養(yǎng)殖水體處理系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本文描述如在水產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)里處理水的水處理裝置和方法。所述水處理裝置利用暴露于紫外輻射和磁場的含氧空氣處理水，從而獲得處理過的水中的減少的和受控的弧菌細菌水平。
【專利說明】養(yǎng)殖水體處理系統(tǒng)和方法
[0001 ]相關申請的交叉參考
[0002] 本發(fā)明主張?zhí)峤挥?013年11月4日的第61/899,678號和提交于2014年6月20日的 第62/015，162號美國臨時專利申請的權益，兩申請的標題均為"水處理系統(tǒng)和方法"，兩者 皆全部引入本文作為參考。 發(fā)明領域
[0003] 本發(fā)明大體涉及用于處理養(yǎng)殖水體的系統(tǒng)和方法。更具體地說，所公開的發(fā)明的 實施方案使用紫外線和/或磁體來處理水產(chǎn)業(yè)養(yǎng)殖蝦的水。
【背景技術】
[0004] 人們需要水處理，以在系統(tǒng)(如水產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)）中產(chǎn)生或保持可接受的水質。
[0005] 沿海和河口環(huán)境中常見的棲居物種包含弧菌種的細菌，包括副溶血性弧菌(本文 中也稱之為V.parahaemolyticus和VP)。因此，他們往往被發(fā)現(xiàn)自然地與4下養(yǎng)殖系統(tǒng)有關。 某些環(huán)境條件可對有機體的建立、生存和生長更為有利，如溫度、鹽度、浮游動物、潮汐沖洗 和溶解氧。副溶血性弧菌與蝦致病發(fā)光細菌密切相關，如哈氏弧菌(V.harveyi)、坎氏弧菌 (V.campbelli)和歐文斯氏弧菌(V.owensii)。這些與其他密切相關的弧菌屬一起形成"哈 氏弧菌分支（V.harveyi clade)"（Cano-Gomez等人，"Vibro owensii sp.nov., isolated from cultured crustaceans in Australia"，F(xiàn)EMS Microbiol Lett〇2010年1月；302(2): 175-81)。這個分支內的細菌在表型水平和基因型水平上都具有很高的相似程度。
[0006] 副溶血性弧菌，其具有惡性和良性菌株，會導致蝦的急性肝胰腺壞死病(AHPND)或 早期死亡綜合征(EMSKAHPND損害蝦的消化系統(tǒng)，并常在放養(yǎng)的三十天內導致死亡。副溶血 性弧菌可忍受一定范圍內的鹽度、pH值和溫度，容易附著于海洋浮游生物且其可以通過洋 流傳播(〇1 &11^4&111，6上13.，第16卷，第6期，第14頁，2013年11月/12月）。在極其致密的群 體中，菌落調節(jié)通信化學物質（一種強效的毒素）通過稱為群體感應的過程進行釋放 (Hardman A.M·，等人，Antonie van Leeuwenhoek 74:199-210,1998)。副溶血性弧菌導致 全球蝦養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的巨大損失，這導致蝦生產(chǎn)、蝦相關工作和利潤的顯著損失。
[0007] 副溶血性弧菌的某些菌株也可以在人類中引起胃腸炎，臨床菌株的特征為其產(chǎn)生 耐熱性直接溶血素(TDH)或TDH相關溶血素(TRH)的能力。

【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明的實施方案涉及解決這些問題和其他問題，并克服了現(xiàn)有技術的水產(chǎn)養(yǎng)殖 系統(tǒng)的缺點。更具體地說，公開的系統(tǒng)和方法的實施方案提供水產(chǎn)業(yè)蝦類養(yǎng)殖水質的維持 和/或改進。作為例子，而非限制，本公開的實施方案可適用于保持水質方面。本文公開的處 理系統(tǒng)和方法使用紫外線(UV)輻射或紫外光。
