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Dokumentenidentifikation DE102006026577A1 13.12.2007
Titel Biologischer Reduktor organischer Zersetzungsstoffe im Orginalzustand
Anmelder Brozio, Gerard, 32369 Rahden, DE
Erfinder Brozio, Gerard, 32369 Rahden, DE
DE-Anmeldedatum 08.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006026577
Offenlegungstag 13.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.2007
IPC-Hauptklasse C02F 3/00(2006.01)A, F, I, 20060608, B, H, DE
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung ist ein/e biologische/s Reduktion-Verfahren und -Vorrichtung, durch das/in der die für die Fische schädlichen organischen Zersetzungsstoffe im Originalzustand aus dem Wasser entfernt und in der Vorrichtung komprimiert werden, was zu gravierender Verbesserung der Wasserqualität führt und zum Wohlbefinden der Fische beiträgt.
Durch gegenlaufende Strömungen wird eine Art aktiver Energie erzeugt, die rasche Zersetzung des Ammoniums in Ammoniak bewirkt, so dass sich dann dieser mit anderen organischen Zersetzungsstoffen am Boden der Vorrichtung absetzt.
Die gegenlaufenden Strömungen werden durch höhenversetzte Zu- und Abläufe erzeugt und die Absetzung in die Ruhezone erfolgt durch eine Öffnung im Trennboden der Vorrichtung.
Die Vorrichtung für das Verfahren kann zweiteilig aus Kunststoff oder Edelstahl in eigener Regie oder durch Lizenzvergabe gefertigt und vertrieben werden. Als Vertriebspartner kämen bereits bestehende Fisch/Zoo/Tier/Zubehör-Handlungen in Frage oder/und das Internet.

Beschreibung[de]

Biologischer Reduktor organischer Zersetzungsstoffe im Originalzustand, im Folgenden „BRoZiO" genannt, beispielsweise für Fischhaltungen aller Art.

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein/e Reduktions-Verfahren und Vorrichtung für organische Zersetzungsstoffe wie tierische Ausscheidungen in Form von Kot und Urin sowie eiweißhaltiger Schleimhauterneuerungen der Außenschleimhaut und der Darmschleimhaut, z.B. bei den Fischen im Originalzustand. Ein weitere Ausscheidung bei den Fischen ist das durch die Kiemen an das Wasser abgegebene Ammonium, das sich durch den Verfahrensvorgang in der erfindungsgemäßen Vorrichtung, im BRoZiO, sehr rasch zum Ammoniak zersetzt. Die organischen Zersetzungsstoffe setzen sich dann am Boden des BRoZiO ab und können als natürlicher Pflanzendünger im Haus und Garten genutzt werden.

Exkurs

Da ich weder im Handel ein gattungsgemäßes Gerät entdeckt habe, noch es in mir zugänglicher Literatur über eine auch nur im Ansatz ähnliche Reduktion organischer Zersetzungsstoffen publiziert wurde, soll im Folgenden ein natürlicher biologisch-ökologischer Vorgang zur erörternden Erklärung der vorliegenden Erfindung herangezogen werden.

Biologisch, weil der BRoZiO auf Grund biologisch natürlicher Gesetzmäßigkeiten funktioniert, denn Anziehungskräfte wirken überall, im Universum und in einem Atom. Im BRoZiO sind es die zwischenmolekularen Anziehungskräfte, die stoffspezifisch sind und bei einem Trennen/Zerreißen/Zerbrechen der Stoffe freigesetzt und neu gebunden werden.

Bei festen Stoffen ist die Verbindungsenergie am höchsten. Dann folgen die flüssigen und gasförmigen Stoffe, wobei jeder Stoff in den einzelnen Gruppen seine eigene, stoffspezifische Anziehungskraft hat. Alle und Alles zieht sich an, allerdings unterschiedlich stark.

Wenn gegenläufige, höhen- oder seiten-versetzte, Luftmassen aneinander vorbeiströmen so wird an ihren aktiven Strömungsflächen ständig Energie gebunden und freigesetzt, die aktive Verbindungsenergie. Je heftiger die Fronten sind, desto mehr Verbindungsenergie wird freigesetzt. Sie wird in der Atmosphäre gespeichert und entlädt sich dann, je nach elektrischer Leitfähigkeit der Luft mal früher mal später, sichtbar in Form von Blitzen und hörbar als Donner, wenn die Luft in Vakuum zerreißt und sich sofort aufeinander-prallend vereinigt, ein ständiges Trennen und verändertes Neuverbinden.

Luftmassen sind es, die sich an den Oberflächen von natürlichen stehenden Gewässern reiben und damit Oberflächenströmungen erzeugen. Da in natürlichen stehenden Gewässern es keine Oberflächenströmung ohne eine Tiefenströmung geben kann, so stellt sich nach einer gewissen Winddauer eine Zirkulation des Wassers ein. Die Oberflächenströmung und die Tiefenströmung, sie sind entgegengesetzt. Wenn die Winde sich vom Westen nach Osten bewegen, dann ist auch die Oberflächenströmung vom Westen nach Osten und die "Tiefenströmung vom Osten nach Westen. Zwischen den beiden Strömungen, in der Aktivfläche, kommt es ständig zum Trennen und verändertem Neuverbinden, zur Frei/Neufestsetzung der Verbindungsenergie, die eine Art aktivierende Lebensenergie ist, welche die Zersetzung vom Ammonium zu Ammoniak zu beschleunigen vermag.

