Результат интеллектуальной деятельности: Система замкнутого водоснабжения для промышленного выращивания гидробионтов

Предлагаемое изобретение может использоваться для промышленного выращивания гидробионтов.

Известно изобретение [1], включающее стадию отбора загрязненной воды из бассейна или бассейнов с аквакультурой с любого горизонтального уровня бассейна или бассейнов, стадию первичной механической очистки отобранной воды, осуществляемую на фильтре с ламелями сепарации, стадию биологической очистки воды, осуществляемую на фильтре с биозагрузкой в псевдокипящем слое при однонаправленном движении снизу вверх очищаемой воды и воздуха, стадию вторичной тонкой механической очистки, осуществляемую на фильтре с ламелями сепарации, стадию дезинфекции воды путем озонирования с одновременным обогащением воды кислородом при использовании газовой озоно-кислородной смеси под давлением 1,05-1,40 бар с последующим выдерживанием обработанной воды при атмосферном давлении и контролем конечного количества озона. На каждой стадии очистки предусмотрен процесс удаления отделенных механических загрязнений. Циркуляцию воды осуществляют с помощью насоса. Оборудование очистки последовательно соединяют между собой в соответствии с последовательностью указанных стадий и размещают на технологической линии до насоса. Устройства озонирования, обогащения воды кислородом и контроля конечного количества озона размещают на напорной линии насоса. Одновременно оборудование устанавливают так, что верхний уровень воды в механических фильтрах и верхний уровень псевдокипящего слоя биофильтра осуществлены на уровне зеркала бассейна или бассейнов с аквакультурой с точностью расположения по вертикали до -0,20 м и уровень всасывания насоса на уровне зеркала бассейна или бассейнов с аквакультурой с точностью расположения по вертикали до -0,50 м.

Данное изобретение не имеет стадии ультрафиолетовой дезинфекции, а для обеспечения циркуляции воды применяется насос с напорным трубопроводом, что подразумевает турбулентное течение воды при высоком давлении, что является энергозатратным. Также, стадия озонирования с одновременным обогащением воды кислородом подразумевает, что нерастворенные озон и кислород будут попадать в атмосферу, что приводит к неоправданному увеличению расхода газов и повышенной опасности отравления озоном.

Известно устройство с замкнутым циклом водоснабжения для выращивания товарных пород рыб [2], включающее взаимодействующие между собой посредством водопроводов и информационно-коммутационных каналов блоки выращивания гидробионтов, стабилизационный водяной танк, блок механической фильтрации, блок биологического обогащения воды, денитрификационный биофильтр, нитрификационный биофильтр, канал аэрации, блок ультрафиолетового облучения, бойлер, блок стабилизации рН воды, насос, первый воздушный компрессор, рыбные танки, резервный танк для воды, второй воздушный компрессор, блок подачи свежей воды, блок отвода отработанной воды и осадочных фракций, первый, второй и третий затворы, блок уровневой автоматики, блок слежения и управления параметрами воды, насос откачки осадочных фракций из блока биологического обогащения воды, смеситель, насос блока биологического обогащения воды и насос резервного танка воды.

Данное устройство обеспечивает циркуляцию воды посредством насоса и трубопроводов, что подразумевает турбулентное течение воды при высоком давлении, что является энергозатратным. Также, в устройстве отсутствует стадия оксигенации.

Наиболее близким из известных аналогов является технология управляемого замкнутого водоснабжения [3]. Данная технология включает следующие этапы: самотечная подача воды из резервуаров с рыбой, механическая фильтрация, озонирование либо ультрафиолетовая обработка, биофильтрация со статической загрузкой, биофильтрация с плавающей загрузкой, оксигенация, напорная подача воды в резервуары с рыбой. Подача воды после биофильтрация с плавающей загрузкой до подачи воды в резервуары с рыбой осуществляется при помощи насоса по трубопроводам.

Данная технология подразумевает частично турбулентное течение воды при высоком давлении, что является энергозатратным.

Технический результат, достигаемый предлагаемой системой, состоит в снижении энергозатрат на очистку воды при выращивании гидробионтов.

Технический результат достигается тем, что система замкнутого водоснабжения для промышленного выращивания гидробионтов включает бассейн, механический фильтр, распылители воздуха, биологический фильтр и ультрафиолетовые лампы. Система снабжена распылителем кислорода, расположенным над ним каналом, изолированной от атмосферы камерой, размещенной над каналом и снабженной патрубком. Бассейн, механический фильтр, распылители воздуха, биологический фильтр, ультрафиолетовые лампы, распылитель кислорода, канал и изолированная от атмосферы камера размещены в полом корпусе, при этом биологический фильтр располагается под бассейном.

На фиг. 1 показана схема системы замкнутого водоснабжения для промышленного выращивания гидробионтов.

