RS20060461A - Postupak obogaćivanja vode, naročito vode u ribnjacima, rastvorenim kiseonikom i aparat za izvođenje tog postupka - Google Patents

Abstract

Pronalazak se odnosi na postupak obogaćivanja vode, naročito vode u ribnjacima, rastvorenim kiseonikom i na aparat za izvodjenje postupka. Postupak se ostvaruje tako što se komprimovani kiseonik ubacuje ispod površine vode do samog dna ribnjaka, odnosno jezera, ili bazena ostavljajući pri tome mogućnost da voda u sloju od nekoliko centimetara (5-15cm) pri dnu ribnjaka ili bazena bude izložena u otvoru zvona-O2 komore (4) čistom kiseoniku koji na nju deluje pod pritiskom. Aparat se sastoji od zvona-O2 komore (4), fleksibilnog cevovoda (3), reducira (2) visokog pritiska, boce sa komprimovanim ili tečnim kiseonikom (1), regulatora nivoa faza voda-kiseonik sa jednosmemom slavinom za dopunjavanje kiseonika u zvono-O2 komoru (5), vodene pumpe za obezbedjenje recirkulacije vode sistemom fontane (6), učvršćenje ili opterećenja (7) zvona-O2 komore (4) za dno na dubinu ispod površine vode, merača (8) količine rastvorenog kiseonika, merača (9) nivoa vode u bazenu (11), merača (10) nivoa kiseonika u zvonu-O2, regulacionim ventilom za kontrolisanje upuštanja vode u bazen (11) kao i ventila (12) za ispuštanje vode.

Description

POSTUPAK OBOGAĆIVANJA VODE, NAROČITO VODEURIBNJACIMA,

RASTVORENIM KISEONIKOM I APARAT ZA IZVODJENJE TOG POSTUPKA

Oblast tehnike u koju spada pronalazak

Predmet pronalaska spada, uopšteno posmatrano, u oblast tekućih životnih potreba, odnosno u oblast uzgoja životinja, a konkretno u oblast ribolova i gajenja riba, ostriga, rakova i si. i prihvatnih posuda za žive ribe. Predmet pronalaska, posmatrano uopšteno, sekundarno moze pripadati i oblasti hernije i metalurgije, odnosno u oblast obrade vode, otpadnih industrijskih i fekalnih voda a konkretno u oblast aeracije vodenih površina.

Prema Medjunarodnoj klasifikaciji patenata (MKP<7>) predmet pronalaska je razvrstan, odnosno klasiran i označen osnovnim klasifikacionim simbolima: A01 K 61/04kojim je obuhvaćeno gajenje riba u ribnjacima i akvarijumima i uredjaji za obradu vode posebno prilagodjeni za prihvatne posude za žive ribe, C02F3/26kojim je obuhvaćena biološka obrada vode korišćenjem čistog kiseonika ili gasa obogaćenog kiseonikom i C02F3/14kojim je obuhvaćena aeracija vodenih površina,

Tehnički problem

Tehnički problem koji se rešava predmetnim pronalaskom sastoji se u sledećem: kako resiti postupak za obogaćivanje vode, naročito vode u ribnjacima, rastvorenim kiseonikom i aparat za izvodjenje tog postupka kojima bi se komprimovani kiseonik upumpavao u vodu, pri čemu bi aparat bio lako prenosiv, jednostavan za postavljanje, rukovanje i održavanje, siguran u radu po svakom vremenu, čime bi se dobio aparat koji bi uslovljavao visoki procenat rastvaranja kiseonika u vodi, koji bi obezbedio bolji opstanak ribe pri uzgoju i veći prinos, dao važan doprinos ekologiji i kojim bi se dobila niza cena gajenja kvalitetne ribe uz velike uštede u potrošnji komprimovanog ili tečnog kiseonika.

Poznato stanje tehnike

Postoje danas dve oblasti ljudske delatnosti u kojima se tehnološki odvijaju slični postupci: gajenje ribe u ribnjacima, bazenima i si. i tretiranje otpadnih voda. Obe ove delatnosti danas su postale važne i profitabilne industrije. U oblasti gajenja riba osnovni problem uzgoja ribe je u tome što se od vode traži da bude odredjenog hemijskog i fizičkog kvaliteta. Ovo izmedju ostalog podrazumeva i aeraciju vodenih površina. Kretanje vode u ovakvim uslovima gajenja ribe je minimalno tako da mešanje i dodir vode sa vazduhom je veoma mali pa je i procenat kiseonika u vodi nizak. Ovakav kvalitet vode ne pogoduje ni ribljem ni biljnom svetu.

