poškození ryb a jiných vodních organismů CO₂ se zde ještě nedostavilo. Když se CO₂ v nádržovém systému ustavičně spotřebovává a dostavuje se ztráta atmosféry, musí se CO₂ přidávat ve správném množství vodní nádrži.

Toho lze dosáhnout velmi lehce denním nebo každé dva dny prováděným přidáváním biologicky odbouratelných organických sloučenin, např. alifatických karboxylových kyselin, alkoholů a cukrů. Zvláště se osvědčily následující sloučeniny:

a) karboxylové kyseliny: kyselina mravenčí, kyselina šúavelová, kyselina octová, kyselina mléčná, kyselina citrónová, kyselina jablečná, kyselina vinná,

b) alkoholy: ethanol, glycerin, sorbit,

c) cukry: pentózy, hexózy, sacharóza.

Dávkují-li se karboxylové kyseliny samostatně, tak se chemickou reakcí ze zásoby hydrogenuhličitanu hned uvolní ekvivalentní množství CO₂:

CO₃’ + CH₃COOH

CO₂ + H₂0 + CH₃COO' • · · tt · * • » · · · 9 9

Při biologickém odbourávání aniontu karboxylové kyseliny hned potom pomalu (po dobu mála hodin až 24 hodin) opět vzniká spotřebovaný hydrogenuhličitan a tvoří se další C0₂:

CH₃COO' -► HCO₃ + C0₂ + 1,5H₂O

Karboxylové kyseliny vyrábějí tudíž C0₂ ve stupňovém procesu:

a) při sekundární reakci protonizací HCO₃'

b) při reakci trvající málo hodin až 24 hodin oxidativním biologickým odbouráváním.

Nádržovému systému přidávané alkoholy a cukry se odbourávají výhradně relativně pomalou mikrobiologickou reakcí na H₂0 a C0₂.

Volbou kombinace různých zdrojů uhlíku s rozdílnou rychlostí uvolňování C0₂ se dá dosáhnout velmi rovnoměrného dodávání C0₂, např. kombinací kyseliny citrónové a sacharózy nebo kyseliny octové a sacharózy. Jednotlivé sloučeniny nebo kombinace se dávkují následovně:

Denně 1 až 20 mg/1, výhodně 3 až 10 mg/1 nebo také každé 2 dny 2 až 40 mg/1, výhodně 6 až 20 mg/1.

Prostředky zlepšující vodu podle vynálezu lze použít pro jednotlivě definované funkční účely použití ve všech biologických nádržových systémech, např.

akvária (teplá voda, studená voda, sladká voda, slaná voda)

4 4 4

4 9

4 4

4 4 ·· 4444 • · · 4 * · · • 44 « 4 * *

4 4 4 · 4 · 4 »· «44 · · «4 ·· zahradní rybníky, rybníky Koi akvaterária velká akvária (ZOO, veřejná akvária).

Prostředek podle vynálezu se připravuje ve formě jednosložkových produktů nebo jako více složkový produkt, např. jako balení pro 100 až 1000 1 nádržový systém,, výhodně jako vodný koncentrát. Při tom mohou být jednotlivé komponenty 1) až 4) sloučeny (spojeny) do koncentrátu v odpovídajících množstvích v dříve uvedených doporučeních dávkování. Jednotlivé komponenty mohou být zabaleny také jednotlivě nebo v kompatibilní směsi ve které množství dávky odpovídá jednotlivé dávce nebo ve větším množství v pevné formě např. prášku, granulátu, extrudátu, granulí, kapslí nebo tablet nebo v kapalné formě. V této formě lze pak řešit jednotlivé dílčí problémy jednotlivě nebo libovolnou kombinací přídavkem jednotlivé komponenty nebo směsi komponent. Přesné údaje o dávkování koncentrátu jednotlivých komponent nebo směsi se nacházejí na obalu nebo na příbalovém letáku.

Frekvence dávkování vyplývá z funkčního použití. Dostačuje denně přes dva dny a jednou nebo dvakrát týdně až jednou za dva týdny, nebo podle potřeby.

