Усовершенствованный белковый скиммер

Изобретение относится к белковому скиммеру, предназначенному для использования в очистке воды при разведении рыбы или других водных организмов в резервуаре, аквариуме или бассейне. Белковый скиммер, имеющий систему циркуляции, содержащую одну или более выпускных труб, ведущих от резервуара к помпе для циркуляции воды, и обратную трубу для возврата воды прямо или косвенно из помпы в резервуар. Обратная труба содержит по существу горизонтальную прямую часть, имеющую по меньшей мере один направленный вверх боковой патрубок с отверстием, открытым в воздух. Горизонтальная прямая часть предназначена для быстрого пропускания воды мимо бокового патрубка и обеспечения уровня воды на уровне пересечения бокового патрубка с прямой частью или выше него. Боковой патрубок направлен назад относительно направления течения воды в прямой части и образует первый угол (v) от 0° до около 90° с прямой частью. Во время течения воды белковая пена образуется на поверхности воды на пересечении бокового патрубка с прямой частью обратной трубы, и белковая пена может расти над поверхностью воды для выпуска через боковой патрубок, и обратная труба предназначена для прохождения полностью или частично очищенной воды дальше через прямую часть прямо или косвенно в резервуар. Способ включает подачу загрязненной или частично очищенной воды в обратную трубу, которая ведет в резервуар, причем обратная труба содержит по существу горизонтальную прямую часть, имеющую один или более направленных вверх боковых патрубков, каждый из которых имеет отверстие, открытое в воздух. Обеспечивают быстрое течение воды мимо бокового патрубка, поддерживая при этом уровень воды на уровне пересечения бокового патрубка с прямой частью или выше него, причем боковой патрубок направлен назад относительно направления течения воды в прямой части и образует первый угол (v) от 0° до около 90° с прямой частью. Белковая пена образуется на поверхности воды на пересечении бокового патрубка с прямой частью обратной трубы, и белковая пена может расти вверх над поверхностью воды для выпуска через боковой патрубок. Обеспечивают дальнейшее течение полностью или частично очищенной воды дальше через прямую часть обратной трубы и прямо или косвенно обратно в резервуар. Обеспечивается удаление белка из воды. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 1 табл., 12 ил.

 

Введение

Настоящее изобретение относится к отделителю, также именуемому как пеноотделитель или скиммер, предназначенному для удаления белка из воды в аквакультурных комплексах и аквариумах. Более конкретно изобретение относится к белковому скиммеру для циркуляции воды в аквакультурном комплексе для разведения съедобной рыбы или аквариуме для относительно большого количества аквариумных рыб, например японского карпа или других видов пресноводных рыб, или других пресноводных организмов, например речных раков. Белковый скиммер согласно настоящему изобретению можно также использовать для удаления белка из морской воды в резервуарах для разведения морских организмов.

Описание известного уровня техники

Одной из задач, решаемых в настоящем изобретении, является уменьшение подачи воздуха в воду во время процесса очистки, целью которого является удаление белка из воды. При подаче воздуха в воду под давлением или в виде пузырьков в воде может растворяться большое количество газообразного азота, содержащегося в воздухе. Это может привести к нежелательному уровню содержания азота в воде. Известно, что растворенный в воде азот тормозит рост рыбы, поэтому желательно поддерживать достаточно низкий уровень азота в воде, чтобы избежать замедления роста рыбы.

Известен способ удаления частиц и белков из воды путем подачи в воду воздуха для образования воздушных пузырьков, чтобы частицы и белки приставали к пузырькам и выносились с ними на поверхность, откуда их можно удалить. Эффективность этого способа зависит от ряда факторов, наиболее важными из которых являются плотность и уровень рН. Важность уровня рН обусловлена тем, что пресная вода обычно имеет более низкий уровень рН, чем соленая вода. Это уменьшает электрические связи, образующиеся между частицами в пресной воде. Обычно создание пузырьков для удаления белка применяют в пределах установленного интервала солености от 10 до 50 частей на тысячу, при котором размер пузырьков составляет от около 0,1 до около 1 мм. Кроме того, пресная вода имеет более низкую плотность, чем соленая вода, и это затрудняет образование маленьких устойчивых пузырьков. На фиг.12 показаны интервалы размеров пузырьков, образующихся в воде разной солености. Для воды, имеющей соленость менее чем около 5-10 частей на тысячу, удаление белка обычно не применяется.

Предшествующий уровень техники

Известно использование так называемых "камней для образования пузырьков", через которые под водой пропускают воздух под давлением. Образующиеся при этом пузырьки имеют маленький диаметр, даже если они образуются в практически пресной воде, и они могут захватывать белки из воды. Однако эти пузырьки неустойчивы в пресной воде и сливаются друг с другом, образуя пузырьки большего размера от около 2 до 5 мм, как показано на фиг.12 в левой части интервала размеров устойчивых пузырьков.

В патенте США №3661262 (Sanders) описана система фильтрации и циркуляции для поддержания качества воды в марикультурном бассейне (Filtration and circulation system for maintaining water quality in mariculture tank). В этом патенте в верхнем правом углу чертежа показан белковый скиммер, обозначенный позицией 20, а также аналогичное Y-образное трубчатое соединение, расположенное в направлении главной вертикальной трубы, которое не используется для выпуска воды.