U cilju poboljšanja kvaliteta vode u oba slučaja, gajenje ribe i tretiranje otpadnih voda, sprovodi se biološka obrada vode. Ova obrada moze biti aerobnim postupcima, anaerobnim postupcima razlaganja, korišćenjem životinja ili biljaka (algi), korišćenjem mikroorganizama ili kombinacije nekih od prethodno navedenih postupaka.

Uopšteno posmatrano, kada se radi o aerobnim postupcima poznato je više načina aeracije korišćenjem: orošavajućih filtera, potapajućih filtera, difuzora, pokretnih kontaktnih tela, cirkulacionih cevi, korišćenjem površinske aeracije, procesima aktiviranog mulja, korišćenjem čistog kiseonika ili gasa obogaćenog kiseonikom i si. Jedan od poznatih aerobnih postupaka je sa aeracijom pri slobodnom padu ili raspr{ivanju kada se npr. ribnjak pravi u vidu kaskada gde se voda iz najniže kaskade ubacuje u najvišu pa se tako izvodi veštačko kretanje, prelivanje i aeracija vode. Najčešće, koriščćenje kiseonika, na primer u ribarstvu, se svodi na propuštanje kroz specijalne difuzore ili raspršivače (barbotere) u ribnjake ili bazene sa ribom. U novije vreme se za ove svrhe koriste specijalni ubrizgivači kisonika koji ga ubacuju od površine rbnjaka pod uglom prema dnu pod pritiskom a zatim se mehurići, gubeći energiju, vraćaju ka površini i gube u atmosferi.

Takodje, i otpadne vode se slično tretiraju izlaganjem vode kiseoniku. Prirodno, organizmima koji postoje u vodi je potreban kiseonik kako bi mogli da konzumiraju otpadne materije. Ako nema dovoljno kiseonika u vodi, organizmi će težiti da se što više približe površini vode kako bi lakše došli do potrebne količine kiseonika. Ovaj migratorni proces organizama je uzročnik postojanja neprijatnih mirisa u postrojenjima za obradu otpadnih voda.

Kako bi se obezbedio kiseonik, koji je pri tom dobro dispergovan u vodi jezera, poznat je princip da se kiseonik uvodi u vodu na dnu jezera pri čemu se dozvoljava da kiseonik formira mehuriće koji se kreću na gore, ka površini. U ovim sistemima, izvor kiseonika je povezan sa perforiranim crevom, postavljenim na ili blizu dna jezera i kiseonik ističe kroz perforacije koje se nalaze po obimu duž creva. Rezultat je niz malih mehurića sa prečnicima koji se kreću od oko 1 do 5 mm. Kako se mehurići čistog kiseonika dižu kroz vodu, rastvaraju se u vodi čime se kiseonik prenosi do organizama u jezeru.

Prenos kiseonika na način kako je to opisano prethodno nije potpuno efikasan. Procenat kiseonika koji se prenosi do organizama zavisi od količine kiseonika koji se rastvori u vodi, biološke potrebe organizama za kiseonikom (BOD), hemijske potrebe za kiseonikom (COD) - što je potreba vezana za specifične hemikalije kao što je vodonik-sulfid, i od drugih faktora koji su poznati onima sa dobrim poznavanjem ove materije.

U opštem slučaju, uvek će postojati mehurići sa kiseonikom koji nisu rastvorili u vodi i koji će doći do površine. Mehurići sa kiseonikom koji se nisu rastvorili mogu činiti između 10 i 50 procenata količine kiseonika koji se uvodi u jezero. U sistemima poznatim stanju tehnike, ovaj kiseonik se smatra izgubljenim pošto po stizanju do površine jezera isparava iz vode u okolnu atmosferu.

Poznato je da na efikasnost prenošenja kiseonika direktno utiče i dubina jezera. Sto je veća dubina to više vremena stoji na raspolaganju kiseoniku da se rastvori tako da je samim tim veća i efikasnost prenošenja kiseonika do organizama. Ipak, drugi faktori, kao što je tačka zasićenosti kiseonikom (Cs) na datoj temperaturi vode, brzina kretanja mehurića, površina prostora na površini vode na kojem isparavaju mehurići kiseonika i druga ograničenja takođe utiču na ukupnu efikasnost procesa.

Važno je znati da većina bazena za aeraciju ne koristi čist kiseonik za aeraciju vode.

Postoji čitav niz fizičko- tehničkih i tehnoloških rešenja kojima se voda ribnjaka ili otpadne vode mogu obogatiti rastvorenim kiseonikom.