[0009] 本發(fā)明的一些實施方案涉及控制和/或減少在養(yǎng)殖水體中的弧菌種（species Vibrio)的細菌及其組合的水平的方法。而本發(fā)明的另一個實施方案涉及抑制在養(yǎng)殖水體 中的弧菌種的細菌及其組合的生長的方法。
[0010] 根據(jù)一些實施方案，該方法包括提供由在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn) 生的處理過的含氧氣體，然后用處理過的含氧氣體接觸含細菌的養(yǎng)殖水體以形成處理過的 養(yǎng)殖水體?；【毦谔幚磉^的養(yǎng)殖水體中的水平相比于在用處理過的含氧氣體接觸含細 菌的養(yǎng)殖水體步驟之前的弧菌細菌水平是受控的、減少的、或兩者皆有。在一些實施方案 中，處理過的養(yǎng)殖水體中的弧菌細菌水平相比于在用處理過的含氧氣體接觸含細菌的養(yǎng)殖 水體步驟之前的弧菌細菌水平是減少的。例如，弧菌細菌的水平可以降低到約1X1 OkFU/ml 至約5xl07CFU/ml的水平。在一些實施方案中，處理過的養(yǎng)殖水體中的弧菌細菌水平相比于 在用處理過的含氧氣體接觸含細菌的養(yǎng)殖水體步驟之前的弧菌細菌水平是受控的。例如， 弧菌細菌的水平可以減少到約1X1 OkFU/ml至約5x 107CFU/ml的水平。在另一個非限制性例 子中，細菌的生長可以被抑制到約lxlOtFU/ml至約5xl0 7CFU/ml的水平。
[0011] 弧菌的種類可為副溶血性弧菌、哈氏弧菌、坎氏弧菌、歐文斯氏弧菌、霍亂弧菌(也 稱為V.cholerae)或其組合。在一些實施方案中，弧菌的種類為副溶血性弧菌。
[0012] 可以理解的是，控制、減少或既控制又減少在水中的弧菌種細菌水平的方法允許 蝦在處理過的養(yǎng)殖水體中存活和生長。
[0013] 根據(jù)一些實施方案，養(yǎng)殖水體在密封的充氣池中、在海洋環(huán)境中或在水產(chǎn)養(yǎng)殖系 統(tǒng)中。
[0014] 本發(fā)明的一些實施方案涉及減少由細菌在養(yǎng)殖水體中生長的蝦中出現(xiàn)導致的急 性肝胰腺壞死綜合征(AHPNS)的發(fā)病率的方法，該方法通過提供由在磁場中將含氧氣流穿 過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體，且然后將養(yǎng)殖水體與處理過的含氧氣體接觸以 形成處理過的養(yǎng)殖水體，來控制、減少或既控制又減少養(yǎng)殖水體中的細菌水平。該處理過的 養(yǎng)殖水體具有細菌水平為約lxlOtFU/ml至約5xl0 7CFU/ml。
[0015] 本發(fā)明的一些實施方案涉及減少養(yǎng)殖水體中的細菌水平，這通過提供由在磁場中 將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體，且然后將具有第一細菌水平的養(yǎng) 殖水體與處理過的含氧氣體接觸，以形成具有第二細菌水平的處理過的養(yǎng)殖水體而實現(xiàn)。 第二細菌水平不大于第一細菌水平。例如，第二細菌水平為約lxlOkFU/ml至約5x10 7CFU/ ml〇
[0016] 在一些實施方案中，該方法涉及維持養(yǎng)殖水體中的細菌水平，這通過提供由在磁 場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體，且然后將具有第一細菌水平 的養(yǎng)殖水體與處理過的含氧氣體接觸，以形成具有第二細菌水平的處理過的養(yǎng)殖水體而實 現(xiàn)。第二細菌水平為約lxlOtFU/ml至約5xl0 7CFU/ml。
[0017] 根據(jù)一些實施方案，本發(fā)明涉及處理生長于養(yǎng)殖水體中的患有細菌引起的急性肝 胰腺壞死綜合征的蝦的方法，其通過控制、減少或既控制又減少養(yǎng)殖水體中的細菌水平，這 通過提供由在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體，且然后將養(yǎng) 殖水體與處理過的含氧氣體接觸，以產(chǎn)生處理過的養(yǎng)殖水體而實現(xiàn)。該經(jīng)處理過的養(yǎng)殖水 體具有細菌水平為約lxH^CFU/ml至約5xl0 7CFU/ml。