В патенте США №3965007 (Conn et al.) описан белковый скиммер для использования в аквариуме с рециркуляцией воды. В нем применяется инжектор воздушных пузырьков в нижней части трубки, находящейся вблизи дна воды. Однако инжекция пузырьков создает опасность повышения уровня азота в воде, что обычно приводит к ухудшению роста рыбы. Пузырьки гораздо легче образуются в пресной воде, и их присутствие нежелательно, так как мальки могут принимать воздушные пузырьки за частицы корма.

В патенте США №3994811 (Cohen et al.), так же как и в патенте США №2965007 (Packard), показан белковый скиммер и блок угольного фильтра, при этом воздух подается под давлением в воду на заданную глубину, а вблизи верхней части фильтрационного блока имеется слив для образующейся пены, и вода течет дальше вниз к угольному фильтру. Однако подача воздуха под давлением нежелательна по упомянутой выше причине.

В патенте США №4988436 (Cole) описан белковый скиммер (показанный на фиг.1 и 2 данного патента) с помпой 71 для подачи воздуха и воздушной трубкой 129, ведущей к диффузорам 127 и 131 пузырьков, которые образуют пузырьки, собирающиеся в экстракционной камере 99, где собирается белковая пена. Недостаток этого технического решения также заключается в нежелательном введении воздуха.

В патенте США №5628905 (Montalbano) описан еще один белковый скиммер с введением воздуха в пористый диффузор пузырьков (см. ссылочные обозначения 41 на фиг.3 и на фиг.4).

В патенте США №5736034 (Phillips) показано тангенциальное горизонтальное впускное устройство для смеси воды и воздуха из помпы в вертикальную трубку, диаметр которой больше диаметра горизонтального впускного устройства, в котором образуется завихрение, и это завихрение направляется через центральную трубу на поверхность, на которой образуется пена, пригодная для удаления. Настоящее изобретение существенно отличается от этого технического решения.

В патенте США №6156209 (Kim) показана пузырьковая камера с воздухом в верхней части. В пузырьковой камере подают воду в направлении поверхности воды, на которой образуется пена, затем пена собирается на поверхности и поднимается вверх по вертикальной трубе для пены. Вода с меньшим содержанием белка собирается возле дна пузырьковой камеры. В этом патенте США отсутствует обращенный назад патрубок водяной трубы.

В патенте США №6303028 (Marks et al.) показано образование белковой пены на поверхности контакта вода-воздух, когда смесь воздуха и воды циркулирует через барьер в перевернутой воронке. Белковая пена образуется и просачивается вверх из верхнего более узкого отверстия воронки и может выводиться из верхнего резервуара. На выпускной трубе не показано никакой прямой части. Кроме того, в отличие от настоящего изобретения в этом патенте США требуется добавлять воздух, и на чертежах отсутствует наклоненный назад боковой патрубок.

Представленные выше известные технические решения не решают проблемы, обусловленной слишком большим содержанием азота в пресной воде, которое приводит к замедлению роста рыбы. Кроме того, эти публикации относятся к способам применения в морской воде. В морской воде образуются более мелкие пузырьки, чем в пресной воде. Образующиеся в пресной воде пузырьки имеют такой размер (см. фиг.12), что мальки могут принимать их за корм, а это побуждает их подниматься в воде выше уровня, благоприятного для мальков с точки зрения световых условий, температуры или риска быть съеденными, или же на уровень, содержащий недостаточное количество корма. Иными словами, существует потребность в белковом скиммере, который бы не имел недостатков указанных выше публикаций.

Как показали некоторые недавние эксперименты, белковый скиммер согласно настоящему изобретению можно также использовать и для морской воды.

Краткое изложение сущности изобретения

Настоящее изобретение относится к белковому скиммеру, предназначенному для использования в очистке воды при разведении или выращивании рыбы или других водных организмов в резервуаре, аквариуме или бассейне, имеющем систему циркуляции, содержащую одну или более выпускных труб для выпуска воды из резервуара к помпе для циркуляции воды и обратную трубу для возврата воды прямо или косвенно из помпы в резервуар.

Белковый скиммер отличается тем, что обратная труба содержит по существу горизонтальную прямую часть, имеющую по меньшей мере один направленный вверх боковой патрубок с отверстием, открытым в воздух, причем по существу горизонтальная прямая часть предназначена для быстрого пропускания воды мимо бокового патрубка и обеспечения уровня воды на пересечении бокового патрубка с прямой частью или выше него, при этом боковой патрубок направлен назад относительно направления течения воды в прямой части трубы и образует первый угол от 0° до около 90° с прямой частью трубы.

Во время течения воды белковая пена образуется на поверхности воды на пересечении бокового патрубка с прямой частью обратной трубы, и белковая пена имеет возможность расти вверх над поверхностью воды для выпуска через боковой патрубок, а обратная труба предназначена для дальнейшего прохождения полностью или частично очищенной воды через прямую часть для возврата прямо или косвенно в резервуар.