Najčešće primenjivani metod, u postojećem stanju tehnike, za aeraciju npr. otpadnih voda podrazumeva upotrebu aeracionog sistema sa motornim pogonom radi postizanja cirkulacije vode i povećanja dodirne površine vode sa okolnim vazduhom. Ovi uređaji mogu biti izvedeni na više različitih načina kao npr. upotrebom pumpi koje potiskuju vodu sa površine ka dnu, pumpi koje potiskuju vodu naviše stvarajući male fontane, točkova sa lopaticama ili upotrebom nekih drugih sličnih naprava Kako vazduh sadrži samo oko 21% kiseonika, efikasnost prenošenja kiseonika do organizama kod ovih sistema je relativno niska.

Inicijalno ulaganje u opremu i tekući troškovi za struju i održavanje ovih uređaja čine ukupan trošak višim u odnosu na trošak kod sistema koji koriste čist kiseonik. Upotreba čistog kiseonika za tretiranje otpadnih voda takođe ima prednost da se može tretirati veća zapremina vode u bazenu date veličine.

Još jedan uređaj poznat stanju tehnike koristi pogodan pokrivač od tkanine koji je postavljen na površini jezera za aeraciju. Pokrivač je relativno nepropusan za gas i ima ulogu da smanji količinu neprijatnih mirisa koji potiču od vode.

Takav pokrivač je prilično skup i njegovo postavljanje je komplikovano. U nekim primenama, kiseonik ili vazduh pod pritiskom se upumpava ispod pokrivača kako bi se procesu aeracije obezbedila dodatna količina kiseonika. U drugim slučajevima, prenošenje rastvorenog kiseonika do organizama se dešava samo na površini vode.

Takođe je poznato kombinovanje gore opisanog pokrivača od tkanine sa dodatnim uređajima, kao što su oni ranije opisani, koji cirkulišu, prskaju ili na bilo koji drugi način povećavaju efektivnu površinu vode čime podižu efikasnost prenošenja kiseonika. Takođe, količina neprijatnih mirisa se smanjuje uklanjanjem gasova koji potiču iz vode korišćenjem nekog od poznatih dopunskih procesa.

Takođe je, u stanju tehnike, poznat način za hvatanje mehurića sa kiseonikom koji se nije rastvorio kako bi se kiseonik ponovo upotrebio, ali jedini poznati sistem kojim se ovo postiže koristi turbinu pogonjenu motorom, sličnu onoj iz ranije opisanih uređaja, koja stvara vrtlog koji potiskuje naniže prikupljeni kiseonik. Ovaj sistem ima mane sa stanovišta toga što koristi struju, zahteva stalno održavanje i skup je za kako za nabavku tako i za održavanje.

U praksi se uspešno primenjuje i metod uduvavanja kiseonika u plastične vreće sa vodom (pola voda - pola 02) i na taj način u njima transportuje riba, naročito riblja mladj a i ostale kategorije-vrste ribe u živom stanju. Ovim postupkom se stvara nadpritisak na površinu vode sa ribom (za razliku od novo opisanog u postupku) pa se opravdano može postaviti pitanje njegovog uticaja na ribu. Testirajući ovakav način transporta proverena je efikasnost ovog postupka pri ostvarenim niskim nadpritiscima kiseonika (02) u plastičnim vrećama na površinski sloj vode.

Pretraživanjem patentne literature i patentnih spisa u stanju tehnike pronadjena su dva relevantna dokumenta.

Tako je poznato rešenje iz prijave broj EP03840 pod nazivom "Aeraciono jezero sa recikliranjem kiseonika". Voda u aeracionom jezeru se tretira većim delom čistim kiseonikom. Kiseonik potiče iz izvora kiseonika pod pritiskom i on se uvodi kroz vod na dno jezera. Perforacije postavljene po obimu duž voda omogućavaju kiseoniku da izađe iz voda i u vidu mehurića kreće kroz jezero. Poklopac postavljen da pluta na površini jezera skuplja kiseonik koji nije reagovao i ovaj kiseonik se sprovodi kroz pogodnu liniju za gas nazad u originalni vod. Kiseonik koji se nije rastvorio meša se sa svežim kiseonikom koji potiče iz izvora kiseonika pod pritiskom i ponovo se uvodi na dno jezera. U jednom izvođenju, pre mešanja sa svežim kiseonikom, prikupljeni kiseonik se komprimuje pomoću pumpe sa dvostrukom membranom kojom se upravlja pomoću pritiska kiseonika iz izvora. Kiseonik pod pritiskom je jedini izvor sile koja pokreće gas kroz sistem. Količina protoka gasa kroz sistem se kontroliše podešavanjem pritiska kiseonika koji se uvodi u sistem pomoću kontrolnog ventila. Predmetni pronalazak značajno poboljšava efikasnost procesa tretiranja vode tako što drastično smanjuje količinu izgubljenog kiseonika. Predmetni pronalazak obezbeđuje metod i aparaturu koja značajno smanjuje količinu izgubljenog kiseonika i koja samim tim povećava efikasnost učinka postrojenja za tretiranje vode.