Wird eine gewisse Konzentration an Ammoniak im Wasser (Aquarium, Fischhalterungen und Gartenteiche) überschritten, so erkranken Fische an den Kiemen und sterben. Die Natur scheint es so eingerichtet zu haben, dass es in natürlichen Gewässern so gut wie nie zum Fischüberbesatz kommen kann, es sei denn, der Mensch überdüngt die Gewässer und es kommt dann als Folge zum zeitlich versetzten übernatürlichen Nahrungsüberangebot. Eine tödliche Folge ist die „Überproduktion" der organischen Zersetzungsstoffe durch die im Wasser lebenden Tiere, insbesondere des für Fische giftigen Ammoniaks. So gesehen ist Ammoniak ein natürlicher Wachstumsregulator.

In den Jahreszeiten, in denen die Gewässer eisfrei sind, findet nicht nur oberflächlich ein Gasaustausch statt, sondern automatisch auch eine Oberflächen- und eine Tiefenströmung. Dadurch gelangt nicht nur Sauerstoff in größere Tiefen, sondern die an den Strömungsflächen der gegenläufigen Strömungen aktivierten organischen Zersetzungsstoffe auch. Sie lagern sich dann in Nischen und Ruhezonen am Boden der natürlichen Gewässer ab und werden dort von spezifischen Bakterien bis hin zum Endprodukt, zu mineralisierten Sedimenten zersetzt.

In den Jahreszeiten, in denen die Gewässer zufrieren, findet in ihnen nur unzureichend ein Gasaustausch statt, denn die Luftbewegung erreicht nur die Eisoberfläche und nicht das Wasser. So gibt es keine Oberflächenströmung und folglich auch kein Tiefenströmung. Die Zirkulation bleibt aus und damit auch die Sedimentierung. Die organischen Zersetzungsprodukte wie Kot, Urin werden nicht weiter ausreichend zersetzt, bzw. zirkulations- und energetisch bedingt nicht zum Gewässerboden transportiert. Sie bleiben teilweise im Wasser bei den Fischen „stehen" und erhöhen somit ihre Konzentration, bzw. ihre toxische Wirkung auf die Fische. Auch für die Oxidation von Ammoniak wird weiterhin der knapp werdende Sauerstoff benötigt, so dass das in Nitrit/Nitrat oxidierte Ammoniak vielen ums Leben kämpfenden Bakterien als Sauerstofflieferant dient, wobei wiederum das giftige Ammoniak entsteht und die Kiemen der Fische problematisch belastet, so dass sie evolutionstechnisch bedingt, gelernt haben ihre Atemfrequenz und ihren Stoffwechsel bei unter 5°C automatisch zu minimieren.

Reduktion, weil der BRoZiO organische Zersetzungsstoffe, insbesondere in Aquarien, Fischhaltungen und Gartenteichen, auf ein Minimum reduziert, so dass beispielsweise Ammoniak im Wasser nicht mit handelsüblichen Reagenzmitteln nachgewiesen werden kann.

Durch die erfindungsgemäße technische Nutzmachung der o.g. biologisch-ökologischen Gesetzmäßigkeiten wird erreicht, dass Überbesatzungen, wie sie in Aquarien, Fischhaltungen und Gartenteichen oft statt finden, nicht gleich zu irreparablen Problemen führen.

Ferner kann der BRoZiO für bereits Ammoniak belastete Aquarien, Fischhaltungen und Gartenteiche als schnelle Abhilfe dienen.

Vorbeugend eingesetzt, bewirkt der BRoZiO, dass die Fische gesund und munter und durch die gute Kondition bedingt auch weitgehend resistent gegen Krankheiten bleiben.

Die Reduktion der organischen Zersetzungsstoffe durch den BRoZiO ist nicht jahreszeitlich gebunden. In dem BRoZiO werden ständig zwei gegenläufige Strömungen erzeugt, so dass, wie es in natürlichen Gewässern auch der Fall ist, zwischen den Strömungsflächen, in der Aktivfläche, ständig zur Frei- und veränderter Neufestsetzung von Verbindungsenergie, einer Art Aktivierungsenergie, kommt.

Da Ammonium (NH3) leichter ist als Wasser (H2O) und Ammoniak (NH4) dagegen schwerer, so nehme ich an, dass eine „Aufladung" in den aktivierenden gegenläufigen Strömungsflächen stattfindet. So mögen es die vier Wasserstoffatome des Ammoniak sein, die dadurch eine erhöhte Anziehungskraft erhalten und von der Ruhezone förmlich angezogen werden. In der Ruhezone nimmt die Konzentration von Ammoniak und anderen organischen Zersetzungsstoffen zum Boden hin zu, was für deren höhere Dichte oder Gewicht spricht. Hier scheint es einen direkten Zusammenhang zwischen der unterschiedlichen Verbindungskraft bei unterschiedlichen Molekülen zu geben.

„Die Gleichgesinnten halten zusammen", das heißt, dass H2O und NH3/4 getrennte Wege gehen. Das unbelastete Wasser bleibt zunächst im oberen Bereich der Ruhezone und das Ammonium und das Ammoniak sowie andere organische Zersetzungsprodukte geschichtet im Bodenbereich der Ruhezone. Mit zunehmender Menge der organischen Zersetzungsstoffe wird das unbelastete Wasser aus der Ruhezone verdrängt, so dass nach einer gewissen Zeit nur noch pflanzliche und organische Zersetzungsstoffe in sehr hoher Konzentration in der Ruhezone des BRoZiO vorhanden sind, so dass sie regelmäßig entfernt werden sollten. Da sie einen hohen Anteil an Stickstoff beinhalten, eigenen sie sich hervorragend als Pflanzendünger.