[0018] 在一些實施方案中，該方法涉及減少養(yǎng)殖水體中的細菌水平，這通過提供由在磁 場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體，且然后將具有第一細菌水平 的養(yǎng)殖水體與處理過的含氧氣體接觸，以形成具有第二細菌水平的處理過的養(yǎng)殖水體而實 現(xiàn)。第二細菌水平不大于第一細菌水平。第二細菌水平為約lxlOtFU/ml至約5xl07CFU/ml。
[0019] 在一些實施方案中，該方法涉及控制養(yǎng)殖水體中的細菌水平，其通過提供由在磁 場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體，且然后將養(yǎng)殖水體與處理過 的含氧氣體接觸以形成處理過的養(yǎng)殖水體而實現(xiàn)。該經(jīng)處理過的養(yǎng)殖水體具有細菌水平為 約 lxlOkFU/ml 至約 5xl07CFU/ml。
[0020] 根據(jù)以上實施方案，所述細菌為弧菌種及其組合。所述弧菌種可選自副溶血性弧 菌、哈氏弧菌、坎氏弧菌、歐文斯氏弧菌、霍亂弧菌及其組合。
[0021] 根據(jù)上述一些實施方案，將水與處理過的含氧氣體接觸直到水中的細菌水平為約 lxlOkFU/ml至約5xl07CFU/ml。在一些實施方案中，在經(jīng)處理過的含氧氣體與含細菌水接觸 的步驟中，將水與處理過的含氧氣體連續(xù)不斷地接觸。在一些實施方案中，在經(jīng)處理過的含 氧氣體與含細菌水接觸的步驟中，將水與處理過的含氧氣體在兩個或更多不同的區(qū)間接 觸。
[0022] 根據(jù)本文公開的一些方法，該方法可進一步包括通過將含氧氣流與紫外輻射接觸 以形成處理過的氧氣，且然后將養(yǎng)殖水流與處理過的氣體接觸，以形成處理過的養(yǎng)殖水體， 來處理養(yǎng)殖水體。該方法可包括將含氧氣流與紫外輻射在磁場內接觸。磁場可以在兩個平 行的具有交替磁極的磁體組之間來建立。含氧氣流可以包括空氣。此外，將含氧氣流與紫外 輻射接觸可以在大于環(huán)境壓力的壓力下進行，優(yōu)選壓力為比環(huán)境大氣壓力大約55英寸至約 4,000英寸水柱的壓力。紫外福射可包括至少約178]11]1至約187111]1，以及約252111]1至約256111]1的 波長。所述紫外輻射可基本上包括約180nm至約254nm波長的紫外輻射。將養(yǎng)殖水體與處理 過的氧氣流接觸可包括以下至少一種:在養(yǎng)殖水體中形成經(jīng)處理的氧氣氣體的分散體;將 處理過的氧氣鼓泡進入養(yǎng)殖水體;和將處理過的氧氣通過文丘里效應引入養(yǎng)殖水體。
[0023]實施方案還可利用磁場。UV輻射和/或磁場可以被直接施加到養(yǎng)殖水體，以處理該 養(yǎng)殖水?？商娲鼗蛄硗獾?，紫外輻射和/或磁場可以施用于氣體，如空氣，然后可將處理過 的氣體與養(yǎng)殖水體接觸，以處理所述養(yǎng)殖水體。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，UV輻射可包括具有多個波長的紫外輻射。例如，可 以使用在約180nm至約254nm波長的紫外輻射。磁體可作為線性陣列的一部分來提供。此外， 這樣的線性陣列可成對布置。例如，一對磁體的線性陣列可臨近處理室中的UV燈，以用UV輻 射和磁場同時處理包含在處理室內的氣體。
[0025]根據(jù)至少一些實施方案，氣體用UV輻射處理然后將處理過的氣體與養(yǎng)殖水體接 觸?？商峁├跻怨┙o加壓空氣到含有紫外光源的處理室。處理室可附加地包含磁體的線性 列陣。加壓氣體暴露于UV輻射和，如果有磁體，則磁場退出處理室，并且與待處理的養(yǎng)殖水 體接觸。
[0026] 本發(fā)明的實施方案涉及用于處理養(yǎng)殖水體的系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)可以包含處理室外 殼，其限定內部空間。處理室入口是可操作的以允許空氣進入處理室外殼的內部空間。位于 處理室外殼內的是UV輻射源。提供可操作的處理室的出口以從處理室外殼的內部空間排出 空氣。