Takodje, poznat je uredjaj od istog ovog podnosioca, prikazan u patentu MP675 koji se sastoji od fotoelektričnog panela, generatora, baterije, pumpe za vazduh, uredjaj a za programiranje i raspršivača vazduha. Panel sa foto ćelijama je povezan sa generatorom za punjenje baterije električne energije, pri čemu je regulator sa jedne strane spojen sa baterijom (dok je sa druge strane spojen preko uredjaja za programiranje sa pumpom za vazduh. Pumpa je preko elastičnih cevi povezana sa raspršivačima vazduha. Raspršivač vazduha se sastoji od priključka, nosača i niza elemenata. Raspršivač na oba kraja je zatvoren zaptivnim kapama. Element raspršivača, koji je oblika čaure, sa jedne strane ima po obodu unutrašnjeg otvora izveden ispust u obliku venca, dok sa druge strane ima upušten cilindrični otvor. Elementi raspršivača najpovoljnije su izvedeni od materijala visoke poroznosti.

Nedostaci poznatih postupaka i uredjaja za aeraciju vode su brojni:

• komplikovani su ili dimenziono veliki,

• bučni su,

• zahtevaju veliku potrošnju energije (električne ili energije drugih goriva),

• veoma im je nizak procenat rastvaranja kiseonika u vodi pa se moze reći da su neefikasni,

• imaju povećan broj zastoja,

• zahtevaju veće angazovanje radne snage za opsluživanje i održavanje,

• relativno im je kratak vek trajanja,

• u startu imaju visoku cenu koštanja i visoku cenu održavanja,

• nizak ekološki nivo - nisu uvek korisni za okolinu.

Izlaganje suštine pronalaska

Rastvoreni kiseonik u površinskim vodama i ribnjacima karakteriše njihov kvalitet odnosno direkno podredjuje mogućnosti proizvodnje ribe u njima. Opstanak ribe, i drugih živih organizama koji ga koriste, u vodi bez rastvorenog kiseonika nije moguć. Stoga se u industrijskoj proizvodnji ribe u ribnjacima proizvodjači sve više opredeljuju na dodatno obogaćivanje vode ribnjaka rastvorenim kiseonikom što proizvodnju čini sigurnijom uz veće proizvodne efekte.

U ovom slučaju, zanemarujući ostale, treba se zadržati na problemu obogaćivanja vode rastvorenim kiseonikom korišćenjem komprimovanog ili tečnog kisonika. On se industrijski proizvodi, komercijalno pakuje u specijalno za to namenjene boce pod visokim pritiscima (često i iznad 100 Bara), i tako distribuira potrošačima za različite namene. Ovako proizveden tehnički kiseonik je čist kiseonik ili sa zanemarljivim primesama koje u ovom postupku nisu značajne obzirom da je i kao takav već primenljiv u ribarstvu. Njegovu sadašnju primenu u ribarstvu karakterišu veliki gubitci zbog odlaska u atmosferu nerastvorenih mehurića kiseonika.

U svim ovim postupcima se teži da se što sitnijim oblikom mehurića 02 postigne veća aktivna dodirna površina sa vodom i uveća njegovo rastvaranje u vodi. Bez obzira što je ova tehnologija u današnje vreme dostigla savršenstvo još uvek su kod ovih postupaka prisutni značajni gubitci 02 zbog odlaska nerastvorenih mehurića u atmosferu.

Novim postupkom i aparatom prema pronalasku iskorišćavanje komprimovanog kiseonika (02) je potpuno. Naime, problem kako, u svrhu gajenja riba u ribnjacima i tretiranje otpadnih voda, iskoristiti hidrostatički pritisak vode i komercijalno pakovanje kiseonika pod pritiskom, a pri tome ostvariti visoki procenata rastvaranja kiseonika u vodi i izbeći izlaganje ribe dodatnim nadpritiscima, su doveli do novog postupka i aparata za izvodjenje tog postupka. Jedinstvenost ovog postupka se sastoji prvenstveno u iskorišćavanju hidrostatičkog pritiska vode, koji deluje na dno ribnjaka-jezera i pritisku kiseonika u komercijalnom pakovanju.