Organische Zersetzungsstoffe, weil der BRoZiO hauptsächlich organische, wasserstoffgebundene Zersetzungsstoffe wie Ammonium, welches zu 80% durch die Kiemen der Fische ausgeschieden wird, beschleunigt in Ammoniak zersetzt und in der Ruhezone ablagert. Weil Kot, Urin, Körperreste und Kadaver organische Zersetzungsstoffe sind, die sich in Stickstoffe zersetzten. Sie werden dann teilweise sedimentiert und mineralisiert, wobei ein Teil davon als Luftstickstoff freigesetzt wird und an einer anderen Stelle und zu einer anderen Zeit, vom Blitz getroffen, sich erneuernd in den ewig verändernden Kreislauf des Stickstoffes einbringt um irgendwann wieder zu organischen Zersetzungsstoff zu werden...

Im Originalzustand, weil der BRoZiO keine chemischen Zusatzstoffe für seine reduzierende Funktion der organischen Zersetzungsstoffe benötigt oder verwendet. Das Wasser und die organischen Zersetzungsstoffe bleiben im Originalzustand. Was sich ändert, ist deren Konzentration. Im Wasser nehmen die organischen Zersetzungsstoffe ab und in der Ruhezone des BRoZiO zu, ohne eine Veränderung des Originalzustandes des Wasser und seiner Stoffe zu bewirken.

Stand der Technik

Alle handelsüblichen Geräte zur Wasserbehandlung tangieren die vorliegende Erfindung nicht, denn sie behandeln nicht die Ursachen, sondern die Symptome. Sie versuchen nachträglich die durch bestimmte Ursachen entstandene Probleme zu lösen ohne die Ursachen zu beseitigen, immer und immer wieder, mal gut mal schlecht und ein anderes Mal schaffen sie neue, für die Fische oft tödliche Probleme, die meistens auf schlechte Wasserqualität zurückzuführen sind:

Zum Entfernen von fischhaltungsbedingten Wasserverschmutzungen in Aquarien, Fischhaltungen und Gartenteichen sind unzählige im Handel befindliche Filter bekannt und im Einsatz.

Grundsätzlich kann ein Filter alle Wasserverschmutzungen zurückhalten, die größer sind als die Durchlässigkeit der Filtermaterials, so dass mit dem Verschmutzungsgrad des Filtereinsatzes seine Filtrierfeinheit immer höher wird, bis er irgendwann dann gesättigt ist und ausgewechselt, bzw. rückgespült werden muss.

Zu dieser Filtergruppe gehören die einfachen Filter mit einem Filz- oder Kunststoffeinsatz, der nach einer Sättigung ausgewechselt werden sollte. Ist der Filtereinsatz aus Kunststoff oder gar Edelstahlgewebe, kann dieser bei Sättigung ausgewaschen und wieder verwendet werden. Ein komfortabler Filter innerhalb der mechanischen Filter ist der Rückspülfilter. Sein Filtereinsatz besteht aus Kunststoff, meistens jedoch aus Edelstahl, so dass er eine recht lange Lebensdauer hat und nach der Sättigung durch Rückspülen wieder einsatzbereit ist. Die Rückspülung erfolgt meistens durch Aufdrehen und Schließen des Ablassventils.

Diese rein mechanische Filtergruppe ist für Aquarien, Fischhaltungen und Gartenteiche nur bedingt geeignet, denn die Giftstoffe wie z.B. die Wasserstoff gebundenen Stickstoffe, wie Ammoniak, können sie aus dem Wasser nicht entfernen und verschmutzen auch recht schnell und oft überraschend, so dass es dann zu ernsthaften Problemen kommt. Das Wasser zirkuliert dann nicht mehr und „kippt um" oder die Aquarien, die Fischhalterungen oder die Gartenteiche laufen beim Fehlen entsprechender Wasser-Niveauschalter leer.

Eine andere Gruppe in der Wasseraufbereitung stellen die Ionentauscher, Katalysatoren oder Ausfällungsgeräte dar. Ein Ionentauscher tausch die Ionen aus, Salz gegen Kalk, der nach der Sättigung des Kunstharzes mit einer Salzlösung ausgespült wird.

Ein Katalysator kann bestimmte Stoffe neutralisieren, wie z.B. eine Opferanode aus Magnesium, die mit Kohlensäure reagiert und diese bindet, so dass die Kohlensäure dann für unerwünschte Reaktionen, z.B. mit den Wasserleitungen, nicht mehr zur Verfügung steht.

Zu den Ausfällungsgeräten gehören u.a. die endeisenden Geräte. Durch Sauerstoffzugabe, z.B. aus Kaliumpermanganat, kommt es zur Eisenoxidation, welches sich dann durch einen mechanischen Filter, z.B. einen Sandfilter, herausfiltrieren lässt. Es ist eine sehr aufwendige, sehr kostspielige und nur wenig brauchbare Methode der Wasseraufbereitung in Aquarien, Fischhaltungen und Gartenteichen, weshalb sie auch kaum praktische Verwendung findet.

Da Ammoniak giftig für die Fische ist und zu dessen Zersetzung zum Nitrat Sauerstoff verbrauchende Bakterien nötig sind, die große Ansiedlungsflächen benötigen, hat man die sogenannten Bio-Filter erfunden. Ein Bio-Filter ist kein rein mechanischer Schmutzfilter und auch kein reiner Zersetzungsstoffumwandler, sondern eine Kombination von beiden.

In der Natur erfüllt der Boden diese Funktion auch. Das mit tierischen, pflanzlichen, industriellen und anderen Verunreinigungen belastete Wasser sinkt durch den Mutterboden ins Grundwasser. Alle im Wasser ungelösten Schwebestoffverunreinigungen, die größer sind als die Durchlässigkeit des Mutterbodens werden von diesem zurückgehalten, so dass sich schon nach relativ geringer Tiefe, ca. 10 cm, hauptsächlich nur noch klares Wasser abwärts bewegt. Die im Mutterboden vorhandenen Bakterien zersetzen die meisten organischen und pflanzlichen Zersetzungsstoffe in die Pflanzen als Nahrung dienenden Bestandteile oder mineralisieren diese- bis auf das Nitrat!

