申请日2000.08.16
公开(公告)日2002.10.16
IPC分类号C02F1/68; A01K63/04; C02F1/54; C02F1/52
摘要
本文描述了一种能长期改善生物箱体系水质的组合物,其特征在于含有下列组分:1)至少一种易溶或微溶的Al3+、Fe3+、TiO2+或ZrO2+的有机羧酸盐,可以任意与有机羧酸相混合;2)至少一种水溶性不含N的生物可降解有机化合物;3)至少一种可溶性碱金属或碱土金属的有机羧酸盐;和4)至少一种镁的有机羧酸盐,可任意与至少一种钙的机羧酸盐相混合,以及,5)微量元素和维生素,尤其是水溶性维生素B类。通过使用上述水处理剂能降低、减小或者消除水质参数的变化,由此显著地延长换水间隔,或者无需换水在一段时间内就能使水保持清洁。
权利要求书
1.一种能长期改善生物养殖水体水质的水处理剂，其特征在于 含有下列组分
a)至少一种易溶或微溶的Al3+、Fe3+、TiO2+或ZrO2+的有机羧酸盐， 其必要时与有机羧酸相混合;
b)至少一种水溶性不含N的生物可分解有机化合物;
c)至少一种可溶性碱金属或碱土金属的有机羧酸盐;和
d)至少一种Mg2+的有机羧酸盐，其必要时与至少一种Ca2+的机羧 酸盐相混合，以及，
e)微量元素和维生素，尤其是水溶性维生素B类。
2.如权利要求1所述的处理剂，其含有
a)Al3+、Fe3+、TiO2+和/或ZrO2+的乙酸盐、甲酸盐、酒石酸盐和 /或特别是柠檬酸盐;
b)至少一种羧酸、醇和/或糖;
c)碱金属或碱土金属的柠檬酸盐、乙酸盐、乳酸盐、酒石酸盐、 甲酸盐或苹果酸盐;和
d)Ca2+盐或Mg2+盐，或者Ca2+和Mg2+的有机羧酸盐的混合物，以及
e)微量元素和维生素，尤其是水溶性维生素B类。
3.如权利要求1或2所述的处理剂，其含有作为组分a)的柠檬 酸铝和/或柠檬酸铁。
4.如权利要求1或2所述的处理剂，其含有作为组分b)的乙酸、 柠檬酸、酒石酸或乳酸，甘油、山梨醇或乙醇，或者戊糖、己糖或蔗 糖。
5.如权利要求4所述的处理剂，其含有作为组分b)的柠檬酸、 酒石酸和蔗糖的组合物。
6.如权利要求1或2所述的处理剂，其含有作为组分d)的钠和 /或镁的柠檬酸盐和/或酒石酸盐。
7.如权利要求1或2所述的处理剂，其含有作为组分e)的柠檬 酸镁和/或酒石酸镁，其可与柠檬酸钙和/或酒石酸钙相混合。
8.如权利要求1或2所述的处理剂，其含有微量元素铁、硼酸、 溴化物、碘化物、锂、锡、锰、锌、镍、铜、钒、钼和/或钴。
9.如权利要求1或2所述的处理剂，其含有作为维生素类的维生 素B1、B2、B6、B12、烟酰胺、泛酰醇和/或维生素H。
10.如权利要求1-9所述的处理剂，其特征在于每一升养殖水， 每计量单位，其组分如下：
a)0.5-50mg，优选地0.5-10mg;
b)一种或多种有机化合物，优选地是柠檬酸、蔗糖和/或酒石酸， 每种情况下0.5-100mg，优选地0.5-50mg，尤其优选地是1-20mg;
c)0.018-1.8mmol，优选地是0.036-0.36mmol碱金属盐;或 0.009-0.9mmol，优选地是0.018-0.18mmol碱土金属盐;或者相应 的碱金属和碱土金属盐的混合物;
d)0.0018-0.36 mmol，优选地是0.018-0.18 mmol镁盐;
e)1-100μg，优选地2-20μg铁;
0.5-50μg，优选地0.5-10μg硼酸;
0.1-100μg，优选地0.1-5μg溴化物;
0.01-100μg，优选地0.1-10μg碘化物;
1-200ng，优选地5-100ng锂;
1-200ng，优选地5-100ng锡;
0.1-100μg，优选地0.2-20μg锰;