Novost postupka se sastoji u ubacivanju komprimovanog kiseonika ispod površine vode do samog dna ribnjaka, odnosno jezera, ostavljajući pri tome mogućnost da voda u sloju od nekoliko centimetara (5-15cm) pri dnu ribnjaka bude izložena u otvoru zvona kiseoniku koji na nju deluje pod pritiskom. Naime, voda na njega vrši hidro statički pritisak. Oba su dovedena u ravnotežu u otvoru zvona a zavise od dubine zaronjenosti zvona u vodi. Ovakvim postupkom voda u otvoru zvona bi se prezasitila rastvorenim kiseonikom (u normalnim uslovima). Mešanjem sa vodom bazena za proizvodnju ribe učinili bi ga dostupnim ribama. Naime, stalnom cirkulacijom vode ispod otvora zvona postiže se obogaćivanje vode rastvorenim kiseonikom u bazenu za proizvodnju ribe bez gubitaka kiseonika odlaskom u atmosferu. Ovakvim postupkom čist kiseonik je praktično trenutno utisnut u vodu dodirnog sloja, voda je prezasićena, a mešanjem će kiseonik odati vodi u bazenu sa ribom.

Prenosivi aparat za aeraciju vode, naročito vode u ribnjacima, sastoji se od zvona, kao najboljeg i najefektnijeg oblika elementa za izvodjenje postupka, odgovarajućeg creva i boce sa komprimovanim vazduhom. U svim slučajevima otvor zvona, najpovoljnije oblika kupe, mora biti učvršćen za dno ribnjaka kako ne bi isplivao na površinu dejstvom sile potiska. Samo zvono se može praviti od različitih materijala uglavnom nekorodirajućih (najbolje ekološke PVC). Prostor koji zauzima u objektu za proizvodnju ribe treba da bude sveden na minimum a u isto vreme da zadovolji potrebe što veće dodirne površine 02-H20. Potrošnja kisonika u zvonu se mora pratiti meračem nivoa gas-tečnost radi kontinualnog dodavanja i onemogućavanja eventualnih gubitaka curenjem van zvona. Mešanje vode u samom otvoru zvona se odvija programirano u zavisnosti od nivoa rastvorenog kiseonika u ribnjaku koji bi se kontinualno pratio. Vrh zvona je fleksibilnim cevovodom povezan sa bocama komprimovanog kiseonika koji se ubacuje u zvono.

U tehnologije vode u proizvodnji ribe ne postoje saznanja o sličnim ili istim postupcima koji se u svetu koriste na način kako je to opisano, pa se ovaj postupak može smatrati jedinstvenim. Primenom ovog postupka može se, uspešno uz velike uštede, voda obogaćivati rastvorenim kiseonikom. Ovo je posebno interesantno, izmedju ostalog, u proizvodnji ribe u ribnjacima (naročito u pastrmskim ribnjacima i za proizvodnju šaranske ribe), zatim manjih rečnih tokova, bazena, smeštaju i transportu ribe, otpadnih i drugih voda.

Prenosivi aparat za aeraciju vode, prema ovom pronalasku, u odnosu na poznate uredjaje ove vrste ima više prednosti od kojih se najhitnije navode, i to: • ostvaruje uštede komprimovanog ili tečnog kiseonika omogućujući potpuno iskorišćenje bez tehnoloških gubitaka. • ostvaruje visok procenat rastvaranja kiseonika u vodi upumpan iz boce pa se moze reći daje izuzetno efikasan,

• ne zahteva nikakvu potrošnju energije (električne ili energije drugih goriva),

• visok ekološki nivo - nije štetno za okolinu,

• jednostavno rešenje,

• mnogostruko povećan radni vek,

• siguran u radu,

• potreba za angazovanjem radne snage je minimalna,

• lako održavanje,

• niska cena izrade - jeftino tehničko rešenje i

• bitno smanjeni troškovi nabavke i održavanja.

Kratak opis slika nacrta

U cilju lakšeg razumevanja pronalaska, kao i zbog prikazivanja kako se on moze ostvariti u praksi, autor se poziva na priloženi nacrt, gde:Slika 1- prikazuje šematski prenosivi aparat za obogaćivanje vode rastvorenim kiseonikom, naročito vode u ribnjacima, prema pronalasku.

Slika 2- prikazuje detaljno prenosivi aparat za obogaćivanje vode rastvorenim kiseonikom, naročito vode u ribnjacima, prema pronalasku.

Detaljan opis pronalaska

Novim postupkom i aparatom prema pronalasku iskorišćavanje komprimovanog kiseonika (02) je potpuno. Naime, problem kako, u svrhu gajenja riba u ribnjacima i tretiranje otpadnih voda i druge namene, iskoristiti hidrostatički pritisak vode i komercijalno pakovanje kiseonika pod pritiskom, a pri tome ostvariti visoki procenat rastvaranja kiseonika u vodi i izbeći izlaganje ribe dodatnim nadpritiscima, su doveli do novog postupka i aparata za izvodjenje tog postupka.