Белковый скиммер предпочтительно содержит крышку над выходом бокового патрубка для защиты отделенной белковой пены, находящейся в боковом патрубке, от смывания обратно вниз на поверхность воды бокового патрубка, а также содержит клапан, расположенный в трубе в прямой части или после нее и расположенный после бокового патрубка, если смотреть в направлении течения воды.

Изобретение также относится к способу очистки пресной или морской воды при разведении или выращивании пресноводной или морской рыбы или других водных организмов в резервуаре с помощью белкового скиммера, согласно которому

подают загрязненную или частично очищенную воду в обратную трубу, которая ведет в резервуар, причем обратная труба содержит по существу горизонтальную прямую часть, имеющую один или более направленных вверх боковых патрубков, каждый из которых имеет отверстие, открытое в воздух,

обеспечивают быстрое течение воды мимо бокового патрубка, поддерживая при этом уровень воды на пересечении бокового патрубка с прямой частью или выше, причем боковой патрубок направлен назад относительно направления течения воды в прямой части и образует первый угол от 0° до 90° с прямой частью, так что белковая пена образуется на поверхности воды на пересечении бокового патрубка с прямой частью обратной трубы, и белковая пена может расти вверх над поверхностью воды для выпуска через боковой патрубок, и

обеспечивают дальнейшее течение полностью или частично очищенной воды через прямую часть обратной трубы назад прямо или косвенно в резервуар.

Другие существенные признаки белкового скиммера и способа согласно изобретению охарактеризованы в соответствующих независимых пунктах формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Изобретение изображено на прилагаемых чертежах, которые предназначены только для иллюстрации и которые не следует считать ограничивающими объем изобретения.

Фиг.1 схематически изображает сечение в вертикальной плоскости возможного варианта аквакультурного или марикультурного комплекса для пресноводной рыбы, морской рыбы или других водных организмов, содержащего резервуар для разведения или выращивания рыбы или других водных организмов. Выпускная труба для воды идет от резервуара к помпе для циркуляции воды, а обратная труба для воды идет от помпы к резервуару. В этом варианте также показан отделитель, выполненный в форме фильтрационного резервуара с фильтром для удаления частиц между выпускной трубой, ведущей из резервуара, и обратной трубой, ведущий в резервуар. Боковой патрубок расположен на горизонтальной прямой части обратной трубы. Конец или выход обратной трубы расположен под направленным вверх непрямым углом относительно главного горизонтального канала обратной трубы;

фиг.2 изображает схематически вертикальное сечение, аналогичное фиг.1, на котором отделитель выполнен в форме отстойного резервуара или осадительной камеры;

фиг.3 изображает схематически очень упрощенный (частично прозрачный) перспективный вид сечения варианта обратной трубы с прямой частью, боковым патрубком и выходом обратной трубы, в котором поперечные сечения прямой части, бокового патрубка или выхода обратной трубы имеют по существу круглую форму;

фиг.4 изображает схематически очень упрощенный (частично прозрачный) перспективный вид сечения варианта обратной трубы с прямой частью, боковым патрубком и выходом обратной трубы, в котором поперечные сечения прямой части, бокового патрубка или выхода обратной трубы имеют по существу четырехугольную форму;

фиг.5 изображает схематически очень упрощенный (частично прозрачный) перспективный вид, аналогичный фиг.З, который иллюстрирует сечение другого варианта изобретения, содержащего несколько боковых патрубков, расположенных вдоль трубы, в данном случае показано два боковых патрубка, расположенных в ряд;

фиг.6 изображает схематически очень упрощенный боковой вид, аналогичный фиг.4, на котором несколько боковых патрубков расположено поперек трубы, в данном случае показано четыре боковых патрубка, расположенных рядом друг с другом;

фиг.7 изображает схематически очень упрощенный вид вертикального сечения варианта изобретения, в котором выход обратной трубы образует непрямой угол с главным каналом обратной трубы. В этом варианте можно регулировать высоту за счет поворота пересечения между выпускным отверстием и главным каналом обратной трубы вокруг центральной оси, проходящей через главный канал обратной трубы;

фиг.8 изображает схематически очень упрощенный боковой вид, аналогичный фиг.7, на котором показан вариант изобретения с выходом обратной трубы, шарнирно поворачивающимся относительно главного канала обратной трубы. В данном варианте изобретения переход выполнен в форме гибкого шланга;

фиг.9 изображает схематически эскиз вертикального сечения, подобного фиг.7, на котором прямая часть трубы расположена ниже, чем главный канал обратной трубы;

фиг.10 изображает схематически эскиз вертикального сечения, подобного фиг.8, на котором прямая часть трубы выполнена более узкой, чем главный канал обратной трубы;

фиг.11 изображает усовершенствованный предпочтительный вариант изобретения в разных видах. На фиг.11А показано частичное вертикальное сечение и вид сверху варианта, имеющего расположенную сверху впускную трубу с несколькими небольшими отверстиями для распределения воды, проходящей вниз через фильтр для удаления частиц, и продольное сечение выпускной трубы с белковым скиммером согласно предпочтительному варианту изобретения. На фиг.11В аналогично проиллюстрировано частичное вертикальное сечение и вид сверху того же самого варианта изобретения, показанного частично в сечении и прямо по продольной оси выпускной трубы, т.е. под углом 90° относительно фиг.11А. При этом подразумевается, что вода течет наружу по направлению к читателю. Фиг.11С показывает горизонтальное сечение белкового скиммера согласно настоящему изобретению, если смотреть прямо сверху;

фиг.12 представляет диаграмму в декартовых координатах, показывающую зависимость диаметра воздушных пузырьков от солености воды.