0.1-100μg，优选地0.1-10μg锌;
0.01-20μg，优选地0.05-5μg镍;
0.01-20μg，优选地0.05-5μg铜;
1-500ng，优选地5-100ng钒;
1-500ng，优选地5-100ng钼;
0.1-50ng，优选地0.5-20ng钴;
0.1-100μg，优选地0.1-50μg维生素B1;
0.05-50μg，优选地0.05-10μg维生素B2;
0.01-30μg，优选地0.05-10μg维生素B6;
0.05-50ng，优选地0.1-10ng维生素B12;
0.1-50μg，优选地0.1-20μg烟酰胺;
0.1-100μg，优选地0.1-10μg泛酰醇;以及
0.01-10μg，优选地0.01-1μg维生素H。
说明书
延长养殖水体换水间隔的水处理剂
本发明涉及使用生态学上中性的、化学和微生物有效的水添加 剂，延长生物养殖水体换水间隔的化学和微生物组合物。
在生物养殖水体中，例如水族箱、水生生物生活的区域和公园的 池塘中，由于其中鱼和其他水生动物的日常喂养，水化学参数会有日 积月累的重要变化，由此使水质持续恶化。由此相应降低了鱼和其他 水生动物的生活质量。
如果初始用水(如自来水)，具有足够好的水质，通过频繁更换部 分或全部水，也能防止养殖水水质恶化。但是，更换水不仅对水族馆 工作人员、鱼和其他水生动物养殖人员来说，是一项麻烦而不愉快的 体力劳动，而且由于新鲜的初始水中含有不希望的成分(如氯或重金 属)，还会不可避免地部分地使水生动物的生命受到严重威胁。
因此非常希望减少水的更换频率和更换量。如本发明所述，本发 明能成功地抑制或防止养殖水水质的恶化。
更具体地说，生物养殖水体中，水质恶化时水质参数将发生下列 重要变化。
-磷酸盐含量增加，
-硝酸盐含量增加，
-碳酸盐硬度降低，且pH值下降到碳酸盐硬度完全耗尽时的pH 值。于是存在着所谓酸降低的紧急危险，也就是说，pH值降低到偏酸 性范围。这大大增加了鱼的死亡率。
-植物和生物新陈代谢所必需的微量元素消耗殆尽，
-对整个生态系统十分重要的水溶性维生素B类消耗殆尽。
定期更换部分水，不能消除水质变化，只能减缓水质恶化，缓解 恶化程度。另外，定期更换部分水仍有附加的危险性，一方面，对鱼 和其他水生生物造成极大的压力，另一方面，需要引入新鲜的水。在 广泛使用自来水的情况下，由于水中存在氯、重金属，同时又没有有 机胶体，由此自来水具有某种粘膜侵蚀性，因此自来水对鱼和其他水 生生物有危险性。
因此，希望研制一种降低、减小或者消除上述决定水质参数变化 的水制剂或者方法，由此显著地降低部分换水频率，或者明显延长换 水间隔。
用众所周知的方法可部分解决上述部分问题
A)连续加入食物，主要使磷酸盐浓度增加。因为磷酸盐会促进 不希望的藻类生长，因此如果磷酸盐浓度增加到超过10-20mg/l， 将是很不利的。
众所周知，下列方法可降低磷酸盐。
a)将磷酸盐粘附在加到过滤系统中的Al3+和/或Fe3+氧化物上 (含有氢氧根基的颗粒)。不利的是其容量有限。在其容量耗尽后， 需要更换颗粒，然而更换工作常常是非常费体力的。如果水族馆工作 人员不有规律地测量磷酸盐含量，他就无法得知材料已经耗尽，因而 养殖水中的PO43-浓度会再次增加，也就是说，通常该处理方法成功的 把握性不足。
b)在定期应用时，添加溶解的无机Al3+和/或Fe3+盐，也会降 低PO43-浓度。该方法的缺点是：
-溶解的无机Al3+和Fe3+盐对鱼有很高的毒性，
-水将富集阴离子(如氯离子和硫酸根)，
-还降低了碳酸盐硬度，以及HCO3-和CO32-含量，并且，
-缓冲能力降低，