Novost postupka (Slika 1.)se sastoji u ubacivanju komprimovanog kiseonika ispod površine vode do samog dna ribnjaka, odnosno jezera, ili bazena ostavljajući pri tome mogućnost da voda u sloju od nekoliko centimetara (5-15cm) pri dnu ribnjaka ili bazena bude izložena u otvoru zvona-02 komore čistom kiseoniku koji na nju deluje pod pritiskom. Naime, voda na njega vrši hidro statički pritisak. Oba su dovedena u ravnotežu u otvoru zvona a zavise od dubine zaronjenosti zvona u vodi. Ovakvim postupkom voda u otvoru zvona bi se prezasitila rastvorenim kiseonikom. Mešanjem sa vodom bazena za proizvodnju ribe učinili bi ga dostupnim ribama. Naime, stalnom cirkulacijom vode ispod otvora zvona postiže se obogaćivanje vode rastvorenim kiseonikom u bazenu za proizvodnju ribe bez gubitaka kiseonika odlaskom u atmosferu. Ovakvim postupkom čist kiseonik je praktično trenutno utisnut u vodu dodirnog sloja, voda je prezasićena, a mešanjem će se kiseonikom obogatiti voda u bazenu sa ribom.

Jedinstvenost ovog postupka se sastoji prvenstveno u iskorišćavanju hidrostatičkog pritiska vode, koji deluje na dno ribnjaka-jezera i pritisku kiseonika u komercijalnom pakovanju.

Naime, u nauci su već poznate činjenice da na rastvorenost kiseonika u vodi utiče kvalitet vode koja se obogaćuje (prisustvo potrošača rastv.02), temperatura vode, soli rastvorene u vodi i pritisak na površinu vode. Ovo se vrlo često dovodi u vezu sa Barometarskim ili atmosferskim pritiskom na površinu vode.

Primer br 1.

Rastvorljivost kiseonika u čistoj vodi opada sa porastom temperature:

U uslovima normalnog Barometarskog pritiska površinska voda, sa umerenim sadržajem rastvorenih soli ce iz vazduha:

Primer br 2.

Na rastavorljivost kiseonika u vodi utiče pritisk vazduha. sa uvećavanjem pritiska

raste njegova rastvorljivost u vodi

Ta zavisnost je definisana Henrijevim zakonom(Henry): Na konstantnoj temperaturi molski udeo gasa (x) u rastvoru direktno je srazmeran parcijlanom pritisku gasa iznad rastvora

(P)<:>

x = K»p

Rastvorljivost kiseonika u čistoj vodi je zavisno od pritiska: Temperatura rastvaranja

Tako da će sa uvećanjem pritiska vazduha na vodenu površinu biti uvećana mogućnost rastvaranja kiseonika u vodi.

Primera radi, voda pri temperaturi od 10° C i atmosverskom pritisku od oko 1 Bara može rastvoriti 11,33 mg/dm<3>kiseonika (u normalnim uslovima). Uvećanjem pritiska vazduha na vodenu površinu uvećava se i masa kiseonika koju će voda rastvoriti iz vazduha jer se na taj način uvećao i parcijalni pritisak gasa na tečnu fazu-vodu (m/p=const).

Najveće nalazište kiseonika u vazduhu na našoj planeti je u oblasti Mrtvog Mora zbog njegove nadmorske visine na oko 400 m ispod kote, to je najniža kopnena tačka naše planete. U toj oblasti je uvećan Barometarski ili atmosverski pritisak pa vazduh ima više kiseonika za razliku od visokih planinskih masiva, suma gde je u stvari vazduh čistiji pa se stvara pogrešan utisak.

Ovim postupakom i aparatom, čist kiseonik koji se na opisan način stavlja pod hidrostatički pritisak vode u zvonu obogaćuje vodu kiseonikom. U otvoru zvona-02 komore tj u dodirnoj površini, dveju faza voda-čist 02, deluju hidrostatički pritisak vode i pritisak kiseonika koji je uveden ispod površine vode na dubinu otvora zvona što uvećava mogućnost rastvaranja 02 u vodi. Za razliku od vazdušnog kiseonika korišćenjem čistog kiseonika u postupku se uvećava parcijalni pritisak 02 na dodirnu površinu sa vodom pa se pored iznetog i na taj način znatno uvećava njegovo rastvaranje u njoj.

Primer br 3.

U opisanom postupaku obogaćivanja vode rastvorenim kiseonikom koristi se ČIST

KISEONIK. umesto vazduha koji sadrži oko 20% 02, pa je uvećan zapreminski udeo

kiseonika u dejstvu na vodenu površinu.