[0027] 系統(tǒng)可以單獨或組合地包含附加的元件。這樣的元件包括，例如，空氣栗，其中該 空氣栗的出口使空氣流動至處理室入口。UV輻射源可為可操作的，以發(fā)射多個波長的紫外 輻射，其包括具有178nm至約187nm范圍內的第一波長的輻射，且包括約252nm至約256nm范 圍內的第二波長的光。該系統(tǒng)還可以包含處理室外殼的內部空間內的多個紫外輻射源。多 個磁體可被包含在處理室的內部。磁體可以沿著至少第一線路排列，形成線性陣列，其中沿 所述第一線路排列的磁體的極性是這樣的：在該線路的第一磁體排斥在該線路的第二磁 體。根據(jù)又一實施方案，磁體可以沿至少第一線路和第二線路排列，其中沿著第一線路排列 的磁體的極性是這樣的：在第一線路中第一磁體排斥第二磁體，其中沿著第二線路排列的 磁體的極性是這樣的：在第二線路中第一磁體排斥第二磁體，其中第一線路的第一磁體鄰 近第二線路的第一磁體，其中第一線路的第二磁體鄰近第二線路的第二磁體，和其中第一 相鄰磁體和第二相鄰磁體具有相對地排列的(oppositely aligned)磁場或極性。
[0028]其他實施方案提供用于處理養(yǎng)殖水體的系統(tǒng)，其可包含空氣栗。此外，該系統(tǒng)可以 包含第一處理室，其具有限定內部空間或第一處理區(qū)的處理室外殼和能通至內部空間的入 口，其中該入口通過至少第一供應管或導管與空氣栗的出口互連。該系統(tǒng)還可以包含內部 空間的出口。此外，紫外光源位于第一處理室的內部空間內。
[0029]系統(tǒng)可以另外單獨或組合地包含其它元件。例如，系統(tǒng)可以包含第二處理室。第二 處理室可具有處理室外殼，其中該處理室外殼限定第二處理室的內部空間或處理區(qū)，和具 有能通至內部空間的入口，其中該入口通過至少第二供應管或導管與空氣栗的出口互連， 以及具有內部空間的出口。第二紫外光源位于第二處理室的內部空間內。此外，也可提供共 同的出口，其中第一處理室的內部空間的出口與第二處理室的內部空間的出口與共同的出 口相互連接。第一處理室還可以包含第一部分的多個沿第一線路布置的磁體，其中所述第 一部分的多個磁體的取向交替。第一處理室可附加地包含第二部分的多個沿第二線路布置 的磁體，其中，所述第二部分的多個磁體的磁極的取向交替，且其中第一部分的多個磁體中 的各磁體的磁極取向與在第二部分的多個磁體中的相鄰磁體相反。類似地，第二處理室可 包含第三部分的多個沿第三線路布置的磁體，其中所述第三部分的多個磁體中的磁體的磁 極的取向交替;和第四部分的多個沿第四線路布置的磁體，其中，所述第四部分的多個磁體 中的磁體取向交替，且其中第三部分的多個磁體中的各磁體的磁極取向與在第四部分的多 個磁體中的相鄰磁體相反。
[0030]根據(jù)第一實施方案為控制在含細菌水中的弧菌種的細菌及其組合的水平的方法， 這通過提供由在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體，并將含細 菌水與處理過的含氧氣體接觸以形成處理過的水而實現(xiàn)，其中，相比于將含細菌水與處理 過的含氧氣體接觸的步驟之前，處理過的水中的細菌水平是受控的。
[0031 ]根據(jù)第二實施方案為減少在含細菌水中的弧菌種的細菌及其組合的水平的方法， 這通過提供由在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體，并將含細 菌水與處理過的含氧氣體接觸以形成處理過的水而實現(xiàn)，其中相比于與將含細菌水與處理 過的氣體接觸的步驟之前的細菌水平，處理過的水具有降低濃度的細菌。
[0032]根據(jù)第三實施方案為抑制在水中的弧菌種的細菌及其組合的生長的方法，這通過 提供由在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體，并將水與處理過 的含氧氣體接觸以形成處理過的水而實現(xiàn)，其中將經(jīng)處理過的含氧氣體與含細菌水接觸的 步驟抑制細菌生長。
[0033] 根據(jù)第一實施方案，細菌水平控制為水平為約lxlOkFU/ml至約5xl07CFU/ml。
[0034] 根據(jù)第二實施方案，細菌水平減少至水平為約lxlOkFU/ml至約5xl07CFU/ml。