-pH值降低，在KH=-0°dH时，有酸降低(Suresturzes)的危险。
-水混浊，有不希望的Al(OH)3和Fe(OH)3絮凝物。
B)上述不希望出现的变化的另一实例是，连续添加蛋白质和其他 来自食物的氮源，会增加硝酸盐浓度。来自食物的所有氮，更大部分来 自蛋白质的氮，借助于氨和亚硝酸盐都能生物氧化成硝酸盐。硝酸盐持 续增加，表示养殖水的负荷反常，而这种反常对水族馆工作人员来说是 不希望的。通常，初始水的硝酸盐含量就很高(例如，25-50mg/l)， 通过更换水，根本不可能达到天然的只有几mg/l的NO3-浓度。
众所周知，下列方法可降低硝酸盐含量。
a)通过阴离子交换剂(主要是氯离子型)降低硝酸盐含量。该 方法的缺点是，用交换剂的负荷阴离子(主要是氯离子)置换硝酸根 离子，以及置换硫酸根和碳酸氢根离子。除了不希望的碳酸盐硬度降 低以外，水的化学成分也完全改变了。
b)在厌氧介质或厌氧反应器中发生了反硝化反应 (Denitrifikation)。通过在过滤系统中引入基本不溶的、不含氮的 颗粒形式的有机材料，给厌氧区域提供大量的氧气，其中硝酸盐作为 氧源还原成N2。但是该方法的缺点是：
-无法确定投配量，
-该过程方法控制和方法可控性都不确定，
-在NO3-浓度很低的情况下，硫酸盐会还原成毒性很强的硫化氢。
C)硝化会引起碳酸盐硬度降低，这是所述不希望出现的水变化的 另一实例。可借助于硝化菌将氨氧化成亚硝酸盐，对不断添加的有机 氮进行氧化。在该生物过程中，每摩尔氨产生一摩尔H+。游离H+与存 在的碱，主要是形成碳酸盐硬度的碳酸氢根相反应，由此发生质子化 反应，且降低碳酸盐硬度。
为了补偿碳酸盐硬度的损失(或者HCO3-的损失)，同时也为了增 加碳酸盐硬度，已知可采取下列措施：
a) 添加NaHCO3和/或Na2CO3粉末或溶液。该方法虽然可靠，但 是却有下列缺点：
-在使用NaHCO3和/或NaCO3混合物时，会使养殖水的pH值迅速 升高，对有机体会造成极大的压力。
-随着pH值的升高，水中的铵含量将会增加，尤其是会游离出致 死剂量的氨。
-由于NaHCO3的水中溶解度相对较低，所以不可能方便地使用高度 浓缩的产物。
b)添加新制备的溶液，除了溶解的碳酸氢钙以外，还含有很多 游离CO2。过量的CO2会迅速损害有机体。除了HCO3-浓度以外，还会增 加Ca2+浓度，这也是不希望的。
此外，溶解的碳酸氢钙的化学和生物损失，会使水发生不希望的 变化。由于CO2的消耗，和由此产生的pH的增加，石灰/碳酸平衡将 会被石灰的沉积取代。损失溶解的Ca(HCO3)2的缺点是相应地降低了 钙浓度和HCO3-浓度(即降低了碳酸盐硬度)。
为了补偿Ca(HCO3)2的损失，或者防止其增加，已知可采取下列 措施：
a)添加溶液，该溶液除了Ca(HCO3)2外还含有很多游离CO2。 该方法仍存在上述缺点。该方法的另一缺点是耗费体力，因为必须通 过将CaCO3或Ca(OH)2溶解在富含CO2的水中，才能费力地制备出 Ca(HCO3)2溶液。通过加入Mg(OH))2或MgCO3·Mg(OH)2，还能制 备出另外含有Mg(HCO3)2的溶液。
b)加入含有等量NaHCO3和可溶性Ca、Mg盐类(主要是氯化物) 的固体混合物。通过将该混合物溶解在养殖水中，能在水中引入 Ca2++2Cl-+2Na++2HCO3-。除了希望的[Ca2++2HCO3-]以外，水中现在还 含有等量NaCl(或还有Na2SO4)，这是不希望出现的。该方法的缺点 是引入了外来盐，如NaCl或Na2SO4。
最后，溶解的二氧化碳的消耗，也会改变水质。
藻类、水生植物和自养微生物持续需要溶解的二氧化碳。除了由 此会升高pH值以外，还会导致CO2不足，这对化学处理过程和生物处 理过程都是不利的。
