Установка для содержания водных организмов

Установка для содержания водных организмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик (11 588959 (5l) Дополнительное к авт. свид-ву ¹535929 (22) Заявлено 06.09.76 (21)2405578/28 1 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.01.78. Бюллетень № 3 (45) Дата опубликования описания ) 9.01.78 (51) М. Кл.

А 01 К 61/00

Гасударственный комитет

Соввтв Министров СССР оо делам изооретений и открытий (53) УДК 639.3.05 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. В. Крекотень, Н. А. Луценко и Г. Ll. Бердышев

Киевский ордена Ленина государственный университет им, Т, Г. Шевченко (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ СОДЕРЖАНИЯ ВОДНЫХ

ЮРГА НИЗМОВ

Изобретение относится к экологии водных организмов и рыбоводства, касается установок для содержания водных организмов и является усовершенствованием известной установл)в 5> 3 5 9 2 9.

Известная установка для содержания водных 01эгапизмов, используемая дпя определения действия 1 .0)lов MpTrè)IОВ на живые 0}3

1 2>пи;.)л)ы в контропи1>уел)ых услОвиях, со " >эит из резервуара дпя помешения живых ор- 10 гапизмов, зал кнут»го циркуляционного водяного контура. содержащего иоздухопровод с 2)эрируlоп1ими уст(эойствами> фи1)ьтр> )IBc0c для под«чи Воды„электропи:эер с газоотделителом и устройство контроля качества воды с р«сходомером. Расходомер имеет емкости дпя реате тной обработки и расхода воды, м1 )lit)11Kи и цат lиKI) 1)кти)31)ой реакции Воды (рН), р))сположенпые в емкости расхода во4 дь) (1 ).

С помощью этой установки нельзя опр долять д>.иствие попов металлов на живые

0>э12а). t)BK)t t B ко)1т)эолируеM) Ix pсповиях Ilplt .:.,>t1tt0»t))t т м).с ратурпого и кислородного 2б режимов, смоделирова)шых в зависимости 0Т режимов естественного водоема. я - опрделение действия ионов металлов на живые организмы в контролируемых условиях при изменении температ„рног0 и киспо1>одного режимов, смодспированн) )х в зависил)ости от режимов естественного водоема.

Это достигается тем, что известная установка для содержания водных организмов оснащена холодильником h следящими системами автоматического регулирования температуры и кислорода, холодильник подключен в замкнутый циркуляционный Ko)ITyp к электролизеру, следящая система автоматического регулирсвания температуры — к холодильнику, а сль дящая система автоматическог0 регул:)рования кислорода — к аэрируюшему устройству, прп этом каждая следящая система связана с резервуаром дпя пол.ещения организмов и водоемом и содержит. соответственно блоки автол)атического регулирования температуры и кислорода и блоки 1)рограмл)ной записи режил)ов температуры и кислорода.

588959

Кроме того, установка оснащена электронагревателем, включенным в замкнутый циркуляционный контур перед электролизером.

На фиг. 1 схематично изо5ражена установка для содержания водных организмов;3на фиг.

2 - аэратор, входящий в общую схему установки, Установка состоит из резервуара l, выполненного в виде емкости с воронкообразным основанием и воронкообразным ложным !О перфорированным днищем. Резервуар 1 снабжен замкнутым циркуляционным водяным контуром, состоящим из системы фильтров 2, циркуляционного водяного насоса 3, электронагревателей 4, электролизера 5, холодильника 6, содержащего два змеевика (один из которых предназначен для охлаждения воды, а другой — для воздуха) и яэрируюшего устройства 7.

Злектролизер 5 выполнен в виде сборноf)я )бо!) иой Гарме I ич|| ой е|"|к Ости) с0держяшей гязоотделнтель, вакуумный насос, электроды и отсясывяюшый насос.