В дальнейшем белковый скиммер согласно настоящему изобретению будет описан со ссылками на прилагаемые чертежи.

Описание предпочтительных вариантов изобретения

На фиг.1 изображен аквакультурный или марикультурный комплекс с резервуаром 2 для разведения пресноводной рыбы, морской рыбы или других водных организмов, содержащий белковый скиммер согласно настоящему изобретению. Выпускная труба 4 для воды идет от резервуара 2 к помпе 5 для циркуляции воды, а обратная труба 3 для воды идет от помпы 5 к резервуару 2. В этом варианте также показан фильтрационный резервуар 1 с фильтром 7 для удаления частиц, расположенным между выпускной трубой 4, ведущей от резервуара 2, и обратной трубой 3, ведущей в резервуар 2. Боковой патрубок 9 расположен на по существу горизонтальной прямой части 90 обратной трубы 3. Конец или выход 31 обратной трубы 3 расположен под направленным вверх непрямым углом относительно главного горизонтального канала обратной трубы 3.

Белковый скиммер согласно настоящему изобретению предназначен для разведения при очистке пресной или морской воды рыбы или других водных организмов в резервуаре 2. Аквакультурный или марикультурный комплекс снабжен системой циркуляции, содержащей одну или более выпускных труб 4 для воды из резервуара 2, причем выпускная труба 4 ведет к помпе 5 для циркуляции воды, и обратную трубу 3 для направления воды прямо или косвенно от помпы 5 к резервуару 2, в предпочтительном варианте через фильтр 15, 7, как будет поясняться ниже.

Обратная труба 3 содержит по существу горизонтальную прямую часть 90 по меньшей мере с одним направленным вверх боковым патрубком 9, который имеет отверстие 91, открытое в воздух. По существу горизонтальная прямая часть 90 предпочтительно предназначена для быстрого пропускания воды мимо бокового патрубка 9 и дальше с обеспечением уровня воды на пересечении бокового патрубка 9 с прямой частью 90 или выше него. Боковой патрубок 9 направлен назад по отношению к направлению потока воды в прямой части 90 и образует первый угол от 0° до 90° с прямой частью 90, как показано на фиг.1 и фиг.7. Первый угол v предпочтительно составляет от 30° до 60°. Возможно также, чтобы первый угол v составлял от 40° до 50°. Однако в предпочтительном варианте первый угол v составляет около 45°.

В одном варианте изобретения боковой патрубок 9 может иметь круглое или эллиптическое поперечное сечение, однако он может также иметь по существу четырехугольное поперечное сечение, например квадратное или прямоугольное. Соответственно прямая часть может также иметь круглое или эллиптическое поперечное сечение, но оно может быть также четырехугольным, прямоугольным или квадратным, так как это увеличивает площадь пересечения между главной трубой 3 и боковым патрубком 9, на которой должен происходить процесс отделения белка. На фиг.3 и 4 показано два возможных варианта прямой части. Еще одна альтернатива состоит в том, чтобы выполнить поперечные сечения бокового патрубка 9 и прямой части 90 различными, например скомбинировать круглое или эллиптическое поперечное сечение прямой части 90 и четырехугольное поперечное сечение патрубка 9, однако возможна также и обратная комбинация, т.е. в которой прямая часть может иметь четырехугольное поперечное сечение, а боковой патрубок - круглое или эллиптическое поперечное сечение.

Во время течения воды на поверхности воды на пересечении бокового патрубка с прямой частью 90 обратной трубы 3 образуется белковая пена. Пена растет вверх над поверхностью воды, что позволяет выпускать ее через боковой патрубок 9. Обратная труба 3 также позволяет полностью или частично очищенной воде проходить дальше через прямую часть 90 и возвращаться прямо или косвенно в резервуар 2.

Белковый скиммер согласно настоящему изобретению для бассейна 2 не обязательно предназначен исключительно для целей аквакультуры или марикультуры, т.е. для промышленного разведения пресноводной или морской рыбы или других водных организмов в бассейне 2. Он может также применяться в профессиональных аквариумах для публичного показа водных организмов, или продаваться любителям для использования в маленьких аквариумах, в которых обратная труба 3 с боковым патрубком 9 согласно изобретению используется в схеме для удаления белков из воды.

Далее обратимся к фиг.9. На ней видно, что прямая часть 90 может быть также расположена на более низком уровне, чем главный канал обратной трубы 3. Благодаря этому в прямой части 90 создается более высокое давление, что повышает эффективность или скорость отделения и удаления белка из текущей воды.