为了补偿CO2的不足，已知可采取下列措施添加CO2：
a)添加来自压力瓶的CO2。该方法的缺点是：
-难以调节和控制投配剂量，
-价格，
-使用有压气体系统的安全性问题。
b)通过石墨电极阳极氧化产生CO2。该体系有下列缺点：
-可计量性差，
-由于阴极上的二级化学过程，CO2会达到最高负荷，具有很强的 脱钙作用(Entkalkung)，
-生成了氢氧气，
-在富含氯化物的水中生成了氯气。
c)在外部发酵反应器中生成了CO2。这里，该系统也存在严重缺 点，例如：
-发酵过程对温度具有很强的依赖性，
-该过程很难控制，
-可计量性和剂量稳定性很低。
上述各种问题起初很复杂，用一种方法不可能解决。
然而，令人惊奇的是，通过在养殖水体中添加一种或多种任意组 合的下列组分的制剂，能实现改善生物养殖水体水质的目的：
a)为了降低磷酸盐浓度，至少一种易溶或微溶的Al3+、Fe3+、 TiO2+、ZrO2+或Ca2+的有机羧酸盐，其必要时与有机羧酸相混合;
b)为了降低硝酸盐浓度或限制硝酸盐的增加，至少一种水溶 性、不含N的生物可分解有机化合物;
c)为了增加碳酸盐硬度或者HCO3-浓度，至少一种碱金属或碱 土金属的有机羧酸盐;
d)为了增加总硬度或者碳酸氢钙和碳酸氢镁的浓度，至少一种 Ca2+和Mg2+有机羧酸盐的混合物，和
e)为了增加CO2的浓度，至少一种生物可分解化合物。
以水添加剂的形式、能稳定地减缓或解决上述问题且在长时间内 没有副效应的产品迄今还是未知的。
本发明的目的是研制一种水添加剂，从一般的观点看，它具有
-降低、减小或者消除上述表示水质状况的水质参数的变化，
-显著地延长部分换水间隔，从现在的1周到4周，延长到例如6 个月，以及
-由此使水族箱的爱好更简单、更安全且更有吸引力。
特别是，定期使用时，该水添加剂应能降低或减小或消除下列化 学变化：
-磷酸盐增加，
-硝酸盐增加，
-碳酸盐硬度降低和pH值降低，
-酸降低，
-必需的微量元素的消耗，
-水溶性维生素B类的消耗。
因此，本发明的目的是提供一种能长期改善生物养殖水体水质的 组合物，其特征在于含有
1)至少一种易溶或微溶的Al3+、Fe3+、TiO2+或ZrO2+的有机羧酸盐， 其必要时与有机羧酸相混合;
2)至少一种水溶性、不含N的生物可分解有机化合物;
3)至少一种可溶性碱金属或碱土金属的有机羧酸盐;和
4)至少一种有机羧酸Mg2+盐，其必要时与至少一种有机羧酸Ca2+盐相 混合，以及，
5)微量元素和维生素，尤其是水溶性维生素B类。
令人惊奇的是，可以将上述各个组分组合并成一种活性物质组合 物，由此对水进行更全面的化学/微生物处理。
所得组合物除了含有解决刚开始描述的部分问题的组分以外，还 可含有所有必需的微量元素和水溶性维生素，尤其是维生素B类。
对水族馆工作人员来说，只使用一种呈组合物形式的水处理剂， 比分别使用解决各个问题的各种组分，不仅更加愉快、简单，而且更 加安全。
可解决上述问题的新组合物(呈组合制剂的形式)包括下列各个 成分：
A)防止磷酸盐增加或降低的组分
可使用易溶或微溶的Al3+、Fe3+、TiO2+或ZrO2+的有机羧酸盐，例 如它们的乙酸盐、甲酸盐、酒石酸盐和特别是柠檬酸盐来实现该功能。 除了使用具有很强的磷酸盐络合性的金属离子Al3+、Fe3+、TiO2+或ZrO2+以外，还可以用类似方式使用钙的有机羧酸盐，然而，钙的有机羧酸 盐去除磷酸盐的能力小得多。还可以使用有机酸盐与碱式有机酸和其 他有机酸的混合物，其效果同样成功，例如：
柠檬酸铝+柠檬酸
柠檬酸铁(III)+柠檬酸
柠檬酸铁(III)+酒石酸。