ЗHMкнутый цiipKулЯционi|ый вОДЯHой кон тур содержит также воздухо|3увку 8, сообнц)пнуK) т3)у бон )0!)одной систем()Й, с хя|Одилм пиком 6 I3 я --)3)|)то()он! 7, ыри-Ieм в!>.-)дух, нагн. т||емый воздуходувкой 8 в ));)pà Top 7, т|. Mîñòÿòû ()ъ f Ãoя в «! н|еi Вi! ке дО теxtно")аT ры вод|я в холодильнике 6 °

П||ркулыруем;|я водя после проц сся термостятыривяния в хо)|од))л),н)|ке 6 рязветвля«тся ня дня потокя, один ыз которых неносредственноподяется в резервуар 1, à другой этот же ()ез)рву|)р, Но пос||е прохождения че3)ез;|з3)ят!)p 7 °

В замкнутый цыркуляционный водяной контур входит и устройство 9 3ц|я контроля качества воды с расходомером 10 воды, выполненное в виде емкости для реагентной обработки воды с электромешалками, датчиками активной реакции воды (рН) с рН-мет ром и с дозатором, обеспечивяюши|! регулировку и стабилизацию рН воды. Кроме того, 45 установка оснащена двумя следящими систерегулнровя|шя температуры воды и кислородного режима.

С||ед)|)||яя системы автоматического регулирования темце состоит из измерителей

11 и 1 температуры, размещенныхсоответ2

50 ственно в открытом водоеме и резервуаре 1, преобразователей 13 и 14, регулирующего блока 15, блока 16 записи внешней температуры и регулыруюшег0 вентиля 17 установэ

55 ленного ня ли||ни передачи хлядоносителя в ха|од||льник 6.

С))едящая система автоматического регулирования кислородного режима воды состоит из

|зм! р |телен 18 н 19 лонцентрации кислорода в водц уста|30вленных соответственно в открытом водоеме и в резервуаре 1, преоб разователей 20 и 21, регулирующего блоке

22, блока 23 записи содержания кислорода в водоеме и двух регулирующих вентилей

24 и 25, изменяющих соотношение расхс . Дов аеаарированной воды и воды на аэрацию, Аэрируюшее устройство 7 (см. фиг. 21 выполнено в виде вращающегося на подшипниках полого и попистого ке3)амического цилиндра 26 (см. фиг. 2), поме|ценного в корпус 27 с конусообразным днип|е! и кпыцнкой и снабженного электроприводом 28, а также патрубком 29 для подводя воздуха.

В корпусе 27 няд цилиндром 26 рязме|цено оросительное устройство 30 для непрерывной подачи воды, Корпус 27 снабжен пятрубкямы 31 и 32 для отвода отработанного воздуха и прояэрнрованной иоды.

Предлагаемая установка работает сле3|ун;щим образом.

В резервуар 1 наливают воду, помешан)| в нег0 живые оргянизмь), устанавливают ы.меритель температуры 12 и измеритель концентрации кислорода 19. Зят|)л! !)к;)н) |яют D работу замкнутый цыркуляциоыный водяной контур, При этом вода циркуляцыоы||ым водяным насосом 3 через систему фильтров 2 и|=-= рекачивается в электронягреватель 4, Пос||е)нии включен на постоянный нагрев и обесн|» чивяет удаление термическим способом газов из воды, Нагрев воды в электронагревателе о ведут при 32-50 С. Из электронагревателя

4 вода поступает в электролизер 5, работающий и как деаэратор, и как электрплизер, в котором происходит полное удаление из воды газов. После этого деаэрирова|шая вода поступает в холодильник 6, где оня термостатируется до заданной температуры с3|отемой регулирования 12, 14, 1 5 и 1 7, Система автоматического регулирования температуры может поддерживать любую заданную постоянную температуру,об спечивять температуру, соответствующую изменен!."ю температуры в открытом водоеме, т.е. следить за температурным режимом водоема. В псюледнем случае задание регулятору темпер . туры 15 поступает непосредственно от иэмерителя 11 и преобразователя 13. ° емпература воды в водоеме записывается на прог раммное устройство 16. Записанная температура воды в течение определенного проме жутка времени (суток или сезона года)может служить заданием регулятору 1 3. В этом случае псклецний обесне |нт регулирование температуры воды в резервуаре 1 Ito этому заданию, причем длительность регулирования по программе может воспроизводиться в0 времеш| без искажений, пли же с

588959 поверхность массообмена. Отработанный воздух выходит наружу через патрубок 31, е вода из трубопроводной коммуникации семкпу. того циркуляционного водяного контура поступает на оросительное устройство 30. Насыщенная кислородом вода из аэрнрующего устройства 7 выходит через патрубок 32.