[0035] 根據(jù)第三實施方案，細菌的生長被抑制至水平為約lxlOkFU/ml至約5xl07CFU/ml。
[0036] 根據(jù)第一、第二或第三實施方案中任一項，弧菌種選自副溶血性弧菌、哈氏弧菌、 坎氏弧菌、霍亂弧菌和歐文斯氏弧菌及其組合。
[0037]根據(jù)第一、第二或第三實施方案中任一項，該菌種為副溶血性弧菌。
[0038]根據(jù)第一、第二或第三實施方案中任一項，處理過的水使得在水中生長的蝦的存 活。
[0039] 根據(jù)第一或第二實施方案中的任一項，所述含細菌水在密封的充氣池中，在海洋 環(huán)境中或在水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中。
[0040] 根據(jù)第三實施方案，水是在密封的充氣池中，在海洋環(huán)境中或在水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中。
[0041] 根據(jù)第四實施方案，是減少生長在含細菌水中的蝦中由存在細菌導致的急性肝胰 腺壞死綜合征(AHPNS)的發(fā)病率的方法，其通過減少含細菌水中的細菌水平，這通過提供由 在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體，并將含細菌水與處理過 的含氧氣體接觸，以形成處理過的水而實現(xiàn)，其中相比于在將經(jīng)處理過的含氧氣體與含細 菌水接觸的步驟之前，處理過的水具有細菌水平為約lxlOtFU/ml至約5xl0 7CFU/ml。
[0042] 根據(jù)第五實施方案，是減少生長在含細菌水中的蝦中由存在細菌導致的急性肝胰 腺壞死綜合征(AHPNS)的發(fā)病率的方法，這通過控制含細菌水中的細菌水平，這通過提供由 在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體，并將含細菌水與處理過 的含氧氣體接觸，以形成處理過的水而實現(xiàn)，其中相比于在將經(jīng)處理過的含氧氣體與含細 菌水接觸的步驟之前，處理過的水具有細菌水平為約lxlOtFU/ml至約5xl0 7CFU/ml。
[0043] 根據(jù)第六實施方案，是治療生長在含細菌水中的患有細菌引起的急性肝胰腺壞死 綜合征的蝦的方法，其通過減少含細菌水中的細菌水平，這通過提供由在磁場中將含氧氣 流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體，并將含細菌水與處理過的含氧氣體接觸， 以形成處理過的水而實現(xiàn)，其中相比于在將經(jīng)處理過的含氧氣體與含細菌水接觸的步驟之 前，處理過的水具有細菌水平為約lxlOtFU/ml至約5xl0 7CFU/ml。
[0044] 根據(jù)第七實施方案，是治療生長在含細菌水中的患有細菌引起的急性肝胰腺壞死 綜合征的蝦的方法，其通過控制含細菌水中的細菌水平，這通過提供由在磁場中將含氧氣 流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體，并將含細菌水與處理過的含氧氣體接觸， 以形成處理過的水而實現(xiàn)，其中相比于在將經(jīng)處理過的含氧氣體與含細菌水接觸的步驟之 前，接觸后的水具有細菌水平為約lxlOtFU/ml至約5xl0 7CFU/ml。
[0045] 根據(jù)第四、五、六和七實施方案中的任一項，所述細菌為弧菌種。
[0046] 根據(jù)第四、五、六和七實施方案中的任一項，所述細菌為弧菌種，且所述弧菌種選 自副溶血性弧菌、哈氏弧菌、坎氏弧菌、歐文斯氏弧菌、霍亂弧菌及其組合。
[0047]根據(jù)第一至七的實施方案中任一項，將所述含細菌水與處理過的含氧氣體接觸， 直至含細菌水中的細菌水平為約lxlOkFU/ml至約5xl07CFU/ml。
[0048] 根據(jù)第一至七的實施方案中任一項，將所述含細菌水連續(xù)不斷地接觸處理過的含 氧氣體，直至含細菌水中的細菌水平為約lxlC^CFU/ml至約5xl0 7CFU/ml。
[0049] 根據(jù)第一至七的實施方案中任一項，在接觸處理過的含氧氣體的步驟中將所述含 細菌水在兩個或更多個不同的區(qū)間接觸，直至含細菌水中的細菌水平為約lxlOkFU/ml至 約5xl0 7CFU/ml〇