下面描述Al3+、Fe3+盐去除磷酸盐的原理，然而该原理也适用于 TiO2+或ZrO2+盐。如果在养殖水体中加入Al3+和/或Fe3+羧酸盐，刚开 始观察不到絮凝体和混浊。在过滤系统发生好氧生物分解的情况下， 随后生成了Al(OH)3或Fe(OH)3。
加入磷酸盐，磷酸盐随上述氢氧化物沉淀下来。
沉淀下来的金属氢氧化物与磷酸盐的共絮凝体集中在过滤污泥 中，并在过滤器的定期清洗过程中除去。
通过在养殖水体中定期添加有机金属盐(例如，以水溶液形式)， 完全可以防止磷酸盐增加。
与用无机Al3+或Fe3+盐沉淀磷酸盐不同的是，根据本发明，磷酸盐 沉淀法具有一系列令人惊奇的优点：
-由此得到的水中没有混浊现象，也没有絮状物形成，
-该过程基本上在生物活性过滤系统中进行，
-有机金属盐表现出毒物学中性，生态学中性，碳酸盐硬度中等，
-没有添加外来富集性离子，
-羧酸阴离子的好氧分解，只生成了CO2，由此对CO2的含量有积极 的影响或者部分补偿CO2的消耗。
通常每一种金属所调节的磷酸盐浓度如下：
柠檬酸铁：大约0.0-0.2mg/l，
柠檬酸铝：大约0.0-0.5mg/l，
柠檬酸钙：大约0.5-1.5mg/l。
优选地使用柠檬酸铝和/或柠檬酸铁。在每周投配一次到每周投 配三次的情况下，在养殖水中的使用浓度总计为0.5mg/l到50mg/l， 优选地0.5mg/l到10mg/l。
B)防止或者制止硝酸盐增加的组分：
如果在养殖水中定期加入不含氮的、可分解的有机物，也不用厌 氧反应器，就减缓或抑制了硝酸盐浓度的增加，使硝酸盐浓度维持在 平均值。如果不用本发明的这些水添加剂处理，硝酸盐含量将会持续 而无限制的增加。该方法能阻止或限制硝酸盐增加的原因是因为在过 滤器中，厌氧微生物区进行了部分反硝化反应，此外在减缓或限制硝 酸盐增加的同时，还可以抑制或限制由于硝化引起的碳酸盐硬度(HCO3- 浓度)的损失。
所用的水溶性还原硝酸盐化合物，主要是所有生物可分解有机化 合物，但是优选地是脂族化合物，例如醇类;如甘油、山梨醇、乙醇; 糖类，如戊糖、己糖、蔗糖;羧酸类，如乙酸、柠檬酸、乳酸和酒石 酸。已经证明，在每种情况下，将等量的柠檬酸和蔗糖或乙酸和蔗糖 组合使用，效果非常好。
优选选用乙酸、酒石酸、柠檬酸、甘油、葡萄糖、蔗糖，已经证 实联合使用柠檬酸、酒石酸和蔗糖，效果尤其好。
在每周投配一次到三次的情况下，对于柠檬酸，用于养殖水的浓 度总计为0.5-100mg/l，优选地1-20mg/l;对于蔗糖，用于养殖水 的浓度总计为0.5-50mg/l，优选1-20mg/l;对于酒石酸，用于养 殖水的浓度总计为0.5-50mg/l，优选地1-20mg/l。
在稳定NO3-的同时，还能将碳酸盐硬度稳定到最小值，即碳酸盐硬 度不会进一步降低到该值以下。
所加的化合物能完全分解成水和二氧化碳。其中生成的二氧化碳 作为碳源而被植物、藻类和硝化菌利用。
通过曝气，可根据需要，向下调节二氧化碳浓度。
C)补偿碳酸盐硬度或碳酸氢盐损失的组分：
根据本发明的技术方案，利用下列使用Na+、Ca2+、Mg2+和Sr2+的脂 族羧酸盐的微生物/化学原理，其中的脂族羧酸的例子是，乙酸、乳 酸、柠檬酸、酒石酸、甲酸、丙酸、苹果酸等等。
如果对羧酸例如乙酸进行微生物分解，只生成水和二氧化碳： CH3COOH O2,分解2CO2+2H2O
另一方面，如果对羧酸盐进行微生物分解，则除了二氧化碳以外， 相应于所引入阴离子负电荷的数，还能生成碳酸氢盐： CH3COO- O2,分解CO2+1,5H2O+HCO3-
通过在养殖水中加入羧酸盐，在生物分解后，生成碳酸氢盐。