To je prema Henrijevom zakonu na datoj temperaturi molski udeo gasa u rastvoru srazmeran parcijalnom pritisku gasa iznad rasvora, i njegova rastvorljivost, izražena zapreminskim odnosomCP), srazmerna je parcijalnom pritisku:

"P = KT • p

Konstanta proporcionalnosti K<*>P je poznata u nauci kao Bunzenov apsorpcioni koeficijent (Bunsen).

Prema tome rastvaranje kiseonika u vodi će biti uvećano sa dubinom zaronjenosti zvona-02 komore u vodu, veličini dodirne površine voda-02 tj. otvora i brzinom cirkulacije vode u otvoru čime se uvećava aktivna dodirna površina sa uvedenim kiseonikom. Na ovaj način se gubitci ubačenog kiseonika radi obogaćivanja vode rastvorenim kiseonikom mogu smatrati beznačajnim u odnosu na dosadašnja fizicko-tehnicka rešenja. U isto vreme objekat ribnjaka ili bazen gde se radi obogaćivanje vode kiseonikom se nemora stavljati pod nadpritisak kiseonika što je praktično i neizvodljivo zbog velikih površina ribnjaka (često i više hektara). Zbog toga se ovaj postupak može smatrati jednostavnim i jedinstvenim.

Ispitivanja kiseonika rastvorenog u vodi na ovaj način, u radu proto-tipa, potvrdjuju da je čistu vodu ovim postupkom i aparatom moguće prezasititi rastvorenim kiseonikom odnosno postići nivoe prezasićenosti daleko iznad 100% relativne zasićenosti vode kiseonikom. Veoma sitni - mikro mehurići kiseonika izdvojeni iz vode na zidovima proto tipa u radu takodje govore u prilog ovoj tvrdnji.

Bazen za smeštaj ribe opremljen ovim postupkom i aparatom, napravljen radi provere praktične primene, je uspešno održavao u životu ribe smeštene u njemu koje su iskorišćene kao biološki indikator potrošača rastvorenog kiseonika dovedenog u vodu opisanim postupkom i aparatom.

Aparat (Slika 2)za obogaćivanje vode kiseonikom ovim postupkom, prema pronalasku i Slici 2, sastoji se od zvona-02 komore (4), kao najboljeg i najefektnijeg oblika elementa za izvodjenje postupka, odgovarajućeg fleksibilnog cevovoda (3), reducira visokog pritiska kiseonika na nizak (2), boce sa komprimovanim ili tečnim kiseonikom (1), regukatora nivoa faza voda-kiseonik sa jednosmernom slavinom za dopunjavanje kiseonika u zvono-02 komoru (5), vodene pumpe za obezbedjenje recirkulacije vode u zvonu-02 komori sa kiseonokom ono je najefikasnije sistemom fontane (6), sistema učvršćenja zvona-02 komore na dubinu ipod površine vode do odredjenih nivoa kako je voda potiskom nebi istisnula na površinu ono tehnički može biti izvedeno na više načina kao sto je na Slici 2. ucvšćenjem za dno ili opterećenjem (7), meračem količine rastvorenog kiseonika - oksimetrom (8), merač nivoa vode u bazenu (9), merač nivoa kiseonika u zvonu-02 komori (10) korišćenjem postupka i aparata za bazene sa ribom i za druge namene se regulacionim ventilom kontroliše upuštanje vode u bazen (11) kao i vetil za ispuštanje vode iz bazena. (12).

Sam naziv zvono-02 komora kao deo aparata je odabran radi lakšeg objašnjenja postupka. Komprimovani kiseonik može pokrivati i dno pravougaonog ribnjaka ili bazena podrazumevajući spomenute principe. U svim slučajevima otvor zvona, najpovoljnije oblika kupe, mora biti učvršćen za dno ribnjaka ili bazena, ili opterećen, kako ne bi isplivao na površinu dejstvom sile potiska. Ovo pričvršćivanje zvona za dno svojim većim otvorom se može izvesti na više načina. Samo zvono se može praviti od različitih materijala uglavnom nekorodirajućih (najbolje ekološke PVC). Prostor koji zauzima u objektu za proizvodnju ribe treba da bude sveden na minimum a u isto vreme da zadovolji potrebe što veće dodirne površine 02-H20. Normalno da se potrošnja kisonika u zvonu mora pratiti (meračem nivoa gas-tečnost) radi kontinualnog dodavanja i onemogućavanja eventualnih gubitaka curenjem van zvona. Mešanje vode u samom otvoru zvona se odvija programirano u zavisnosti od nivoa rastvorenog kiseonika u ribnjaku ili bazenu koji bi se kontinualno pratio. Mešanje, odnosno pokretanje vode ispod zvona takodje se može izvesti na više načina. Na primer ono može biti prinudno pomoću pumpi za vodu direktno oko ili ispod zvona a može biti, na primer, i pomoću mlaznica razmeštenih po obodu zvona i usmerenih ka sredini zvona. Sam vrh zvona je fleksibilnim cevovodom povezan sa bocama komprimovanog kiseonika koji se, Slika 1, ubacuje u zvono.