В другом возможном варианте прямая часть 90 может быть выполнена более узкой, чем главный канал обратной трубы, как показано на фиг.10. При этом поток воды будет проходить с более высокой скоростью через узкую прямую часть 90, однако в этой узкой части также снизится давление. Это может повысить эффективность отделения белка.

В следующем варианте изобретения несколько боковых патрубков расположено либо вдоль выпускной трубы 4, как показано на фиг.5, либо поперек, как показано на фиг.6. Можно также предусмотреть несколько боковых патрубков расположенных как вдоль, так и поперек, например по схеме 2×2, 3×3, 10×10, 2×4 или т.п.

В следующем варианте изобретения обратная труба 3 имеет конец или выход 31, расположенный под непрямым углом к горизонтальному главному каналу обратной трубы 3, причем выход 31 образует необходимый второй угол w с главным каналом. Второй угол w может составлять от 0° до 90°, но может быть также от 30° до 60°. Другой угол w между центральной осью, проходящей через обратную трубу 3, и центральной осью, проходящей через выход, составляет 45°.

Самый простой первоначальный вариант белкового скиммера был получен автором случайно в результате того, что выпускная труба 3 из фильтровального резервуара с пресной водой оказалась слишком короткой. Автор вставил Y-образное трубчатое соединение, имеющее один прямой трубчатый канал 90 и боковой канал под углом 45°, причем прямой трубчатый канал 90 был вставлен в качестве секции выпускной трубы 3, а боковой канал 9 был обращен вверх и назад относительно течения воды, чтобы излишне не нарушать течение воды. Оказалось, что белковая пена выходит наружу из бокового канала 9. Сначала предполагалось, что данное изобретение подходит только для пресной воды. Однако последующие эксперименты показали, что это предположение неверно. На настоящий момент при попытке применения этого устройства для морской воды, в которую был добавлен белок, было также достигнуто отделение белка от морской воды.

В одном варианте выход 31 может представлять собой закрепленный отрезок трубы, причем выход 31 с водосливом 32 образует второй угол w с главным каналом обратной трубы 3. Переход между главным каналом обратной трубы 3 и выходом 31 можно выполнить с возможностью поворота, чтобы можно было регулировать высоту выхода 31 относительно остальной части обратной трубы 3, т.е. устанавливать выход 31 с водосливом 32 под заданным углом w и на заданной высоте относительно главного горизонтального канала. Этого можно достигнуть посредством выполнения трубы с возможностью изменения положения, например с помощью шарового шарнира. Альтернативно можно выполнить трубу гибкой, полностью или частично. Вся труба или ее части могут быть выполнены, например, в форме шланга, как показано на фиг.8.

При этом выход 31 можно легко регулировать в зависимости от потока воды и количества отделяемого белка, и это обеспечит более простое управление процессом очистки воды.

Водослив 32 для выпуска очищенной воды из выхода 31 может быть расположен на том же самом уровне, что и уровень воды на пересечении бокового патрубка 9 с прямой частью 90 обратной трубы 3.

Для удаления нежелательного материала, такого как частицы, газы или биологический материал, из циркулирующей воды можно предусмотреть один или несколько отделителей 1, 7, 15, которые можно разместить между выпускной трубой 4, ведущей из резервуара, и обратной трубой 3, ведущей в резервуар 2, предпочтительно между питающей трубой 6 от помпы 5 и обратной трубой, например, это может быть фильтровальный резервуар 1 с фильтром 7, 3 для удаления частиц. Фильтровальный резервуар 1 может содержать выход 8 для воздуха и газа из фильтра 7 для удаления частиц.

Отделитель может быть также выполнен в форме отстойного резервуара или осадительной камеры 15, которую можно расположить между выпускной трубой 4, ведущей из резервуара 2, и обратной трубой, ведущей в резервуар 2, предпочтительно между питающей трубой 6 от помпы 5 и обратной трубой 3. Осадительная камера 15 предпочтительно может иметь выход для воздуха и газа, однако она может быть также открыта в воздух.

На дне отделителя 1, 7, 15 должен присутствовать определенный уровень воды, чтобы при выпуске воды из него через обратную трубу исключить попадание воздуха в обратную трубу 3 перед отделением белка на пересечении между прямой частью 90 обратной трубы 3 и патрубком 9.

При проведении практических сравнительных экспериментов было замечено, что при пропускании воды через фильтр с обычной выпускной трубой и вниз в резервуар 2 без бокового патрубка 9, связанного с обратной трубой 3, не достигается достаточной очистки. Это означает, что обычные фильтровальные резервуары не обеспечивают отделения достаточного количества белка. При использовании белкового скиммера согласно настоящему изобретению процесс отделения белка происходит на пересечении бокового патрубка 9 с прямой частью 90 обратной трубы 3. Образование пены, нарастающей из бокового патрубка 9, позволяет удалять ее простым способом.

Нет необходимости, чтобы вода стекала в резервуар 2 из обратной трубы 3, она может течь прямо в резервуар при расположении нижней кромки или водослива 32 обратной трубы 2 на поверхности воды или расположении отверстия обратной трубы 3 на уровне поверхности воды в бассейне 2 или немного ниже.