从有机钠盐，如乙酸钠、柠檬酸钠生成碳酸氢钠，这一实例并不 令人吃惊，因为碳酸氢钠本身很容易得到。然而，即使在使用液态组 合物的情况下，例如乙酸钠具有极大的优越性，因为与碳酸氢钠相比， 它具有很高的溶解度，这可使得得到高的产品浓度和范围。
使用有机钠盐，不用碳酸氢钠或碳酸钠的另一个优点在于pH值的 中性使用：
-有机羧酸的钠盐能使pH值呈中性，过量的羧酸(羧酸类)甚至 能调节产品的酸性。当然用碳酸氢钠或者碳酸钠是不可能做到的。
-在生物分解情况下，仍然会生成(甲酸盐的情况除外)抑制pH 增加的CO2。
如果考虑加入公知的不会作为物质得到的碱土金属Mg2+、Ca2+、Sr2+的碳酸氢盐，更能认识本发明技术方案的优点。通过加入可溶性Mg2+、 Ca2+、Sr2+的有机羧酸盐，毫无疑问，在养殖水中能生成希望的碳酸氢 盐浓度。
实施例：(乙酸盐) M2+(OAc)2 O2,分解M2+(HCO3)2+2CO2+3H2O
M2+=Mg2+，Ca2+，Sr2+
调整投配量能按需求调节或增加碳酸盐硬度或HCO3-浓度。1 mMol/l有机羧酸钠盐将碳酸盐硬度增加2.8°dH，1mMol/l有机羧酸 Mg2+、Ca2+、Sr2+盐将碳酸盐硬度增加5.6°dH。
作为羧酸，可使用：
a)对于Na+盐：
几乎是所有脂族羧酸，尤其是乙酸、乳酸、柠檬酸、酒石酸等等。
b)对于Mg2+盐：
几乎是所有脂族羧酸，尤其是乙酸、乳酸、柠檬酸、酒石酸等等。
c)对于Ca2+盐：
所有生成水溶性Ca2+盐的脂族羧酸，尤其是甲酸、乙酸、丙酸、乳 酸、苹果酸等等。
d)对于Sr2+盐：
所有生成水溶性Sr2+的脂族羧酸，尤其是甲酸、乙酸、丙酸、乳酸、 苹果酸等等。
优选地使用Na+和Mg2+的柠檬酸盐和酒石酸盐。因为通常初始水中 的Ca2+含量就高，因此可忽略Ca2+盐;然而，如果使用形成可溶性钙盐 的酸，混合通常是可能的。
当每周适宜地投配一次到三次时，加到养殖水中的碳酸盐硬度总 计为0.05-5°dH，优选地0.1-1.0°dH。通过相应添加0.018-1.8 mMol/l，优选地0.036-0.36mMol/l碱金属盐，或者0.009-0.9 mMol/l，优选地0.018-0.18mMol/l碱土金属盐，或者碱金属和碱土 金属盐的混合物，很容易实现该目的。
D)增加总硬度的组分：
如C)部分所述，为了增加碳酸盐硬度，添加Mg2+(和Ca2+)的有 机羧酸盐时，便可自动增加总硬度。其优点是：
-非常简单可靠地、按规定调节和增加总硬度，
-组合物产品在制备和使用上没有任何问题，尤其是使用液体的技 术方案，
-不会引入不希望的外来离子，
-在∞∶1到1∶∞范围内容易调节所有希望的Mg∶Ca比。
-可仅控制作为植物、藻类和自养微生物碳源的二氧化碳的生成 量。
-除了上述来自有机盐的碳酸氢镁和碳酸氢钙以外，还可以加入其 它无机Mg2+盐和Ca2+盐，如氯化物或硫酸盐，以便可释放出各种可能的 或需要的化学组分。
优选地使用柠檬酸和酒石酸的Mg2+盐(如果需要，还可以使用Ca2+盐)。
当每周投配一次到三次时，加到养殖水中的镁的总硬度总计为 0.01-2°dH，优选地0.01-1°dH，对应的镁盐量为0.0018-0.36 mMol/l，优选地0.018-0.18mMol/l。
E)提高二氧化碳浓度的组分
在上述组分A)到D)的定义中，在养殖水中有机化合物生物降解 过程中，生成了二氧化碳。这样能构成一个内在的、靠微生物工作的 碳源供给系统。连续而充足地为养殖水提供对生物体无害的二氧化碳 实现了各种重要功能：
-植物有机体的丰富碳源，
-自养微生物，尤其是硝化菌(Nitrifikanten)的碳源，
-防止由于消耗二氧化碳引起的pH升高，
-通过调节HCO3-/CO2酸-碱平衡，调节规定的pH值，
