用于净化水族箱中水的装置制造方法
【专利摘要】一种净化水族箱中废水的装置，其包含电化学絮凝反应器；该电化学絮凝反应器包含可操作来将该水族箱中的铵、氨、亚硝酸盐和/或硝酸盐转变成氮气的钛基电极、以及适于产生羟基基团的碳基催化剂。
【专利说明】用于净化水族箱中水的装置
[0001]相关申请
[0002]本申请要请求2011年5月26日申请的N0.201103820-5新加坡专利申请的优先权，其内容在此通过引用并入。
发明领域
[0003]本发明涉及一种用于净化水族箱中水的装置。
【背景技术】
[0004]以下对本发明背景的论述仅为便于了解本发明。应了解该论述并非自认或承认所指的任何内容在本发明的 优先权日:时，在任何司法辖区中已公开、已习知、或为本领域技术人员的公众常识的一部份。
[0005]公知水族箱中水的净化典型地使用简单的机械式过滤或生物式过滤来保持水质，以及移除积贮于该槽内的废物。这种废物包括但并非专指于氨(NH3)、铵(NH4)、亚硝酸盐(NO2)和硝酸盐(NO3)。
[0006]机械式过滤包括使水通过滤垫，但这种滤垫必须定期更换以保持水质。此外，这种机械式过滤器的大小必须依据水族箱的大小来被调适。
[0007]生物式过滤一般包括细菌或微生物等，譬如水族箱内的硝化和脱硝过程中所涉及的亚硝化单胞菌和/或其它的微生物，其会分解氮基废物。但是，这种生物式过滤器可能是不可靠的，因为它们会对水的参数，譬如温度、pH值、磷酸盐浓度、溶解的氧浓度、水硬度值(一般硬度和碳酸盐硬度二者)等高度敏感。假若水参数不适于微生物或细菌的存活，则它们可能更会助长废物，而非分解废物。
[0008]由于废物在水族箱内积累，水中的高氮浓度对鱼是有毒性的，通常通过换水来克月艮，或设置非常大的过滤单元(其由机械式和/或生物式过滤器所构成)来分解废物。换水是一种冗烦的人工程序，其需要人力和时间，而使用机械和/或生物过滤器来将废物分解成较低毒性的形式通常要较长的一段时间，且取决于流动单元、生物过滤介质的类型，以及用于过滤的细菌的种类。
[0009]因此，上述的方案并不能确保稳定的水质。由于疏忽、换水和/或水参数的变异而发生水质的变动将会因废物累积而有害于鱼类。
[0010]故本发明的目的是消除至少一个上述的问题。
【发明内容】
[0011] 本发明有关水族箱中废物特别是氮基化合物的分解，该氮基化合物包含:
[0012]氨(NH3),其主要是从鱼排泄物、未被吃的食物、或死于水槽中的鱼中释出到水族箱中。这特别地危险，因其会导致氨中毒而会杀死鱼类。
[0013]铵(NH4)、虽比NH3的伤害性低，但当水的pH高于7时会转变成NH3 ；
[0014]亚硝酸盐(NO2)是在该有毒的NH3分解时所产生。NO2是一种毒素,且若未被控制会杀死鱼类?’及
[0015]硝酸盐(NO3)为NO2在水族箱中被分解的产物。NO3虽然毒性较低，但仍会伤害鱼类。NO3最后可被分解并转化成氮气(N2)。
[0016]依据本发明的第一方面，提供了一种净化水族箱中水的装置，其包含电化学絮凝反应器；该电化学絮凝反应器含有可操作以将在该水族箱中的氮基化合物譬如氨、铵、亚硝酸盐和/或硝酸盐转变成氮气的钛基的电极。
[0017]有利地是，该电化学絮凝反应器还包含可适于产生羟基基团的碳基催化剂。
[0018]优选地，该电化学过程的可操作的电压为5-24V。更优选地该可操作的电压为5-9V。
[0019]适当的是，这种电极被设成彼此之间有5-10厘米的距离。
[0020]优选地，可操作的电流为大约0.5毫安。
[0021]本发明的另一方面提供了一种用于净化水族箱中废水将氨、铵、亚硝酸盐和/或硝酸盐转变成氮气的方法，包含在该水族箱内的两个钛基电极之间使电荷通过的步骤。
[0022]优选地，该方法使用本发明的装置来进行。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]现将参照附图，仅通过举例描述本发明，其中:
[0024]图1为依据本发明的实施方式的净化装置的示意图。
[0025]图2为依据本发明的实施方式的净化装置的部件的示意图。
[0026]图3为依据本发明的实施方式的净化装置的示意图的侧视图和顶视图。
[0027]图4a为依据本发明的实施方式的净化装置的更换催化剂匣的步骤式方法，而图4b为更换厌氧物匣(anaerobic cartridge)的步骤方法。
[0028]图5A和图5B为 净化装置用于水族箱内的示意图；而图5C为依据本发明的实施方式的电化学过滤方法的示意图。
[0029]图6为在含有适于产生羟基基团(0H_)的碳基催化剂匣的A槽，或只含有活化的碳基材的B槽中的pH(6A)、总氮气(6B)、氨(6C)、亚硝酸盐(6D)和硝酸盐(6E)的水平的图。
【具体实施方式】
[0030]依据本发明的第一实施方式为一种用以净化水族箱中水的装置10，包含如图1中所示的电化学絮凝反应器12。该电化学絮凝反应器包含多个电极14。电极14由至少一种钦合金制成。
[0031]使用之前，该电化学絮凝反应器的以下参数必须被如下地调整/决定:
[0032]电极14的间距一5-10厘米。