Изобретение также предусматривает способ очистки воды при разведении рыбы или других водных организмов в резервуаре 2 с помощью белкового скиммера. Этот способ заключается в следующем:

подают загрязненную или частично очищенную воду в обратную трубу 3, которая ведет в резервуар 2, причем обратная труба содержит по существу горизонтальную прямую часть, имеющую один или более направленных вверх боковых патрубков 9, каждый из которых имеет отверстие 91, открытое в воздух;

обеспечивают быстрое течение воды мимо бокового патрубка 9, при этом уровень воды поддерживают на уровне пересечения бокового патрубка 9 с прямой частью 90 или выше него, боковой патрубок 9 направлен назад относительно направления течения воды в прямой части 90 и образует первый угол v от 0° до 90° с прямой частью 90, так что белковая пена образуется на поверхности воды на пересечении с прямой частью 90 обратной трубы 3 и может расти вверх над поверхностью воды для выпуска через боковой патрубок 9, и

обеспечивают течение полностью или частично очищенной воды дальше через прямую часть 90 обратной трубы 3 и обратно, прямо или косвенно, в резервуар 2.

В этом способе можно также подавать загрязненную воду в один или более отделителей 1, 7, 15 с выходом для воздуха и газа, для удаления частиц, газов, ила и другого биологического материала из воды. Отходы, такие как белок и водоросли, которые не были отделены или отфильтрованы в отделителе 1, 7, 15, можно затем отделить в белковом скиммере перед поступлением очищенной воды в резервуар 2.

На фиг.11 показаны различные виды усовершенствованного предпочтительного варианта изобретения. На фиг.11А показано частичное вертикальное сечение и вид варианта, имеющего впускную трубу 6 сверху с распределением воды через несколько малых отверстий из выпускной трубы 6 и вниз через фильтр 7 для удаления частиц, и продольное сечение и вид по существу горизонтальной выпускной трубы 3 с белковым скиммером 9, 90 согласно настоящему изобретению. Главная часть резервуара 15 может быть выполнена в форме трубы заданного диаметра и длины с цилиндрическим сечением. В модели, показанной на фиг.11, эта труба может иметь диаметр 500 мм и высоту 1500 мм. Другие варианты могут иметь меньший диаметр, например 50 мм, и высоту 100 мм для небольших аквариумов и, например, диаметр 2000 мм и высоту 5000 мм для больших агрикультурных комплексов. На фиг.11В аналогично показано частичное вертикальное сечение и вид того же самого варианта изобретения с частичным сечением и видом прямо по продольной оси выпускной трубы 3, т.е. под углом 90° относительно вида на фиг.11А. В этом предпочтительном варианте прямая часть 90 трубы или закрытый канал 3 имеет прямоугольное поперечное сечение. Аналогично пересечение между прямоугольной трубой 3 и направленным вверх боковым патрубком представляет собой плоскость, причем задняя часть бокового патрубка 8, если смотреть относительно направления выпуска воды, наклонена под углом 45° назад относительно верхней плоскости 95 прямоугольной трубы 3. Угол наклона противоположной передней стенки бокового патрубка 9 имеет меньшее значение, чем угол наклона задней стенки. В данном варианте проиллюстрировано направление передней стенки под углом 90° вверх относительно прямой части 90. На фиг.11С показано горизонтальное сечение белкового скиммера согласно настоящему изобретению, если смотреть прямо сверху. В этом предпочтительном варианте на обращенном вверх боковом патрубке 9 также предусмотрена крышка 94, и имеется направленная в сторону выпускная часть 51, через которую можно выпускать белковую пену. Выпускная часть 51 может иметь наклонное дно, как показано на фиг.11В, чтобы белковая пена соскальзывала вниз и наружу под действием собственного веса. Под отверстием выпускной части 51 можно расположить контейнер для временного хранения белковой пены. Крышка 94 будет полезной при использовании белкового скиммера на открытом воздухе, где существует риск, что дождевые капли могут смывать белковую пену обратно вниз на поверхность воды в боковом патрубке 9. Чтобы способствовать выводу пены из бокового патрубка 9, можно установить вентилятор 52 в одной боковой стенке патрубка 9 напротив выпускной части 51, 91, при этом вентилятор должен дуть горизонтально в направлении пены, вынуждая ее двигаться к выпускной части 51. Вентилятор 52 может приводиться в действие встроенным электрическим мотором. Вентилятор может также способствовать высыханию и уменьшению объема белковой пены при ее вытеснении из бокового патрубка 9 и не давать пене возвращаться на поверхность воды под боковым патрубком 9. При этом выходящую наружу пену можно ограничить и удерживать отдельно от воды, которая течет обратно в бассейн 2 с рыбой.

Перед поступлением к боковому патрубку 9 и прямой части 90 вода должна быть относительно свободна от турбулентности. Течение воды можно регулировать с помощью клапана (позиция 36 на фиг.2), чтобы не допускать возмущения потока воды, проходящего через прямую часть 90.