-干预石灰/二氧化碳平衡，且防止石灰出现化学和生物沉淀。
已经显示出，二氧化碳的浓度为1-25mg/l，优选地5-15mg/l 是最佳范围。这里二氧化碳对鱼和其他水中生物体没有潜在的危害。 由于二氧化碳在养殖水中被连续耗尽，只有少量的二氧化碳会释放到 大气中，因此必须正确计量投入养殖水中的二氧化碳。通过每周一次 到三次投配可生物分解的有机羧酸类、醇类和糖类，容易计量二氧化 碳。已经证明下列化合物尤其有效：
a)羧酸类：甲酸、草酸、乙酸、乳酸、柠檬酸、苹果酸、酒石 酸，
b)醇类：乙醇、甘醇、山梨醇，
c)糖类：戊糖、己糖、蔗糖。
如果只加入羧酸类化合物，则在化学反应中，碳酸氢盐立即释放 出等量的CO2：
HCO3-+CH3COOH→CO2+H2O+CH3COO-
在随后羧酸阴离子的生物降解过程中，还会再次缓慢生成消耗掉 的碳酸氢盐(在几小时到24小时时间内)，且进一步生成CO2：
CH3COO-→HCO3-+CO2+1，5H2O
因此，羧酸在下列各步骤中生成的CO2：
a)在二级反应中，由HCO3-的质子化反应，
b)在反应持续了几小时到24小时后，由生物氧化降解。
在相对缓慢的微生物反应中，加到养殖水体中的醇类和糖类随后 降解成H2O和CO2。
通过选择具有不同CO2释放速度的不同C源的组合，可在水体中非 常均匀地引入CO2，例如，将柠檬酸和蔗糖或乙酸和蔗糖相组合。
在每周投配一次到三次情况下，在养殖水中(在有机添加剂完全 降解后)生成的CO2的最大浓度总计为1-100mg/l，优选地5-50mg/l。
借助于植物生物体和自养菌的生物消耗，以及连续弱曝气，能迅 速找平CO2的最大浓度。
F)增加基本微量元素浓度或补偿基本微量元素连续损失的组分：
下表1列出了所用微量元素的总浓度范围和优选浓度范围。
为了避免不可分解的络合产物的积累，所有加到养殖水体的金属 络合成的微量元素都呈柠檬酸盐、酒石酸盐等形式。
表1 在养殖水中的浓度 微量元素 总浓度 优选浓度范围 络合形式 铁 1-100μg/l 2-20μg/l 是 硼酸 0.5-50μg/l 0.5-10μg/l 否 溴化物 0.1-100μg/l 0.1-5μg/l 否 碘化物 0.01-100μg/l 0.1-10μg/l 否 锂 1-200ng/l 5-100ng/l 否 锡 1-200ng/l 5-100ng/l 是 锰 0.1-100μg/l 0.2-20μg/l 是 锌 0.1-100μg/l 0.1-10μg/l 是 镍 0.01-20μg/l 0.05-5μg/l 是 铜 0.01-20μg/l 0.05-5μg/l 是 钒 1-500ng/l 5-100ng/l 是 钼 1-500ng/l 5-100ng/l 否 钴 0.1-50ng/l 0.2-20ng/l 是
每周一次到三次在养殖水中投配微量元素与本发明的组合制剂。
G)增加水溶性维生素B类的浓度或补偿维生素B类不断消耗的组 分：
下表2列出了养殖水中加入的水溶性维生素B类的总浓度范围和 优选浓度范围。
表2 在养殖水中的浓度 维生素 总浓度 优选浓度范围 B1 0.1-100μg/l 0.1-50μg/l B2 0.05-50μg/l 0.05-10μg/l B6 0.01-30μg/l 0.05-10μg/l B12 0.05-50ng/l 0.05-10ng/l 烟酰胺 0.1-50μg/l 0.1-20μg/l 泛酰醇 0.1-100μg/l 0.1-10μg/l 维生素H 0.01-10μg/l 0.01-1μg/l
每周联合投配一次到三次维生素和活性物质组合物。
下面通过实施例详细描述本发明的内容。
实施例