[0050] 根據(jù)第一至七的實施方案中任一項，所述含細菌水接觸處理過的含氧氣體，直至 含細菌水中的細菌水平為約lxlOkFU/ml至約5xl0 7CFU/ml，其中接觸步驟選自：在水中形成 經(jīng)處理的氧氣的分散體，將處理過的氧氣鼓泡進入水中，和將處理過的氧氣通過文丘里效 應引入水中。
[0051] 根據(jù)第一至七的實施方案中任一項，所述含細菌水連續(xù)不斷地接觸處理過的含氧 氣體，直至含細菌水中的細菌水平為約lxlOkFU/ml至約5xl0 7CFU/ml，其中接觸步驟選自： 在水中形成經(jīng)處理的氧氣的分散體，將處理過的氧氣鼓泡進入水中，和將處理過的氧氣通 過文丘里效應引入水中。
[0052]根據(jù)第一至七的實施方案中任一項，在接觸處理過的含氧氣體的步驟中將所述含 細菌水在兩個或更多不同的區(qū)間接觸，直至含細菌水中的細菌水平為約lxlOkFU/ml至約 5xl07CFU/ml，其中在接觸步驟中，水被持續(xù)不斷的接觸，其中接觸步驟選自：在水中形成經(jīng) 處理的氧氣的分散體，將處理過的氧氣鼓泡進入水中，和將處理過的氧氣通過文丘里效應 引入水中。
[0053]根據(jù)第一至七的實施方案中任一項，接觸步驟可選自：在水中形成經(jīng)處理的氧氣 的分散體，將處理過的氧氣鼓泡進入水中，和將處理過的氧氣通過文丘里效應引入水中。 [0054]根據(jù)第一至七的實施方案中任一項，所述紫外輻射具有的第一波長范圍為約 178nm至約187nm和第二波長范圍為約252nm至約256nm。
[0055] 根據(jù)第一至七的實施方案中任一項，該磁場由以下之一建立：（i)一組磁體，其具 有吸引相鄰磁體或排斥相鄰磁體中的一種而排列的磁場；（ii)多個永磁體；（iii)多個電磁 體;和(v)兩組平行磁體，其具有相斥或相吸的磁極中的一種。
[0056] 本公開的實施方案的附加特征和優(yōu)點將源自以下的描述中，特別是當與附圖一起 時變得更加顯而易見。 附圖簡介
[0057] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的水處理裝置的側視圖；
[0058]圖2A-2C是根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案在水處理裝置中的磁極和其磁場的布置的 側視圖；
[0059] 圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的水處理裝置的側視圖；
[0060] 圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的水處理系統(tǒng)的側視圖；
[0061] 圖5描繪了根據(jù)本公開內容的實施方案的水處理系統(tǒng)；
[0062]圖6是根據(jù)本發(fā)明實施方案的處理室的橫截面；
[0063] 圖7是描繪了根據(jù)本發(fā)明實施方案的處理水的方法的方面的流程圖；
[0064] 圖8示出根據(jù)本發(fā)明的實施方案處理含弧菌的水之前和之后的弧菌種計數(shù)；
[0065] 圖9示出根據(jù)本發(fā)明的實施方案處理含弧菌的水之前和之后的弧菌種計數(shù)；
[0066] 圖10示出根據(jù)本發(fā)明的實施方案處理含弧菌的水之前和之后的弧菌種計數(shù)；
[0067] 圖11示出根據(jù)本發(fā)明的實施方案處理含副溶血性弧菌的水之后的水中的副溶血 性弧菌的數(shù)量；
[0068] 圖12示出根據(jù)本發(fā)明的實施方案處理含副溶血性弧菌的水之后的沉積物中的副 溶血性弧菌的數(shù)量；
[0069] 圖13顯示了根據(jù)本發(fā)明的實施方案處理含副溶血性弧菌的水之后的殺滅率；
[0070] 圖14示出根據(jù)本發(fā)明的實施方案處理含弧菌的水之后的水中的弧菌種(包括霍亂 弧菌)的數(shù)量。
[0071] 發(fā)明詳述