Zpracování přísad při použití produktů podle vynálezu:

Když se spotřebuje při popsaném většinou oxidativním procesu odbourávání na úplné Odbourání potřebné množství kyslíku, provádí se účelně vedle použití prostředku podle vynálezu pro úpravu vody zpracování přísad. Tak se může, - když kyslík β · ♦ · · * * • » · · ♦ · · · · * * «·· ···· · ♦ · «···· ·· ·· ······ stojaté vody v nádrži je v rovnováze omezen atmosférou na 8 až 10 mg/1 (15 až 25 °C)- stát potřebným, zatím co se dodává kyslík upravené vodě, aby se nezpůsobila situace nedostatku o₂.

Permanentně jemným bublinkovým provzdušněním nebo přídavkem spotřebě 0₂ ekvivalentního množství peroxidu vodíku se stává popsaná úprava vody také neutrální pro kyslík a tím neutrální pro životní prostředí.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob zlepšeni kvality vody biologických nádržových systémů vyznačující se tím, že se nádržovému systému přidá jednotlivě nebo v libovolné kombinaci

   a) k poklesu koncentrace fosforečnanů alespoň jedna lehce nebo těžce rozpustná sůl Al³⁺, Fe³⁺, TiO²⁺, ZrO²⁺ nebo Ca²⁺ jedné organické karboxylové kyseliny popřípadě ve směsi s organickou karboxylovou kyselinou;

   b) k poklesu koncentrace dusičnanů popř. omezení nárůstu dusičnanů alespoň jedna biologicky odbouratelná organická sloučenina bez dusíku rozpustná ve vodě;

   c) ke zvýšení uhličitanové tvrdosti popř. koncentrace HC0₃ alespoň jedna sůl organické karboxylové kyseliny a alkalického kovu nebo kovu alkalických zemin;

   d) ke zvýšení celkové tvrdosti popř. koncentrace hydrogenuhličitanu vápenatého a hořečnatého směs alespoň jedné Ca²⁺ a Mg²⁺soli organické karboxylové kyseliny a

   e) ke zvýšení koncentrace C0₂ alespoň jedna biologicky odbouratelná sloučenina.

   2. Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím, že se k poklesu koncentrace fosforečnanů přidá A1^J+-, Fe³⁺-, TiO²⁺-, ZrO²⁺a/nebo Ca²⁺- acetát, -formiát, -tartrát a/nebo zvláště citrát.

   l>l/ dOOJb ' 903 «0«· 0 0« 00«0 0 0 0 0 0 000 ·0 · »0· 0000 000 •00 ·· ·· ·* <· 0000

   3. Způsob podle některého z nároků 1 a 2 vyznačující se tím, že se týdně až dvakrát týdně přidává 1 až 100, výhodně 10 až 40 mg/1 citrátu hlinitého a/nebo citrátu železitého.

   4. Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím, že se k poklesu koncentrace dusičnanů popř. omezení nárůstu dusičnanů přidá alespoň jedna alifatická sloučenina, např. alkohol, cukr nebo karboxylová kyselina.

   5. Způsob podle nároku 4 vyznačující se tím, že se přidá glycerin, sorbit nebo ethanol, pentóza, hexóza nebo sacharóza, nebo kyselina octová, citrónová, vinná nebo mléčná.

   6. Způsob podle nároku 4 vyznačující se tím, že se přidá směs kyseliny citrónové nebo kyseliny octové a sacharóza nebo zvláště směs kyselina citrónová, kyselina vinná a sacharóza.

   7. Způsob podle jednoho z nároků 4 až 6 vyznačující se tím, že se přidá každý druhý den nebo třikrát týdně 15 až 100, výhodně 5 až 40 mg/1 sloučeniny popř. směsi.

   8. Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím, že se přidá ke zvýšení uhličitanové tvrdosti popř. koncentrace HCO₃' alespoň jedna sůl alkalického kovu nebo kovu alkalických zemin alifatické karboxylové kyseliny.