在一个装有植物、过滤部件和弱曝气部件的温水水族箱(70升水 中养有10-20条平均大小的热带鱼)中，每周投加一次上述组分的组 合制剂，以延长换水间隔。
在每4升水族箱的水中投加1ml组合物溶液的情况下，得到的水 中活性物质的浓度如下表3所示：
表3 组分 在养殖水中的浓度 所加的硬度 柠檬酸 11.0mg/l 酒石酸 3.5mg/l 蔗糖 5.0mg/l 柠檬酸铁 2.5mg/l NaHCO3 - 0.3°dH Mg(HCO3)总硬度 - 0.1°dH 碳酸盐硬度 - 0.4°dH Fe3+ 13.0μg/l H3BO3 6.0μg/l Br- 1.0μg/l I- 1.0μg/l Li+ 50.0ng/l Sn2+ 50.0ng/l Mn2+ 3.0μg/l Zn2+ 1.5μg/l Ni2+ 0.3μg/l Cu2+ 0.3μg/l V 50.0ng/l Mo 50.0ng/l Co 8.0ng/l B1 10.0μg/l B2 0.6μg/l B6 0.3μg/l B12 0.7ng/l 烟酰胺 3.0μg/l 泛酰醇 1.3μg/l 维生素H 0.1μg/l
水族箱保持了6个月没有换水。为了避免出现KH(碳酸盐硬度) 损失和pH下降的最坏情况，用软化水补充蒸发掉的水。
在整个试验期间，监测养殖水的下列参数：
1.磷酸盐浓度：
在整个试验期间，磷酸盐浓度保持在0.1mg/1-0.2mg/l以下。
2.硝酸盐浓度：
即使每周投加很少降低硝酸盐的组分(柠檬酸、蔗糖、酒石酸)， NO3含量也会增加到大约100-140mg/l，然后保持恒定。如果双倍投 加降低硝酸盐的组分，硝酸盐的最大浓度将达50-70mg/l，在每2天 投加这么多量的情况下，NO3含量在大约15-20mg/l的初始浓度上不 会有显著增加。
3.碳酸盐硬度和pH值：
每周所加的碳酸盐硬度(总共0.4°dH)足以补偿KH损失。由此能 可靠地抑制酸降低，pH值稳定在7.3-8.0范围内。
4.引入CO2：
为了足量补偿水族箱一周的CO2需要量，每周投加可分解的有机化 合物(柠檬酸、酒石酸、蔗糖、柠檬酸铁、柠檬酸钠、柠檬酸镁)， 释放出足够的CO2。
由此使CO2浓度保持在2.5-20mg/l范围内。
5.补充微量元素：
每周投加表1所列的微量元素(从铁到钴)，不断补偿由于良好 植物生长和鱼类健康存活而造成的微量元素的损失，包括微量元素的 消耗或减少。鱼的数目没有损失。
6.补充水溶性维生素：
按所用规定浓度，每周在水族箱水中投加表2所列的维生素B类 (从B1到维生素H)。
7.对所测试的7个月没有换水的水族箱进行总的生物评价：
将一周一次用本发明组合物处理后的水族箱，与未经处理的水族 箱进行比较，结果显示出：
-鱼类死亡率低(在整个测试期间，没有鱼死亡)，
-明显改善了水生植物的生长和外观状态，
-减少了藻类生长。
水族箱的状况非常令人满意，甚至可以进一步延长换水间隔，例 如延长到9-12个月。
本发明的组合物、组合物的制备以及组合物的投加方式是：
组合物制品或制剂的精确组成量取自
-在养殖水中加入的一定浓度的活性物质(例如，表3所列的每周 投加浓度，原料或由此产生的活性物质的前体);
-待调制或待稳定的水量(例如100-1000升水族箱水，一包)
-投加频率，例如
-每天
-每2天
-优选地每周2次。
本发明的组合制剂可被制成浓缩液、水溶液或固体组合物，如粉 末、颗粒、挤压物、药片、小丸或胶囊。
除了纯活性物质或活性物质的前体以外，该组合物可进一步包含 已有技术的组分，对于液态制剂，如防腐剂、增稠剂、1×周、1×2 周的悬浮液稳定剂;对于粒、片剂或挤压物，可以是着色物质、辅剂; 对于粉末，可以是流动改良剂。