Nitrat gelangt bis in das Grundwasser, wo sich keine entnitrifizierenden Bakterien befinden. Dieses Nitrat befindet sich dann in unserem Trinkwasser und könnte langfristig zu unvorhersehbaren Problemen führen, denn zu hohe Nitratbelastungen in der Schweinezucht führen bekanntlich zu Wachstumsstörungen und anderen Abartigkeiten.

Da Bio-Filter hauptsächlich mit oxidierenden Bakterien arbeiten, so können diese nur unzureichend – wenn überhaupt –, Nitrit oder Nitrat entfernen, denn dazu bedürfte es sauerstofffreier bzw. sauerstoffarmer Zonen im Bio Filter, wo sich entnitrifizierende Bakterien ansiedeln und das Nitrat zu Luftstickstoff zersetzen könnten. Somit ist ein Bio-Filter kein Stickstoffvernichter, sondern ein Stickstoffwandler, denn er wandelt das hochgiftige Ammoniak in das weniger giftige Nitrit, bzw. Nitrat um und belässt es im Wasser. Weil Bakterien relativ große Ansiedlungsflächen benötigen, verwendet man z.B. Schaumstoffmatten mit großen Oberflächen als Ansiedlungsflächen für Bakterien. Die nitrifizierenden Bakterien siedeln sich dort an und oxidieren das vorbeifließende Ammoniak zuerst zu Nitrit und dann eine andere Gruppe von Bakterien zu Nitrat, denn Bakterien sind Spezialisten und so gibt es für jede Aufgabe die darauf spezialisierten Bakterien. Die einen machen aus Ammoniak Nitrit und die anderen aus Nitrit Nitrat, welches im Wasser verbleibt. Das Nitrat soll dann von den, meist nur unzureichend vorhandenen Pflanzen, „endgelagert" werden. Sind Pflanzen nicht in ausreichender Menge vorhanden, steigt die Nitratkonzentration bedenklich an, so dass nur ein Wasserwechsel notwendige Abhilfe schaffen kann. Andernfalls reagieren Fische auf zu hohe Nitratkonzentrationen mit Wachstumsstörungen. Sie kommen zwar zum Fressen, doch richtig fressen wollen und können sie nicht. Die Folge sind Wachstumsstörungen, Schwächungen und schließlich sekundär Pilz- und Parasitenbefall, der dann meistens tödlich endet.

Eine weitere Entwicklung der Bio-Filter ist durch eine Strudel (Vortex) Vorschaltung erfolgt. Ein Strudel ist eine Wasserdrehung, die sich um die eigene Achse dreht. Es ist handelsüblich ein zylindrisches Gefäß, welches unten konisch zusammenläuft und am Boden mit einem Schmutzpartikelchenablass ausgestattet ist.

Das Wasser wird seitlich eingeleitet und – höhenversetzt – wieder seitlich, meist gegenüberliegend, abgeleitet, so dass dadurch eine Drehung des Wassers um die eigene Achse entsteht, ein Strudel eben. Durch die höhere Fließgeschwindigkeit am Rande des Strudels und durch die Anziehungskraft der Erde sowie die daraus resultierende Fliehkraft, sammeln sich alle Schmutzpartikelchen, die schwerer sind als Wasser, in der Mitte des Strudels und sinken dann in dem trichterförmigen Boden zum Grund hin, wo sie sich absetzen und regelmäßig weggespült werden. Da diese Schmutzpartikelchen nicht von dem Filtermaterial des Bio-Filters aufgenommen werden müssen, erhöhen sich damit die Standzeiten der Bio-Filter erheblich, was auch erwünschenswert ist, denn bei jeder Reinigung des Filtermaterials der Bio-Filter werden auch nitrifizierende Bakterienkulturen zerstört und es dauert dann eine gewisse Zeit, bis sie sich wieder neu etabliert haben.

Eine moderne Entwicklung in der Wasseraufbereitung sind UV-Wasseraufklärer und Ozon-Generatoren, die zusätzlich zu den o.g. Filtersystemen hinzugefügt werden und meistens mehr Schaden anrichten als Nutzen.

UV-Wasseraufklärer erzeugen Ultra Violette Strahlung, welche sämtliche Bakterien, Schwebealgen und Kleinstlebewesen abtötet, bis hin zur Sterilität des Wassers, in dem dann auch Pflanzen und Fische nur noch vor sich hin vegetieren. Selbst die robusten Seerosen wachsen nur kümmerlich und blühen kaum. Obwohl das UV behandelte Wasser klar ist, ist es nicht gesund, denn ihm fehlen sämtlich Organismen, die ein Ökosystem benötigt um autonom zu funktionieren. Wenn UV-Bestrahlung, dann nur sehr vorsichtig und in geringer Dosis.

Die Ozongeneratoren erzeugen das sehr giftige Ozon, einen sehr reaktionsfreudigen Sauerstoff. Er greift bzw. oxidiert alles, was oxidierbar ist! Er oxidiert Metalle und Kunststoffe, er schädigt Algen, Pflanze und alle Bakterien, auch die nützlichen. Er greift die Schleimhäute der Fische an sowie das Hämoglobin in deren roten Blutkörperchen. Solche Fische ersticken von innen her, denn die Sauerstoffversorgung funktioniert, bedingt durch das geschädigte Hämoglobin, nicht ausreichend so dass die Fische verkümmern und eingehen. Da Ozongeneratoren noch recht wenig erprobt sind, sollten sie, wenn überhaupt, nur sehr vorsichtig eingesetzt und weiter von kompetenten und seriösen Fachleuten getestet werden, bevor sie ahnungslosen Fischfreunden als Problemlöser verkauft werden.