   9. Způsob podle nároku 8 vyznačující se tím, že se přidá sůl alkalického kovu popř. kovu alkalických zemin kyseliny citrónové, octové, mléčné, vinné, mravenčí, propionové nebo jablečné.

   10. Způsob podle nároku 8 vyznačující se tím, že se přidává tolik a tak často soli alkalického kovu a/nebo kovu alkalických zemin, aby se získala a zachovala požadovaná uhličitanová tvrdost.

   11. Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím, že se>přidá ke zvýšení celkové tvrdosti popř. koncentrace hydrogenuhličitanů Ca²⁺ a Mg²⁺, směs solí Ca²⁺ a Mg²⁺ organických karboxylových kyselin.

   12. Způsob podle nároku 11 vyznačující se tím, že se přidají pro libovolné řízení složení celkové tvrdosti další Ca²⁺- a Mg²⁺- chloridy a/nebo sírany.

   13. Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím, že se přidává ke zvýšení koncentrace CO₂ denně nebo za dva dny karboxylová kyselina a/nebo alkohol a/nebo cukr.

   14. Způsob podle nároku 13 vyznačující se tím, že se přidává glycerin, sorbit nebo ethanol, pentóza, hexóza nebo sacharóza, nebo kyselina octová, citrónová nebo mléčná.

   15. Způsob podle některého z nároků 13 a 14 vyznačující se tím, že se přidává denně 1 až 20, výhodně 3 až 10 mg/1 popř. každé dva dny 2 až 40, výhodně 6 až 2 0 mg/1 biologicky odbouratelných sloučenin nebo směsi takových sloučenin.

   7/ c/o-cx - 9® 9 • · toto· · · · to » · ♦ to ··♦ ·· * ·♦ · < to* * · ·· ··· ·· ·· ·* ♦« ·»*·

   16. Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím, že se dodatečně dodává spotřebě 0₂ nádržového systému ekvivalentní množství kyslíku nebo peroxidu vodíku.

   17. Jedno- nebo vícesložkový produkt ke zlepšení kvality vody biologických nádržových systémů pro funkční, kausální použití podle spotřeby vyznačený obsahem ( jednotlivě nebo v kombinaci)

   1) alespoň jedné lehce nebo těžce rozpustné soli Al³⁺, Fe³⁺,

   TiO²⁺, ZrO²⁺ nebo Ca²⁺ jedné organické karboxylové kyseliny popřípadě ve směsi s organickou karboxylovou kyselinou;
2. 2) alespoň jedné biologicky odbouratelné organické sloučeniny bez dusíku rozpustné ve vodě;
3. 3) alespoň jedné rozpustné soli organické karboxylové kyseliny a alkalického kovu nebo kovu alkalických zemin;
4. 4) směsi alespoň jedné Mg²⁺ a Ca²⁺ soli organické karboxylové kyseliny.

   18. Jedno- nebo vícesložkový produkt podle nároku 17, obsahující jednotlivě nebo v kombnaci

   1) Al³⁺-_ř Fe^3t-, TiO²⁺~, Zr²⁺- a/nebo Ca²⁺- acetát, -formiát, tartrát a/nebo zvláště -citrát;

   2) Glycerin, sorbit nebo ethanol, pentózu, hexózu nebo sacharózu, nebo kyselinu octovou, citrónovou, vinnou nebo mléčnou;

   • · · · ♦ 4 4 4

   4 4 4 4 4·· 4 4 * • 4 · 4 44 · # · 4 4

   4 4 4 4 4 · 4<·

   3) Sůl . alkalického kovu popř. kovu alkalických zemin kyseliny citrónové, octové, mléčné, vinné, mravenčí, propionové nebo jablečné a

   4) Sůl Ca²⁺- nebo Mg²⁺- nebo směs Ca²⁺- a Mg²⁺- solí organických karboxylových kyselin popřípadě ve směsi s Ca²⁺- a Mg²⁺chloridy a/nebo sírany.