Биофильтр для очистки воды в рыбоводных системах

Полезная модель относится к области рыбного хозяйства и аквакультуры, в частности к технологиям очистки воды в установках замкнутого водоснабжения (УЗВ) по выращиванию рыбы, гидробионтов, эксплуатация которых предполагает достаточно высокую интенсивность водо- и газообмена.
Известен биофильтр для очистки воды в рыбоводных системах (патент РФ № 174587, МПК С02F 3/08, C02F 3/12, A01K 61/00, опубл. 23.10.2017, бюл. №30), содержащий цилиндрический корпус с конусообразным основанием и шламоотводящим патрубком, гидроэлеватор, размещенный по центру корпуса, на верхней части которого расположены кольцевой лоток и сетка, удерживающая плавающие гранулы биозагрузки, и водоотводящий патрубок, отличающийся тем, что дополнительно содержит переливной патрубок, расположенный выше удерживающей сетки, основную камеру с гранулами, регенерирующей неорганизованной биозагрузки с нейтральной плавучестью, разделительную камеру, расположенную в нижней части корпуса, основание которой является дном корпуса и представляет собой перевернутый конус с расположенным на вершине шламоотводящим патрубком для периодического отвода падающего осадка, а верхняя часть разделительной камеры выполнена в виде конуса, жестко скрепленного с ее нижней частью, и имеет прорези, расположенные по кругу на минимально допустимом конструктивном расстоянии по отношению к стенкам корпуса, верхний конус разделительной камеры является дном основной камеры и имеет уклон к стенкам корпуса 30°, при этом верхняя часть крышки разделительной камеры жестко соединена с гидроэлеватором, который выходит за крышку корпуса на 1/3 от общей длины гидроэлеватора, в его верхней части размещен водоподающий патрубок, диаметр которого в два раза меньше диаметра гидроэлеватора. Суммарная площадь прорезей в верхней части разделительной камеры равна площади выходного отверстия гидроэлеватора. Гранулы биозагрузки занимают 70% объема основной камеры.
К недостаткам данного биофильтра следует отнести низкую эффективность процесса очистки загрязненной воды и низкий уровень содержания кислорода в очищенной воде.
Технической задачей полезной модели является повышение степени насыщенности оборотной воды чистым кислородом и очистки её от растворенных в ней метаболитов (продуктов жизнедеятельности гидробионтов и рыб), при сохранении интенсивного водообмена.
Технический результат достигается в биофильтре тем, что поступающую под напором загрязненную воду из системы устройства замкнутого водоснабжения насыщают чистым кислородом. Такой воде создаётся «торосферический центробежный поток», этот поток усиливают сжатым воздухом при прохождении его через биозагрузку.
На фигуре представлена конструкция предлагаемого биофильтра.
Биофильтр для очистки воды в рыбоводных системах содержит цилиндрический корпус 1 с конусообразным основанием 8 и шламоотводящий патрубок 10, оксигенатор 6, размещенный по центру корпуса 1. Подача воды в оксигенатор 6, выполненный  конусообразным, осуществляется через напорный трубопровод 5, имеющий в средней  части ответвление для дополнительной подачи воды в корпус 1 биофильтра и имеющее скос на выходе под углом 45°, кроме того, кнапорному трубопроводу 5 подсоединён патрубок 7 ввода чистого кислорода, а для подачи сжатого воздуха для барботажа в средней части биозагрузки 2 расположены рамка 3 и патрубок подачи сжатого воздуха 4,  в нижней части корпуса с одной стороны конусообразного основания 8 находится шламоотводящий патрубок 10, а с другой – рамка для сбора осадка 9, кроме того выход очищенной обогащенной кислородом воды из биофильтра производится из водоотводящего патрубка 11 в верхней части корпуса биофильтра.
Биофильтр работает следующим образом.
В системе устройства замкнутого водоснабжения циркулирующие насосы 12 забирают из бассейна-сумматора 13 воду и по напорному трубопроводу 5 подают её в оксигенатор 6. Дополнительная подача воды по ответвлению напорного трубопровода 5, имеющему скос на выходе под углом 45°, способствует большей циркуляции воды внутри корпуса.  Параллельно, в оксигенатор 6 под давлением по патрубку 7 подается очищенный до 93 % кислород. Происходит активное растворение в воде кислорода до уровня насыщения 250-300%. Вода, насыщенная кислородом, сталкивается с конусообразным основанием 8, выполняющим функцию  конуса-рассекателя потока,  и изменяет своё направление движения на противоположное, при этом создаётся восходящий «торосферический центробежный поток». Параллельно, в рамку подачи воздуха 3 для барботажабиозагрузки 2 подается сжатый воздух, что усиливает «торосферический центробежный поток» воды. Подающийся сжатый воздух «выносит» углекислый газ из воды. Биологическая очистка воды проводится с помощью бактерий, находящихся на гранулах биозагрузки. В нижней части корпуса 1 происходит выпадение осадка на рамку сбора 9 и его утилизация по шламоотводящему патрубку 10. Очищенная от метаболитов, а также обогащенная кислородом вода поступает обратно в систему замкнутого водоснабжения через водоотводящий патрубок 11.
Регулирование в биофильтре подачи количества чистого кислорода делает процесс насыщения воды кислородом управляемым. Создаваемый «торосферический центробежный поток» и его прохождение через биозагрузку повышает качество биологической очистки воды. Конструкция биофильтра является компактной, обладающей минимальными эксплуатационными затратами.