Da weder UV-Wasseraufklärer noch Ozongeneratoren den Originalzustand des Wassers herstellen bzw. aufrecht erhalten können, ist deren Einsatz in diesen o.g. Ökosystemen zumindest sehr fraglich.

Der Originalzustand des Wassers in Aquarien, Fischhalterungen und Gartenteichen sollte weitgehend erhalten werden, denn nur dann ist es möglich, dass sich dauerhaft ein gesundes und ausgewogenes Ökosystem entwickeln und stabilisieren bzw. etablieren kann.

Wird auch nur ein Parameter, z.B. durch Ultra Violettes Licht oder/und Ozon, Chemiezusätze oder Medikamente, verändert, so löst dies eine Folgenreaktion aus. Das ganze Ökosystem gerät durcheinander und es dauert dann einige Wochen oder gar Monate, bis es sich wieder stabilisiert bzw. etabliert hat.

Problem

Jedes Problem hat eine Ursache, auch in der Fischhaltung. Leider sind es fast immer und überall, auch in der Fischhalterung, die Symptome, die „bekämpft" werde und nicht deren Uraschen.

Die Hauptursache für Probleme in Aquarien, Fischhaltungen und Gartenteichen sind hauptsächlich organische Zersetzungsstoffe, die Stickstoffe, insbesondere das Wasserstoff gebundene Ammonium und das Ammoniak. Am Anfang steht das Ammonium, es wird von den Fischen über deren Kiemen an das Wasser abgegeben und es entsteht bei dem Stoffwechsel der Fische, bei der Zersetzung der Eiweiße, bzw. der Proteine.

Aus Ammonium wird dann, wenn genügend Aktivierungsenergie und „Raum" vorhanden ist, durch Reaktion mit Wasserstoff Ammoniak. Andernfalls haben stickstoffhaltige organische Verbindungen eine sehr große ökotoxikologische Bedeutung. Es sind Wachstumsregulatoren. Die organischen Stickstoffverbindungen sind es, die einen Fischüberbesatz in Aquarien, Fischhalterungen und Gartenteichen verhindern.

Die Fischbesatzdichte hängt unmittelbar von der Konzentration der organischen Stickstoffverbindungen im Wasser ab. Das heißt: Je mehr Fische sich im Wasser befinden, desto toxischer wird die Stickstoffkonzentration, desto schwächer das Wachstum, desto schlechter der Gesundheitszustand. Je weniger Fische sich im Wasser befinden, desto untoxischer ist die Stickstoffkonzentration, desto besser das Wachstum, desto besser die Gesundheit der Fische.

Aufgabe

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Elimination der organischen Zersetzungsstoffe, insbesondere der der organischen Stickstoffverbindungen wie Ammonium und Ammoniak im Anfangsstadium.

Probleme lassen sich grundsätzlich vermeiden, wenn man deren Ursachen eliminiert. Voraussetzung für eine erfolgreiche Ursachenelimination ist das exakte Erkennen der Problemursachen im Anfangsstadium, im Stadium des Entstehens, denn „Ungeborene weinen nicht". Keine Ursache, keine Folge und folglich auch kein Problem.

Lösung der Aufgabe

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die sich im Wasser befindenden organischen Zersetzungsstoffe, insbesondere Ammonium und Ammoniak, bereits im Anfangsstadium aus dem Wasser entfernt und somit eliminiert werden.

Dies wird dadurch erreicht, dass in der verfahrensgemäß ausgestalteten Vorrichtung gegenläufige Strömungen erzeugt werden, wobei die Tiefenströmung mindestens eine Öffnung zur Ruhezone passiert und zwischen der Oberflächenströmung und der Tiefenströmung sich eine Aktivfläche befindet, die eine Art Aktivierungsenergie entstehen lässt, die das Ammonium beschleunigt zu Ammoniak zersetzt und dessen Gewicht erhöht, so dass das Ammoniak sich rasch zum Boden der Ruhezone absinkt.

Da sich in der Ruhezone kaum freier Sauerstoff befindet, bleiben die Stickstoffe in der Ruhezone unoxidiert. Sie liegen dort als organische Zersetzungsstoffe und Amonium bzw. Ammoniak vor und werden regelmäßig durch Leeren der Ruhezone eliminiert.

Dadurch erreichen sie den Lebensraum der Fische nicht und die toxische Belastung des Wassers bleibt weitgehend aus, was gravierend zum Wohlbefinden der Fische beiträgt.

Vorteile/Optionen

Dadurch dass das Ammoniak im Wasser auf einen Wert sinkt, der sich mit im Handel befindenden Reagenzien nicht nachweisen lässt, bleibt der Oxidations-, bzw. Nitrifikationsprozes weitgehend aus und es befindet sich dann automatisch kaum Nitrat im Wasser, welches dann von Algen und Pflanzen problemlos aufgenommen und eingebunden wird.

Auch durch Ammoniak bedingte Kiemenkrankheiten, bzw. Wachstumsstörungen der Fische bleiben beim Einsatz der verfahrensgemäßen Vorrichtung, dem BRoZiO, aus.

Ein weiterer positiver Nebeneffekt ist die Senkung des Algenwachstums, denn Algen benötigen Stickstoff für ihr Wachstum, Stickstoff, den der BRoZiO bereits in der Entstehungsphase durch Reduktion dem Wasser entzogen und separiert hat.