Скорость циркуляции воды по земкнугому циркуляционному контуру определяют расходомером воды 10> После процесса очистки, деаэрации, регулировки температурного и кислородного режимов, а также регулировки скорости циркуляции воды вода в процессе циркуляции поступает далее в устройство

;9 контроля качества воды, а затем — в резервуар 1. В устройстве 9 контроля качества воды определяют и регулируют физико- хими ческие показатели качества воды - активную реакцию волы (рН), водно-солевой состав, копне нтреии« ионов металлов, минеральный состав, наличие органических веществ и другие показ тели, и при необходимости вносят корректировку.

После процессе регулировки и стабилизации температурного и кислородного режил<ов воды в резервуаре 1, а также опредсслепия ее физико-химических показателей, особенно активной реакции (рН) воды и определения концентрации ионов металлов, осуществляют дозировку ионов металлов следующим образом.

Вначале определяют величину рН воды.

При необходимости величину рН обребетывесмой воды регулируют путем подкисления или подщелачивания в устройстве 9 контроля качества воды одним из известных способов.

Величину рН воды доводят до величины, псобходимой для изучения действия ионов металлов на живые организмы.

После доведения величины рН до стабильного состояния отключают мешалки (на фиг.

1 и 2 они не изображены) и включают в сеть электроды из меди, цинка, железа.или свинца, { в зависимости от ионов металлов, кс торымн необходимо обогатить воду). Электрс лиз воды осуществляют постоянным током

50-30 мЛ напряжением 6 В, Количество металла, растворившегося в воде в результате электролиза, определяют по формуле, лсг: тп = KJt ускорепнел<,, <ли же с замедлением с помощью ус "рой< тве 16. Деаэрированная и термостатпровапнея вода поступает непосредственно в рос<с рвуар 1 через регулирующие вентили

24 и 25 и через аэрируюшее устройство 7, пройдя через устройство контроля качества води 9 с расходомером воды 10, В результате присутствия потоков деаэрировенной и насыщенной кислородом до предельного состояния воды можно непрерывно регу- >О лировать содержание кислорода в воде от минимума до максимума, Работе системы автоматического регулирования концентрации кислорода заключается в том. что информация о содержании >5 кислорода в резервуаре 1 непрерывно постулает от измерителя 19 на преобразователь

21, выходной сигнал которого изменяет соотношение расходов воды на аэрируюшем устройстве 7 и непосредственно в резервуар

1 с помощью регулируемых вентилей 24 и

25, один из которых принят нормально открытым, а другой — нормально закрытым.

Система автоматического регулирования обеспечивает стабилизацию содержания кислорода на заданном постоянном значении, либо обеспечивает содержание кислорода в резервуаре 1 соответствующей изменениям концентрации кислорода в открытом водоеме, т.е. следит зе кислородным режимом в водоеме. В последнем случае в регулятор 22 непрерывно поступает задающий сигнал от измерителя 18 и преобразователя 20. При этом изменение концентрации кислорода в водоеме записывается непрерывно прогрел . мным устройством 23.

Записанную программу изменения конценч рации кислорода можно подавать в качестве задания регулятору 22, который будет в этом случае регулировать программно ре- 40 гулирование концентрации кислорода в резервуаре 1 по записанной программе, причем длительность программ (как и программы температуры) можно воспроизводить во времени без искажений с ускорением: или с замедле- 45 пнем с помощью блока 23.

Для обеспечения динамичного регулирования концентрации кислорода в воде испол зуют еэрируюшее устройство 7, работаю- ° щее практически безынерционпо, Эта безынерцпоппость достигается за счет интенсивного мессобмепа между водой и воздухом, протекающего B распыленной воде, а также в T0I?«ой пленке воды, образующейся пе поверх- где

<<ости цилиндр» 26 в результате его врашеш<я элс.ктроприводом 28. Воздух, подаваемый и» трубопроводу через патрубок 29, пр»ходит <ерс:з поры цилиндра 26, разрыв»я пленку води и взеилюдействуя с распы60

s,»»!ii

1 электрохимический эквивалент металла; сила постоянного токе, проходящего через воду, А,; врелея электролизе, сек; выход метс<лле по току, зависящий от селевого составе воды,%.

