Рыбоводная установка с замкнутым водоснабжением

Полезная модель относится к рыбоводству и может также использоваться в водоемах различного назначения для улучшения качества воды за счет очистки ее от тонкодисперсных взвесей и аммонийного азота.
Известно устройство для очистки воды от взвешенных частиц, включающее камеру отделения взвешенных частиц, емкость для сбора осветленной воды, канал для выпуска осажденного шлама (RU, U1, №151047, 2015).
Известное решение не обеспечивает необходимую степень очистки воды и характеризуется значительной материалоемкостью.
Наиболее близким к заявленной полезной модели является устройство для осаждения взвешенных частиц, включающее корпус с наклонным днищем и установленным над ним перфорированным листом, каналы подвода осветляемой воды, отвода осветленной воды и осажденного шлама (RU, U1, №62032, 2007).
Недостатками известного решения являются значительные затраты труда на промывку фильтров, а также необходимость использования большого количества промывочной воды.
Заявленная полезная модель направлена на сокращение трудозатрат при снижении количества воды, необходимой для промывки.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве замкнутого водоснабжения, содержащем рыбоводный бассейн осветляемой воды с наклонным днищем и установленным над ним статическим фильтром, каналы подвода и отвода осветленной воды и осажденного шлама, при этом между емкостью с осветляемой водой и механическим фильтром установлен реактор с ионообменным минеральным материалом различных фракций и перемешивающим устройством.
В качестве ионообменного материала использован цеолит.
Реактор с ионообменным минеральным материалом гидравлически связан с взаимосвязанными посредством воздушного канала с колонной с регенерационным раствором и поглотительной колонной.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема установки.
Устройство для разведения рыбы содержит реактор 1 с послойным размещением ионообменного минерального материала 2, например цеолита, различных фракций разных фракций: 0-1 мм, 1-3 мм, 3-5 мм, 5-10 мм и 10-20 мм в соотношении 10, 60, 20, 5 и 5% соответственно, а также бассейны 3 осветляемой воды, в которых содержится рыба.
Из рыбоводного бассейна 3 посредством насоса 4 очищаемая вода по транспортным каналам подается на статический фильтр 5 тонкой очистки, откуда она частично возвращается в бассейн 3, а оставшуюся часть воды насосом 6 направляют в реактор 1.
При непрерывном цикле работы установки вода, пройдя через слой цеолита 2, очищается от аммония и возвращается в рыбоводные бассейны 3.
При циклическом режиме работы после заполнения реактора 1 водой посредством установленного в реакторе 1 перемешивающего устройства 7 активно перемешивается масса цеолита 2, смывая с него биообрастания. При отключении перемешивающего устройства от сети в реакторе 1 автоматически формируется обратный фильтр из частиц цеолита 2 разного размера, препятствующий выносу из него цеолита 2 мелкой фракции, после чего очищенная вода возвращается в рыбоводные бассейны 3.
Для сбора донных осадков все бассейны 3 в установке имеют конусное дно с приемником шлама 8, снабженное затвором 9 для сброса осадка. Перед сливом очищенной воды из реактора 1 перемешивание прекращается, и цеолит 2 разных фракций начинает осаждаться на решетку реактора 1. Первыми осаждаются крупные фракции, затем все более мелкие. В осадок попадают более крупные частицы цеолита 2, покрытые биопленкой и уже не способные к свободной циркуляции в воде. В результате на решетке формируется обратный фильтр, позволяющий удерживать в реакторе даже самые мелкие фракции цеолита 2. По мере накопления осадка в приемниках шлама 8, расположенных в донной области бассейнов 3, кратковременно открываются затворы 9, отводя концентрированный осадок за пределы установки.
По исчерпании цеолитом 2 способности поглощать аммоний реактор 1 из колонны 10 по транспортным каналам заполняется щелочным регенерационным раствором, который посредством устройства 7 перемешивается с цеолитом 2, а после осаждения последнего регенерационный раствор возвращают в колонну 10. Для нормализации рН в реактор 1 вносят кислый реагент, после чего работа реактора 1 по очистке воды от аммония возобновляется.