Резервуар 15 должен быть снабжен регулируемыми опорными ножками, как показано на фиг.11, чтобы можно было отрегулировать весь комплекс по вертикали, а прямую часть 90 выпускной трубы 3 по горизонтали. Фильтр 7 для удаления частиц может содержать песок или обломки пластика для отделения газовых пузырьков и, возможно, направления образующихся пузырьков вниз с течением воды, через колонку и наружу из белкового скиммера.

При использовании белкового скиммера оказалось, что особенно много пены выделяется в часы непосредственно после кормления, т.е. в течение периода времени, когда предполагается экскреция рыбой особенно большого количества белка. Анализы, проведенные автором показали, что изобретение позволяет снизить уровень азота и нитратов приблизительно на 40%, фосфора на 40% и белка на приблизительно 40% в воде экспериментального пруда, содержащего 25 м³ воды и около 20 кг живой рыбы.

Анализ воды был выполнен лабораторией Jordforsk lab, As, Norway. Вторую пробу воды взяли через 9 дней после первого. Были получены следующие результаты:

Номера проб: №1 - М004-01348-1; №2 - М004-01348-2

Параметр	Способ	Единицы	Дата	№1	№2
рН		-	260504	6,59	6,64
Конд. *KOND	*PH-V	мС/см	260504	0,28	0,26
Бикарбонат	HCO3-N	мг/л	010604	78,4	84,8
Хлорид	*CL-IC-V	мг/л	260504	7,42	6,77
Нитрат-N	*NO3-IC-V	мг/л	260504	7,06	4,25
Фосфор	P-ICP-N	мг/л	260504	1,1	0,78
Калий	K-ICP-N	мг/л	260504	3,6	2,1
Кальций	CA-ICP-N	мг/л	260504	34,1	33
Магний	MG-ICP-N	мг/л	260504	3,17	2,91
Натрий	NA-ICP-N	мг/л	260504	9,4	9,5
Сера	S-ICP-N	мг/л	260504	6,58	7,16
Железо	FE-ICP-N	мг/л	260504	<0,03	<0,03
Медь	CU-ICP-N	мг/л	260504	<0,02	<0,023
Марганец	MN-ICP-N	мг/л	260504	<0,01	<0,01
Цинк	ZN-ICP-N	мг/л	260504	<0,02	<0,02
Бор	B-ICP-N	мг/л	260504	<0,04	<0,04
Молибден	MO-ICP-N	мг/л	260504	<0,03	<0,03
Алюминий	AL-ICP-N	мг/л	260504	0,04	0,03
Силиций	SI-ICP-N	мг/л	260504	0,42	0,31
Аммоний-N	*NH4-AA-V	мг/л	140604	<0,2	<0,0,2
Всего N	*NTOT-AA-V	мг/л	140604	7,74	4,68
Нитрит-N + нитрат-N	*NO2,3-AA-V	мг/л	140604	7,00	4,23
Разность Всего N - (Нитрит-N+нитрат-N)	0,74	0,28
* Принятые определения

Разность "Всего N - (Нитрит-N+нитрат-N)" показывает количество белка в воде, и она уменьшалась в течение 9 дней после начала использования первого варианта белкового скиммера. Это свидетельствует о том, что белковый скиммер согласно настоящему изобретению выполняет свою задачу. Также видно, что количество нитрат-N снизилось с 7,06 до 4,25, а фосфора с 1,1 до 0,78.

Белковый скиммер согласно изобретению также был использован в простом тесте по очистке морской воды, в которую были добавлены экскременты цыплят. Экскременты цыплят содержат белок. В этих тестах белковую пену отделяли от морской воды.

1. Белковый скиммер, предназначенный для использования в очистке воды при разведении рыбы в резервуаре, аквариуме или бассейне (2), имеющем систему циркуляции, содержащую одну или более выпускных труб (4), ведущих от резервуара (2) к помпе (5) для циркуляции воды, и обратную трубу (3) для возврата воды прямо или косвенно из помпы (5) в резервуар (2),

отличающийся тем, что обратная труба (3) содержит по существу горизонтальную прямую часть (90), имеющую по меньшей мере один направленный вверх боковой патрубок (9) с отверстием (91), открытым в воздух, причем по существу горизонтальная прямая часть (90) предназначена для пропускания воды мимо бокового патрубка (9) и обеспечения уровня воды на уровне пересечения бокового патрубка (9) с прямой частью (90) или выше него, причем боковой патрубок (9) направлен назад относительно направления течения воды в прямой части (90) и образует первый угол (v) от 0° до около 90° с прямой частью (90),

при этом во время течения воды белковая пена образуется на поверхности воды на пересечении бокового патрубка (9) с прямой частью (90) обратной трубы (3), и белковая пена может расти над поверхностью воды для выпуска через боковой патрубок (9), и обратная труба (3) предназначена для прохождения полностью или частично очищенной воды дальше через прямую часть (90) прямо или косвенно в резервуар (2).

2. Белковый скиммер по п.1, в котором первый угол (v) составляет от 30 до 60°.

3. Белковый скиммер по п.2, в котором первый угол (у) составляет от 40 до 50°.

4. Белковый скиммер по п.2, в котором первый угол (v) составляет около 45°.