Da das separierte Ablasswasser einen hohen Stickstoffanteil hat, eignet es sich sehr gut als Pflanzendünger, so dass der BRoZiO auch als eine Verfahren zur Herstellung vom Pflanzendünger bezeichnet werden kann.

Ferner kann die Aktivfläche des BRoZiO Verfahrens auch zur vitalisierend-gesundheitsfördernden Vorrichtung z.B. für Bäder aller Art, ausgestaltet sein.

Zeichnungen

Ein Funktionsbeispiel und ein Ausführungsbeispiel sind in den beiden Hand-Zeichnungen, Zeichnung 1 und Zeichnung 2, dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erörtert und erläutert.

Zeichnung 1

Zeichnung 1 stellt eine Funktionsskizze dar. Zu sehen ist ein Querschnitt durch ein natürliches Gewässer, beispielsweise durch einen Binnensee.

Die Windrichtung 1 ist mit einem Pfeil 1 gekennzeichnet und kommt aus der westlichen Richtung.

Je stärker der Wind weht, desto welliger wird die Wasseroberfläche 2, desto stärker drückt der Wind 1 das Wasser gegen das gegenüberliegende Ufer, so dass der Wasserspiegel am Ostufer höher ist als am Westufer. Beide, der Wind 1 und insbesondere der daraus resultierende Wasserspiegelunterschied bewirken, dass am Ostufer eine Abwärtsströmung 4.3 entsteht. Sie 4.3 setzt sich dann über die Tiefenströmung 4.2 in Richtung Westufer fort wo sie 4.2 in die Aufwärtsströmung 4 übergeht. Die Aufwärtsströmung 4 erreicht dann am Westufer die Wasseroberfläche 2 und wird erneut von Wind 1 erfasst und weiter in Richtung Ostufer beschleunigt, so dass die Strömung immer stärker wird und die Wellen immer höher.

Die Geschwindigkeit der Strömung ist an der Wasseroberfläche 2 am höchsten und nimmt mit zunehmender Tiefe ab, bis hin zum Stillstand in Nischen und Löchern der Ruhezone 6.

Durch das Reiben des Windes an der Wasseroberfläche 2 findet ein intensiver Gasaustausch statt. Da die Wasserlöslichkeit des reaktionsträgen Stickstoffes nur halb so hoch ist wie die des reaktionsschnellen Sauerstoffes, nimmt das Wasser den Sauerstoff aus der Luft bevorzugt auf, so dass nicht nur Fische aktiver werden, sondern auch nitrifizierende Bakterien. Da die meisten Bakterien im Gewässer standortgebunden sind, hat es die Natur so eingerichtet, dass sie Nahrung, wie beispielsweise Ammonium und Ammoniak, mittels des Windes bzw. mittels der daraus resultierenden Strömungen, zugeführt bekommen.

Da nicht nur Bakterien, sondern auch Wasserpflanzen zu den benötigten Nährstoffen nicht hingehen können, muss die Nahrung zu ihnen kommen. Strömungen sind da ein gutes Transportmittel, denn sie befördern die Nährstoffe dort hin wo sie benötigt werden, zum Gewässerboden 3.

Neben der allgemein bekannten Anomalie des Wassers, durch die das Wasser die höchste Dichte bei +4 Grad Celsius erreicht und folglich nicht vom Boden her aufwärts einfriert und somit erst dadurch Leben im Wasser ermöglicht, gibt es noch eine weitere; Das Wasser reinigt sich selbst. Man muss es nur genügende Zeit ruhen lassen. Verschmutztes Wasser wird wieder sauber, wenn es ein gewisse Zeit „gestanden" hat. Es reinigt sich von der Oberfläche her zum Boden hin. Am Boden setzen sich dann die Verunreinigungen ab.

Dieses Phänomen hängt mit der Oberflächenspannung, bzw. mit den Kohäsionskräften zusammen. Das Wasser hat die Eigenschaft, dass es sich zusammenzieht, auch im All verliert es diese Eigenschaft nicht. Fällt ein Tropfen Wasser auf eine Fläche, verteilt er sich nicht über diese, sondern nimmt die Form einer Kugel an, eines Körpers mit der kleinsten Oberfläche. Diese Anziehungskraft wirkt nur nach innen, vereinigend, aufbauend und zusammenhaltend. Ein Eimer voll Wasser ist im übertragenen Sinne auch nur ein großer Wassertropfen. Das Gleich gilt – und davon gehe ich aus –, auch für jedes andere Gewässer.

Auch hier wirken die gleichen Anziehungskräfte der Wasserstoffmoleküle nach innen gerichtet und somit verdrängend für Verunreinigungen. Die Verunreinigungen werden förmlich aus dem Wasser herausgepresst. Sie werden gezwungen das reine Wasser zu verlassen und z.B. an die Innenwand einer Wasserleitung angelagert. Im Aquarium, in Fischhalterungen, in Gartenteichen und in anderen Gewässern sind es die Wände und der Baden Grund, wo die grenzflächenaktiven Verunreinigungen abgelagert werden.

Dieser Selbstreinigungseffekt des Wassers wird in der Aktivfläche 5 beschleunigt.

Da die Oberflächenströmung 4.1 grundsätzlich der Tiefenströmung 4.2 entgegengesetzt ist, entsteht zwischen den beiden Strömungen 4.1/4.2 eine Aktivfläche 5, die eine Art Aktivierungsenergie hervorbringt, die mit der Anziehungskraft der Wasserstoffmoleküle einhergeht, so dass dann rasch aus Ammonium Ammoniak wird und welches dann mit anderen grenzflächenaktiven organischen Zersetzungsstoffen zum Boden hin absinkt. Durch die abwärts gerichtete Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit der Strömungen 4.1/4.2 und aufgrund der Erdanziehungskraft und der daraus resultierenden Trägheit der Masse, sammeln sich diese organischen Zersetzungsstoffe in den ruhigen Zonen des Wassers, am Gewässerboden, und setzen sich dort ab, um ihren Zweck zu erfüllen, zunächst den Bakterien, dann den Algen, Pflanzen, Kleintieren, Fischen und schließlich auch dem Menschen als Nahrung zu dienen, bzw. in den ewigen Kreislauf des Lebens aufgenommen zu werden.