Независимо от процесса очистки воды в колонну 10 подается воздух от воздуходувки 11. В самой же колонне 10 включается насос 12, который обеспечивает циркуляцию регенерационного раствора сверху вниз. Создается противоток воздуха и регенера-ционного раствора, при этом находящийся в газовой фазе аммиак отдувается из раствора и переходит в воздух.
Воздух с аммиаком по герметичному воздушному соединению поступает в поглотительную колонну 13, где улавливается подкисленной водой. Вода в поглотительной колонне циркулирует сверху вниз за счет насоса 14.
Для периодической регенерации цеолита используется щелочной раствор хлористого натрия с рН от 9 до 13, который, помимо регенерации цеолита, способствует разрушению бактериальной пленки и прекращает развитие бактерий в массе цеолита 2.
Для восстановления нейтральной среды после регенерации и слива регенерационного раствора в реактор 1 вносится кислый реагент (лимонная кислота) в количестве, достаточном для формирования рН в диапазоне 6,0-8,5.
Аммиак из регенерационного раствора после слива его из реактора 1 в колонну 10 удаляется из нее методом отдувки при рН раствора в диапазоне от 9 до 13.
Аммиак, переведенный при отдувке в газовую фазу, затем в колонне 13 поглощается подкисленным водным раствором, образуя аммиачную воду - ценное удобрение, широко использующееся в сельском хозяйстве.
Заявленная установка основана ионообменном и биологическом методах очистки воды. Процесс протекает не в отдельном, специальном устройстве, а во всех без исключения емкостях, содержащихся в установке замкнутого водоснабжения. Это достигается применением специальной мелкой фракции цеолита 2, размерами менее 40-60 мкм. Эта фракция свободно циркулирует в системе установки замкнутого водоснабжения и свободно проходит через сита барабанных или иных механических фильтров, но сразу же удаляется ими, как только на поверхности частиц начинает развиваться биопленка. Тогда размеры частиц цеолита 2 начинают расти за счет образующихся на них бактериальных конгломератов и они удаляются на механическом фильтре. Таким образом, из воды в установке замкнутого водоснабжения постоянно удаляются зарождающиеся компоненты активного ила вместе с накопленными им биогенами.
Для того, чтобы в массе неподвижного цеолита 2 не образовывались бактериальные конгломераты и биопленка, вода в реакторе 1 постоянно или периодически подвергается интенсивному перемешиванию.
Для сбора донных осадков все бассейны 3 в установке замкнутого водоснабжения имеют конусное дно со сборником шлама, снабженное затвором для сброса осадка. В осадок попадают более крупные частицы цеолита 2, покрытые биопленкой и уже не способные к свободной циркуляции в воде.
Перед сливом очищенной воды из реактора 1 перемешивание прекращается, и цеолит 2 разных фракций начинает осаждаться на решетку реактора. Первыми осаждаются крупные фракции, затем все более мелкие. В результате на решетке формируется обратный фильтр, позволяющий удерживать в реакторе даже самые мелкие фракции цеолита 2.
Для периодической регенерации цеолита 2 используется щелочной раствор хлористого натрия с рН от 9 до 12, который, помимо регенерации цеолита 2, способствует разрушению бактериальной пленки и прекращающий развитие бактерий в массе цеолита 2.
Для восстановления нейтральной среды после регенерации и слива регенерационного раствора в реактор 1 вносится кислый реагент (лимонная кислота) в количестве, достаточном для формирования рН 6,0-8,5.
Аммиак из регенерационного раствора после слива его из реактора 1 удаляется методом отдувки при рН раствора в диапазоне от 9 до 13.
Аммиак, переведенный при отдувке в газовую фазу, затем поглощается подкисленным водным раствором, образуя аммиачную воду - ценное удобрение, широко использующееся в сельском хозяйстве.