U tehnologije vode u proizvodnji ribe ne postoje saznanja o sličnim ili istim postupcima koji se u svetu koriste na način kako je to opisano, pa se ovaj postupak može smatrati jedinstvenim. Primenom ovog postupka može se, uspešno uz velike uštede, voda obogaćivati rastvorenim kiseonikom. Ovo je posebno interesantno, izmedju ostalog, u proizvodnji ribe u ribnjacima (naročito u pastrmskim ribnjacima i za proizvodnju šaranske ribe), zatim manjih rečnih tokova, bazena, smeštaju i transportu ribe, pijacih, mineralnih, voda za medicinske svrhe, otpadnih i drugih voda.

Način funkcionisanja aparata je jednostavan i na očigledan način proizilazi iz prethodnog opisa i nacrta pa ga nije potrebno posebno detaljno opisivati.. Ukoliko se ugradi merač kiseonika u vodi ribnjaka ili bazena, kada količina kiseonika u vodi padne ispod 1 mg/l vode, uredjaj se takodje moze uključivati automatski. Svakako da se ovo uključivanje danas moze vršiti i daljinskim putem SMS porukama ili si.

Način industrijske ili druge primene pronalaska

Način primene pronalaska proističe na očigledan način iz prethodnog teksta, odnosno za privrednu upotrebu prijavljenog pronalaska nisu potrebna neka posebna znanja, uputstva ili iskustva da bi se uspešno primenio pronalazak. Potrebna su i dovoljna samo ona znanja iz predmetne oblasti koja poseduje prosečan stručnjak za uspešnu primenu predmetnog pronalaska a na osnovu datog opisa. Sve funkcionalne i ekološke karakteristike sredstva autor je uspešno više puta proverio na prototipu.

Svakako da se, zadržavajući isti princip pronalaska, detalji konstrukcije, tehnološke pripreme i oblici izvodjenja mogu menjati u širim granicama u odnosu na opisane i prikazane, a da se ne odstupi od opsega prikazanog pronalaska.

Claims (2)

1. Postupak obogaćivanja vode, naročito vode u ribnjacima, rastvorenim kiseonikom,naznačen time,štosekomprimovani kiseonik ubacuje ispod površine vode dosamogdna ribnjaka, odnosno jezera, ili bazena ostavljajući pri tome mogućnost da voda u sloju od nekoliko centimetara (5-15cm) pri dnu ribnjaka ili bazena bude izložena u otvoru zvona-02 komore (4) čistom kiseoniku koji na nju deluje pod pritiskom, pri čemusuoba dovedena u ravnotežu u otvoru zvona a zavise od dubine zaronjenosti zvona uvodi,igde sestalnom cirkulacijom vode ispod otvora zvona postiže obogaćivanje vode rastvorenim kiseonikom u bazenuzaproizvodnju ribe bez gubitaka kiseonika odlaskom u atmosferu, kadaječist kiseonik praktično trenutno utisnut u vodu dodirnog sloja, voda je prezasićena, a mešanjem ćesekiseonikom obogatiti voda u bazenu.

2. Aparat za izvodjenje postupka prema zahtevu 1,naznačen t i m e , što sesastoji od zvona-02 komore (4), odgovarajućeg fleksibilnog cevovoda (3), reducira (2) visokog pritiska kiseonika na nizak, bocesakomprimovanim ili tenim kiseonikom(1),regukatora nivoa faza voda-kiseoniksajednosmernom slavinom za dopunjavanje kiseonika u zvono-02 komoru(5),vodene pumpe za obezbedjenje recirkulacije vode u zvonu-02 komorisakiseonikom ono je najefikasnije sistemom fontane (6), sistema učvršćenja zvona-02 komore (4) na dubinu ispod površine vode do odredjenih nivoa i to učvšćenjem za dno pomoću optereća(7),meračem (8) količine rastvorenog kiseonika-oksimetrom, merač nivoa vode u bazenu (9), merač nivoa kiseonika u zvonu-02 komori (10) korišćenjem postupka i aparata za obogaćivanje vode u bazenima sa ribom izadruge nameneseregulacionim ventilom kontroliše upuštanje vode u bazen (11) kaoiventil(12) zaispuštanje vode.