На фиг. 2 показано сечение зоны механического фильтра устройства замкнутого водоснабжения для промышленного выращивания гидробионтов.

Система замкнутого водоснабжения для промышленного выращивания гидробионтов состоит из полого корпуса 1, разделенного на два яруса (см. фиг. 1): бассейн 2 (предназначен для содержания гидробионтов: рыба, ракообразные и т.д.) и биологический фильтр 3. С одного конца корпуса расположен механический фильтр 4. Зона механического фильтра 4 отделена от бассейна 2 перфорированной перегородкой 8. Под механическим фильтром 4 расположены распылители воздуха 5. Для выхода подаваемого распылителями воздуха 5 воздуха предусмотрены каналы 6. Причем выход воздуха может осуществляться любым другим способом (например, при помощи труб). На уровне биологического фильтра 3, с противоположной стороны от механического фильтра 4, расположены ультрафиолетовые лампы 9. Ультрафиолетовые лампы 9 отделены от биологического фильтра 3 перфорированной перегородкой 7. Слева от ультрафиолетовых ламп 9 расположен распылитель кислорода 10. Над распылителем кислорода 10 располагается канал 11, отделенный от бассейна 2 и ультрафиолетовых ламп 9 перегородкой 12. Над каналом 11 расположена изолированная камера 13, нижняя кромка которой располагается ниже уровня воды в бассейне 2. На ограждающей конструкции изолированной камеры 13 расположен патрубок 14 и штуцер подключения подачи кислорода 15. Причем, штуцер подключения подачи кислорода 15 может быть расположен как на линии подачи кислорода в распылитель кислорода 10, так и на патрубке 14 или линии, подключенной к патрубку 14. Со стороны канала 11, бассейн 2 отделен перфорированной перегородкой 16.

Система замкнутого водоснабжения для промышленного выращивания рыбы следующим образом. Устройство заполняется водой до уровня верхней кромки перегородки 12. В бассейн 2 запускаются гидробионты. Далее, включается подача кислорода в распылитель 10. Кислород, проходя через распылитель 10 разбивается на микропузырьки и попадает в воду внутри канала 11. Тем самым, повышается площадь соприкосновения газ-вода и начинается активное растворение кислорода в процессе подъема микропузырьков к кислородной полости внутри изолированной камеры 13. В процессе подъема микропузырьков внутри канала 11 образуется газо-водяная смесь, плотность которой ниже плотности воды в устройстве. Из-за этого столб газо-водяной смеси поднимается выше перегородки 12 и происходит перелив воды в бассейн 2 через перфорированную перегородку 16. Кислород для подачи в распылитель 10 забирается из колпака через патрубок 14. Растворенный кислород замещается кислородом, подаваемым через штуцер подключения подачи кислорода 15. Также, кислород может подаваться в линию подачи кислорода в распылитель кислорода 10, так через патрубок 14 или линию, подключенную к патрубку 14. Изолированная камера 13 не имеет сообщения с атмосферой. Далее, вода перемещается вдоль бассейна 2 в ламинарном режиме. В процессе протекания, гидробионты поглощают кислород и выделяют в воду продукты жизнедеятельности и углекислый газ. Далее, вода попадает в механический фильтр 4, через перфорированную перегородку 8, и очищается от механических загрязнений. Далее, вода попадает под механический фильтр через отверстие. В распылители воздуха 5, расположенные под механическим фильтром 4 подается воздух, который выходит через каналы 6. Вода через каналы 6 не переливается. При этом происходит дегазация воды (удаление углекислого газа). Далее, вода попадает в биологический фильтр 3, через перфорированную перегородку 7, где происходит разложение аммиака и его ионов. Протекание воды через биологический фильтр 3 происходит в ламинарном режиме. В биологическом фильтре 3 может применяться как плавающая, так и тонущая биозагрузка, а также биозагрузка с нулевой плавучестью. Также, в биофильтре 3 может применяться аэрация. При этом, выход воздуха из биофильтра 3 может быть организован через каналы, аналогичные каналам 6. После прохождения биологического фильтра 3, через перфорированную перегородку 17, вода протекает через ультрафиолетовые лампы 9. Происходит обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением. Далее, вода подсасывается через зазор под перегородкой 12 и попадает в канал 11, где обогащается кислородом. Далее, процесс повторяется.

Список использованной литературы

1. Способ очистки и подготовки воды в установках замкнутого водоснабжения для выращивания аквакультуры. Патент на изобретение RU №2696434, опубликован 01.08.2019 г.

2. Устройство с замкнутым циклом водоснабжения для выращивания товарных пород рыб. Патент на изобретение RU №2637522, опубликован 05.12.2017 г.

3. Компания FISH-AGRO. Технология управляемого замкнутого водоснабжения, http://fish-agro.ru/fish-agro/what_about/