588959

При этом электрохимический эквивалент металла определяют по формуле

К

26,8 5 где Л - атолшый вес металла:

9/- валентцость металла, Количества растворенного в воде металла в процессе электролиза можно определить и весовым методом, зная вес анода до и после 10 электролиза (процесса обогашения воды ионами металла), а также обтем воды, обогащенной " ионами металла. Объем воды в резервуаре 1 определяют по его емкости, а количество обогащенной ионами металлов воды, прошедшей за время ее электролиза, определяют пэ расходомеру воды 10. Таким образом, концентрацию uo«os металлов в одном литре воды определяют, исходя из объема обогащенной ионами метал-

1 0 лов воды электролитическим способом и коли чеством растворенного в ней металла. При этом для большей точности учитывают количественное содержание элементов металлов, находящихся в воде до процесса ее обогашя ния, Оставшуюся в циркуляционном водяном контуре воду, а также промывочную воду сливают через трубки с вентилями, установленными в резервуаре 1 и в циркуляционном водяном контуре (на фпг. 1 они не изображены).

После окончания процесса обогащения воды ионами металлов отключают из электросети электроды, и в этом случае электролизер 5 работает как деаэратор.

Действие ионов металлов на живые организмы при заданной величине рН воды, ее температуре и кислородном режиме изучают с помощью названных систем, периодически контролируя качество воды в установке 9 контроля качества воды. Процесс дозировки ионов металлов в воду периодически 110ВТоряют, не нарушая режима эксплуатации установкие 45

Таким образом, предложенная установка для содержания водных организмов применима для исследования воздействия ионов металлов на водные организмы в контролируемых условиях водной среды по показателям величины рН воды, кислородного режима, газового режима и чистоты воды, причем otIpeделение действия ионов металлов ведут без побочного токсического действия других токсических газов, таких как углекислый газ, 55 сероводород и аммиак, Кроме того, действие ионов металлов возможно определять на жиВых организмах в зависимости от заданного температурного и кислородного режима водной среды, а также в условиях, максималь- 60 но приближенных к условиям природных водоемов. Это позволяет вести исследование по решению проблемы борьбы с загрязнением природных водоемов промышленными отходами металлургической или химической промышленности. Такая установка применима и для искусст- венного разведения водных организмов в оптимальных условиях температурного и га.зового режимов водной среды, а также при разработке режимов обогащения воды ионами металлов, используемых в качестве микроэлементов, что является очень важным при разработке управляемых морских хозяйств аквакультуры, С помощью предлагаемой установки возможно изучение ряда вопросов биологии и экологии водных организмов. Так, например, определение онтогенетического развития исследуемых организмов в условиях нормальногопротекания по времени и сезонам года,а также путем vc o ренного или замедленного протекания вре- мен и сезонов года. Например, климатические условия зимнего или весеннего периода года.можно воспроизводить в масштабе времени 1:1, а можно в несколько раз этот процесс сократить или расширить. Полученные научные данные могут представлять существенный интерес и для космической биологии, поскольку продолжительность суток и года можно:изменять во времени. По этой причн не очень важно знать поведение водных организмов при разной длительности суток, а также при разной длительности сезонов и времен года.

Ф ормула изобретения

1. Установка для содержания водных организмов по авт. свид. J4 535929, о т л и— ч а ю ш а я с я тем, что, с целью определения действия ионов металлов на живые организмы в контролируемых условиях при изменении температурного и кислородного режимов, смоделированных в зависимости от режимов -естественного водоема, она оснащена холодильником и следящими системами автоматического регулирования температуры и кислорода, холодильник подключен в.замкнутый циркуляционный контур к электролизеру, следящая система автоматического регулирования температуры — к холодильнику, а следящая система автоматического регулирования кислорода — к аэрируюшему устройству, при этом каждая следящая система связана с резервуаром для помещения организмов и водоемом и содержит соответственно блоки автоматического регулирования температуры и кислорода и блоки программной записи рс-. жимов температуры и кислорода, 588959

Фиг. 7 фиг. 4.

Составитель М. Андреева

Техред F Девндовве Корректор A. Внвоенко

Редактор H. Разумова

Заказ 468/49 Тираж 748 Подписное

ШШИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фнвнвн ППП "Патент, г. Ужгород. Ув. Проектнав, 4

2. Установка по и, 1, о т л и ч а ю— ш а я с я тем, что она оснашена электронагревателем, включенным в замкнутый циркуляционный контур перед эпектролизером.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство № 535929, кл. А 01 К 61/00, 1975.