Zeichnung 2

Zeichnung 2 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Es handelt sich um eine rechteckige oder zylindrische Vorrichtung, welche geschlossen, offen oder abgedeckt gehalten werden kann. Für die Funktion der Vorrichtung ist es nicht relevant. Die Vorrichtung besteht vorzugsweise aus nicht rostendem Material wie Kunststoff oder Edelstahl. Aus zwei Hauptteilen gefertigt, wird sie durch Flanschen 13 verbunden.

Die Vorrichtung ist mit Zuläufen 8 und darunter liegenden Abläufen 9 versehen, wobei die Abläufe 9 wesentlich größer sind als die Zuläufe 8. Unten am Boden, vorteilhaft an der tiefsten Stelle der Vorrichtung, befindet sich eine Entleerung 10. Die Entleerung 10 befindet sich auf der gleichen Seite wie die Zu- und Abläufe 8/9.

Etwa im unteren Drittel der Vorrichtung befindet sich ein Trennboden 11, der beispielsweise eine quer von Seite zu Seite verlaufende Öffnung 12 vorzeigt. Der Trennboden 11 schließt zu allen Seiten dicht ab und ist beispielsweise herausnehmbar.

Vorteilhaft ist die etwaige Drittelung der Vorrichtung, jedoch nicht zwingend notwendig. Bei einer etwaigen Drittelung stellt das obere Drittel die Oberflächenströmung 4.1 dar. Die Oberflächenströmung 4.1 wird durch den Zulauf 8 erzeugt. Der Zulauf 8 kann durch eine Pumpe oder durch Höhenunterschied erfolgen.

Die Oberflächenströmung 4.1 geht am Ende der Vorrichtung über eine Abwärtsströmung 4.3 in die Tiefenströmung 4.2 über zum Ablauf 9 hin. Ein Teil der Tiefenströmung 4.2 geht in die Aufwärtsströmung 4 über und wird in die Zirkulation aufgenommen, bis schließlich auch diese die Vorrichtung über de Ablauf 9 verlässt und das Aquarium, die Fischhaltung oder den Gartenteich erreicht.

Zwischen der Oberflächenströmung 4.1 und der Tiefenströmung 4.2 befindet sich die Aktivfläche 5 der genannten Strömungen 4.1/4.2.

Die dabei erzeugte Aktivierungsenergie unterstützt bzw. beschleunigt die Zersetzung des Ammonium in Ammoniak. Die aktivierten, Wasserstoff gebundenen Stickstoffe werden über de Öffnung 12 des Trennbodens 11 von der Ruhezone 6 regelrecht angezogen und lagern sich dann dort ab, bis sie diese dann ganz ausfüllen und durch Entleerung 10 entfernt werden.

Im unteren Drittel befindet sich ein Trennboden 11. Er 11 trennt die Unterschicht der Tiefenströmung 4.2 von der Ruhezone 6 und er 11 verbindet sie ständig trennend miteinander durch die Öffnung 12. Der Trennboden 11 kann verschiedene Öffnungen an verschiedenen Stellen vorweisen und eine den Öffnungen angepasste Stärke haben. Relevant ist es, dass der Trennboden 11 eine nahezu strömungsfreie Ruhezone 6 hervorbringt. Das ist notwendig, weil sonst die organischen und die anorganischen grenzflächenaktiven Zersetzungsstoffe von der Strömung mitgenommen werden und sich nicht verfahrensgemäß am Boden 7 der Ruhezone 6 der erfindungsgemäß ausgestalteten Vorrichtung sammeln würden.

Die anorganischen und insbesondere die organischen Zersetzungsstoffe, wie die Wasserstoff gebundenen Stickstoffmoleküle werden durch die manuelle Entleerung 10 aus der Ruhezone 6 hinausgespült. Die Entleerung 10 kann durch ein Elektroventil auch zeitgesteuert werden, so dass eine Entleerung auch voll automatisch stattfinden kann.

Der Standort kann so gewählt werden, dass die notwendige Oberflächenströmung 4.1 durch Höhenunterschied, ein Gefälle also, erreicht wird. Das herausströmende Wasser 9 muss dann mittels einer Pumpe dem Gewässer zugeführt werden.

Ein weiterer Standort wäre direkt am Aquarium, an der Fischhalterung oder am Gartenteich selbst, über der Wasseroberfläche als Wasserfall gestaltet und somit auch als Sauerstoffspender. Unter der Wasseroberfläche positioniert, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine hermetische Abdeckung vor. Die Strömung erzeugt dann eine Pumpe und zum Entleeren wird ein Schlauch verwändet. Auch ein Entlüftungsventil 14 wird hierbei benötigt.

Die Vorrichtung kann auch vor oder nach einem Filter bzw. vor oder nach einem Bio-Filter installiert sein:

Vor einem Bio-Filter installiert, übernimmt die vorliegende Vorrichtung zusätzlich zur Elimination der Wasserstoff gebundenen organischen Zersetzungsstoffe im Originalzustand die Aufgabe eines o.g. Strudels, er verschmutzt dann eher und muss folglich öfter entleert und eventuell zusätzlich gereinigt werden.