5. Белковый скиммер по п.1, в котором один или более отделителей (1, 7, 15) расположен между выпускной трубой (4), ведущей из резервуара, и обратной трубой (3), ведущей к резервуару (2), предпочтительно между питающей трубой (6), ведущей от помпы (5), и обратной трубой (3).

6. Белковый скиммер по п.5, в котором отделитель является фильтрующим резервуаром (1) с фильтром (7) для удаления частиц.

7. Белковый скиммер по п.5, в котором отделитель является осадительной камерой (15).

8. Белковый скиммер по любому одному из пп.5,6 или 7, в котором отделитель (1, 7, 15) имеет выход (8) для воздуха и газа.

9. Белковый скиммер по п.1, в котором прямая часть (90) имеет круглое или эллиптическое поперечное сечение.

10. Белковый скиммер по п.1, в котором боковой патрубок (9) имеет круглое или эллиптическое поперечное сечение.

11. Белковый скиммер по п.1, в котором прямая часть (90) имеет четырехугольное поперечное сечение.

12. Белковый скиммер по п.1, в котором боковой патрубок (9) имеет четырехугольное поперечное сечение.

13. Белковый скиммер по п.1, в котором прямая часть (90) расположена на более низком уровне, чем главный канал обратной трубы (3).

14. Белковый скиммер по п.1, в котором прямая часть (90) выполнена более узкой, чем основной канал обратной трубы (3).

15. Белковый скиммер по п.1, в котором обратная труба (3) содержит выход (31), расположенный под непрямым углом относительно главного горизонтального канала, причем выход образует необходимый второй угол (w) с главным каналом обратной трубы (3), так что выход (31) с его водосливом (32) регулируется по высоте.

16. Белковый скиммер по п.15, в котором выход (31) обратной трубы (3) выполнен подвижным относительно главного канала обратной трубы (3), так что выход вместе с его водосливом (32) может регулироваться под вторым необходимым углом (w) относительно главного канала обратной трубы (3).

17. Белковый скиммер по п.16, в котором обратная труба (3) или ее части могут быть выполнены из шланга.

18. Белковый скиммер по любому одному из пп.15-17, в котором водослив (32) для полностью или частично очищенной воды из выхода (31) расположен на том же самом уровне, что и уровень воды на пересечении бокового патрубка (9) с прямой частью (90) обратной трубы (3).

19. Белковый скиммер по любому одному из пп.15-17, в котором второй угол (w) между центральной осью прямой части (90) трубы (3) и центральной осью, проходящей через выход (31), составляет от 0 до менее 90° и наиболее предпочтительно около 45°.

20. Белковый скиммер по п.1, в котором несколько боковых патрубков (9) расположено либо вдоль, либо поперек выпускной трубы (4), или как вдоль, так и поперек выпускной трубы (4).

21. Белковый скиммер по п.1, содержащий крышку (94) над выходом (91) бокового патрубка (9) для защиты отделенной белковой пены, находящейся в боковом патрубке (9), от смывания обратно вниз на поверхность воды бокового патрубка (9).

22. Белковый скиммер по п.1, содержащий вентилятор (52) в одной боковой стенке бокового патрубка (9) напротив боковой части (51, 91) выхода, причем вентилятор (52) предназначен для сдувания пены через боковую часть (51) выхода и высушивания белковой пены.

23. Белковый скиммер по п.1, содержащий клапан (36), расположенный в трубе (3) в прямой части (90) или после нее и расположенный после бокового патрубка (9), если смотреть в направлении течения воды.

24. Способ очистки воды при разведении рыбы в резервуаре (2) с помощью белкового скиммера, отличающийся тем, что подают загрязненную или частично очищенную воду в обратную трубу (3), которая ведет в резервуар (2), причем обратная труба (3) содержит по существу горизонтальную прямую часть (90), имеющую один или более направленных вверх боковых патрубков (9), каждый из которых имеет отверстие (91), открытое в воздух,

обеспечивают течение воды мимо бокового патрубка (9), поддерживая при этом уровень воды на уровне пересечения бокового патрубка (9) с прямой частью (90) или выше него, причем боковой патрубок (9) направлен назад относительно направления течения воды в прямой части (90) и образует первый угол (v) от 0 до около 90° с прямой частью (90), так что белковая пена образуется на поверхности воды на пересечении бокового патрубка (9) с прямой частью (90) обратной трубы (3), и белковая пена может расти вверх над поверхностью воды для выпуска через боковой патрубок (9), и

обеспечивают дальнейшее течение полностью или частично очищенной воды дальше через прямую часть (90) обратной трубы (3) и прямо или косвенно обратно в резервуар (2).

25. Способ по п.24, в котором дополнительно подают загрязненную воду в один или более отделителей (1,7,15) с выходом (8) для воздуха и газа, для удаления частиц, газов или биологического материала из воды.

26. Способ по п.24, в котором упомянутая вода является пресной водой.

27. Способ по п.24, в котором упомянутая вода является морской водой.

Приоритет по пунктам:

05.02.2004 - пп.1-20 и 24-26;

29.09.2004 - пп.21-23;

15.10.2004 - п.27.