[0033]可操作电压的范围一 5-24V。
[0034]可操作电流的范围一0.5mA。
[0035]该装置10将会在本文中描述其操作。
[0036]对大约80至200公升的水容量的水族箱尺寸，使用者启动该装置10至大约5V。阳极14a由钛合金制成。阴极14b由钛合金制成。在该优选实施方式中，阳极14a和阴极14b是相同的钛合金，但本领域技术人员将会了解该阳极和阴极可为不同的钛化合物。在一优选实施方式中阳极14a和阴极14b包含钛碳纤维。
[0037]图2标出该装置10的优选实施方式的部件，有在马达壳22内的马达，在该马达壳22的一侧配装了催化剂匣20。该催化剂匣20以马达壳支撑罩24安装于该马达壳22内，并以马达壳前盖18和输出喷嘴16固定。在该催化剂匣20嵌入该马达壳22的相反侧处，固设一系列的吸盘26，其会帮助将该装置10固定于水族槽54的侧面，任何专业人士所知的用以将该装置10固定于水族槽54的侧边的其它装置例如挂钩也可以适用。马达驱动轴27以陶瓷轴28形成，其被叶轮32及叶轮盖36包围。本领域技术人员所知的任何能够驱动马达的驱动轴也可以适用。在该马达壳22的底部配装着生物部分35，包含生物壳44，其内装有一块发泡体40优选是优良的生物发泡体。该发泡体成形为具有一凹部，而该马达驱动轴27的叶轮盖36会套入其中。对抵该发泡体40的一侧是厌氧性介质盒30，其可被装满任何适当的过滤介质譬如泥苔藓(若其需要降低PH)，珊瑚碎片(若其需要降低pH)，或本领域技术人员所知的任何其它介质。该生物壳以空气管38来完成。空气调节阀42和空气管夹46均被厌氧物盖34固定就位。该装置的震动用会使该装置10稳定抵住该水族槽54的侧面的防震螺柱48来最小化。依据本发明的实施方式的净化装置的侧视图示于图3中，其中适用于100至300公升水槽的装置的尺寸被标出，其中LI是114mm，Hl是243mm，H2是13mm，H3是256mm，而Wl是76mm。如此尺寸的装置将提供500~550公升/小时的流率，且需要13W的电力。在其它实施方式中，这种尺寸可以改变来提供将会适用于不同的水槽容积的不同的流率。100公升的水槽大小可能需要250至300公升/小时的流率，或300公升以上的水槽大小可能需要800至1000公升/小时的流率。该水槽尺寸的容积愈大则将会需要愈快的流率,且同样地,较小的水槽容积会需要相对较小的流率。
[0038]要更换该催化剂匣20时， 可按照图4a的步骤式方法，在步骤I中，该生物部分35可用手指轻压其侧面(如所示)并稳固地拉开它来与该马达壳22分开。在步骤2中，该输出喷嘴16会被稳固地将它垂直上拉而被移除。在步骤3时，该马达壳支撑罩24和前盖18会被缓和地滑离该马达壳22，其内装着该催化剂匣20。该旧的催化剂匣20可在步骤4被丢弃，且一新的催化剂匣20会被准备如步骤5所示，即在一奔流的水龙头底下彻底地冲洗该催化剂匣20。在步骤6时将该催化剂匣20放入该马达壳22内，而使其平坦侧曝露并背离该马达壳22。
[0039]要更换该厌氧物腔室30时可按照图4b的步骤式方法，在步骤I中，该厌氧物腔室30会被稳固地由该生物部分35卸除。在步骤2时，容纳于该厌氧物匣56内部的厌氧物匣56用拇指向上推出。在步骤3时，用手指来掰开该匣56，以使任何适用的过滤介质能在该系统再被一起并回之前被添加。
[0040]本发明的另一方面提供一种使用如图1中所示的电化学絮凝反应器12来净化水族箱中水的方法。
[0041]当启动该装置10时，电解即会开始，而水中任何氨化合物的化学氧化过程详示于如下的公式⑴至(6):
[0042]
【权利要求】
1.一种净化水族箱中废水的装置，其包含电化学絮凝反应器，该电化学絮凝反应器包含可操作以将该水族箱中的铵、氨、亚硝酸盐和/或硝酸盐转变成氮气的数个钛基电极和适于产生羟基基团的碳基催化剂。
2.根据权利要求1的装置，其中该碳基催化剂的可操作量为10-50克。
3.根据前述权利要求任一项的装置，其中该电化学过程的可操作的电压为5-24V。
4.根据前述权利要求任一项的装置，其中所述电极被设置成彼此之间有5-10厘米的距离。
5.根据前述权利要求任一项的装置，其中可操作的电流为约0.5mA。
6.根据前述权利要求任一项的装置，其还包含生物性腔室。
7.—种净化水族箱中废水而将铵、氨、亚硝酸盐和/或硝酸盐转变成氮气的方法，包含如下步骤:使电荷通过在该水族箱内的两个钛基电极之间，其中适于产生羟基基团的碳基催化剂位于所述钛基电极之间。
8.根据权利要求7的方法，其中该电荷具有5-24V的电压。
9.根据权利要求7的方法，其中该电荷具有5mA的电流。
10.根据权利要求7-9任一项的方法，还包含添加适于生物性过滤的微生物的步骤。
11.一种用于权利要求1所述含至少两个钛基电极和适于产生羟基基团的碳基催化剂的装置的匣。
【文档编号】C02F1/46GK103781730SQ201280031943
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年5月18日 优先权日:2011年5月26日
【发明者】张国炜, 叶展成 申请人:仟湖鱼业集团