Nach einem Bio-Filter installiert, eliminiert die Vorrichtung, bis auf mikrofeine Schwebestoffe, fast ausschließlich die Wasserstoff gebundenen organischen Zersetzungsstoffe im Originalzustand, insbesondere das Ammonium und das Ammoniak, so dass eine Reinigung der Vorrichtung nicht erforderlich ist. Es reicht dann ein regelmäßiges Entleeren der sich in der Ruhezone 6 befindenden Zersetzungsstoffe völlig aus.

Vorzugsweise sollte der BRoZiO aus zwei Hauptteilen mit integrierten Teil-Trennböden gefertigt sein und dann, mit einer Dichtung versehen, verflanscht werden.

Aus Edelstahl gefertigt, kann der BRoZiO eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer haben.

1
Windrichtung; Der von W nach O fett gezeichnete Pfeil, stellt die Windrichtung dar.
2
Wasseroberfläche; Die Wasseroberfläche ist leicht wellig fett dargestellt.
3
Gewässerboden; Der Gewässergrund ist unregelmäßig fett gezeichnet und als Gewässerboden bezeichnet, da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch vom Boden die Rede ist.
4
Aufwärtsströmung; Mit Aufwärtsströmung wird die aufsteigende Tiefenströmung an ihrer Kehrtwende bezeichnet und ist als bogenförmiger Pfeil dargestellt.
4.1
Oberflächenströmung; Die Oberflächenströmung verläuft vom W nach O und ist durch einen sich unter der Wasseroberfläche befindenden waagerechten Pfeil dargestellt.
4.2
Tiefenströmung; Die Tiefenströmung verläuft vom Osten nach Westen und ist durch sich unter der Oberflächenströmung befindenden Pfeile gekennzeichnet.
4.3
Abwärtsströmung; Mit Abwärtsströmung wird die absteigende Tiefenströmung an ihrer Kehrtwende bezeichnet und ist als ein bogenförmiger Pfeil dargestellt.
5
Aktivfläche; Unter Aktivfläche sind hier die beiden sich ständig gegeneinander verschiebenden Flächen zwischen der Oberflächen- und der Tiefenströmung zu verstehen. Es ist die untere Fläche der Oberflächenströmung und die obere Fläche der Tiefenströmung, die sich ständig verwirbelnd trennen und neu verbinden.
6
Ruhezone; Als Ruhezone sind Vertiefungen, Löcher und Nischen am Gewässergrund bezeichnet, die eigentlich nur beruhigte Zonen sind. In der Vorrichtung ist es die strömungsfreie Zone, die sich unter dem Trennboden befindet.
7
Organische Zersetzungsstoffe; Sie sind als fette Punkte dargestellt.
8
Zulauf; Damit ist der Wassereingang in die Vorrichtung gemeint.
9
Ablauf; Damit ist der Wasserausgang aus der Vorrichtung hinaus gemeint.
10
Entleerung; Damit ist der Schmutzwasserablauf gemeint und an der tiefsten Stelle der Vorrichtung eingezeichnet.
11
Trennboden; Der Trennboden ist im unteren Drittel der Vorrichtung als eine fette, im ersten Drittel unterbrochene Linie eingezeichnet. Die Unterbrechung stellt die Öffnung 12 bzw. die Verbindung zur Ruhezone dar, durch die die organischen Zersetzungsstoffe im Originalzustand in die Ruhezone gelangen und sich dort dann absetzen.
12
Öffnung; Es ist eine rechteckige, querverlaufende Verbindungsöffnung zur Ruhezone 6.
13
Flansch; Bei zweiteiliger Herstellung ist eine Flanschverbindung zu bevorzugen.
14
Entlüftungsventil; Optional, beim hermetisch geschlossener Vorrichtung erforderlich.


Anspruch[de]
Biologischer Reduktor organischer Zersetzungsstoffe im Originalzustand, „BRoZiO", ein Vorrichtung und Verfahren, derartig ausgestaltet, dass er beispielsweise eine geometrische Form, vorzugsweise eine zweiteilige, zylindrische Röhrenform oder eine rechteckige Kastenform, vorzeigt, an deren Vorderseite Zuläufe 8 und Abläufe 9, sowie an seiner tiefsten Stelle eine Entleerung 10 angebracht sind und der aus nicht rostenden Materialien wie Kunststoff oder Edelstahl, ganz oder teilweise, gefertigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass im BRoZiO beispielsweise zwei gegenläufige, sich permanent aktiv bremsende und somit kontinuierlich verlangsamende Strömungen 4.1/4.2 – eine Oberflächenströmung 4.1 und eine Tiefenströmung 4.2 – erzeugt werden, wobei die Tiefenströmung 4.2 rückläufig über dem Trennboden 11 strömt, der vorzugsweise eine in seinem der Vorderseite zugewandtem Drittel, über die ganze Breite querverlaufende Öffnung 12, welche eine Verbindung zur Ruhezone 6 darstellt und durch die die organischen Zersetzungsstoffe in die Ruhezone 6 gelangen und sich dort absetzen, vorzeigt. BRoZiO nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beispielsweise die gegenläufigen Strömungen 4.1/4.2 durch höhenversetzte Zuläufe 8 und Abläufe 9 hervorgerufen werden. BRoZiO nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Trennboden 11 vorzeigt, der mindestens mit einer Öffnung 12 versehen ist. BRoZiO nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennboden 11 mit verschiedenen und verschieden verteilten Öffnungen versehen ist. BRoZiO nach den Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennboden 11 eine bestimmte größenabhängige Stärke vorzeigt. BRoZiO nach den Patentansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er vorzugsweise an seiner tiefsten Stelle eine Entleerung 11 vorzeigt. BRoZiO nach den Patentansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er an bestimmten Stellen angebrachte Strömungs-Leitplanken vorzeigt.






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