[0072] 本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了令人驚奇的結果，即如本文所公開的由在磁場中將含 氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體，能夠控制、減少或既控制也減少養(yǎng)殖 水體中包含的弧菌種及其組合的細菌量。例如，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了令人驚奇的結果，即如本 文所公開的由在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體，能夠控 制、減少或既控制也減少養(yǎng)殖水體中的弧菌種(例如但不限于副溶血性弧菌)至較低水平， 從而促進培養(yǎng)的甲殼類動物(例如但不限于蝦)的存活。
[0073] 本發(fā)明的實施方案包括用由在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理 過的含氧氣體處理養(yǎng)殖水體的方法。該方法產(chǎn)生了作為消毒劑的強大的氧化能力，且在控 制、減少或既控制也減少養(yǎng)殖水體中的弧菌細菌水平方面非常有效。
[0074] 養(yǎng)殖水體，包括在其中水生生物(如蝦)的水，可包含弧菌種細菌及其組合。
[0075] 本發(fā)明公開的水處理方法的實施方案可控制養(yǎng)殖水體中的弧菌種細菌的水平或 數(shù)量。在一個方面中，本文公開的水處理方法減少了弧菌種細菌的水平或數(shù)量。經(jīng)本發(fā)明公 開的水處理方法處理后的養(yǎng)殖水體，相比于未處理過的水或處理之前的水，能限制、減少或 既限制又減少細菌菌落至期望的范圍內，從而控制養(yǎng)殖水體中的細菌菌落的水平。例如，經(jīng) 本發(fā)明公開的水處理方法處理后的養(yǎng)殖水體，可在以下范圍，其具有的每毫升菌落形成單 位（CFU/ml)的下限值（lower end)為約 lxlC^CFU/ml、約SxlC^CFU/ml、約lxl02CFU/ml、約 5xl02CFU/ml、約 lxl03CFU/ml、約 5xl03CFU/ml、約 lxl04CFU/ml 或約 5xl04CFU/ml。此外，經(jīng)本 發(fā)明公開的水處理方法處理后的養(yǎng)殖水體可在以下范圍，其通常具有的細菌(CFU/ml)的上 限值(higher end)為約lxl04CFU/ml、更通常約5xl04CFU/ml、更通常約lxl0 5CFU/ml、甚至更 通常約5xl05CFU/ml、還甚至更通常約lxl06CFU/ml、還甚至更通常約5xl0 6CFU/ml、還甚至更 通常約lxl07CFU/ml或甚至更加通常約5xl07CFU/ml。
[0076] 養(yǎng)殖水體可接觸本文公開的由在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處 理過的含氧氣體。養(yǎng)殖水體中的弧菌細菌（CFU/ml)可以被識別、監(jiān)測或既識別又監(jiān)測。此 外，養(yǎng)殖水體中的弧菌細菌(CFU/ml)的高閾值和低閾值水平的其一或兩者可以被識別、監(jiān) 測或既識別又監(jiān)測。
[0077] 弧菌細菌水平的監(jiān)測可以發(fā)生在各種時間，包括但不限于:幾秒、幾分鐘、幾小時、 幾天、幾個月和幾年。養(yǎng)殖水體可接觸或給予本文所公開的處理過的含氧氣體，以使細菌水 平可被維持、受控、或既維持又受控在低于所述高閾值水平的水平。在一些實施方案中，養(yǎng) 殖水體與本文所公開的處理過的含氧氣體的接觸被停止，使得細菌水平可以被維持和/或 控制在高于所述低閾值水平。如果達到高閾值水平，可再次開始給予或接觸，且給予或接觸 循環(huán)可以重復，以維持和/或控制細菌水平在高閾值水平和低閾值水平之間。細菌的高閾值 水平和低閾值水平可根據(jù)養(yǎng)殖水體的體積和深度以及存在于養(yǎng)殖水體的弧菌種而改變。此 外，處理過的含氧氣體向養(yǎng)殖水體的暴露或接觸的時間可因養(yǎng)殖水體的鹽度、溫度、營養(yǎng)物 負載和弧菌種類而改變。
[0078] 不作為以下舉例的限制，該水產(chǎn)養(yǎng)殖水處理方法可以減少自由浮動的異養(yǎng)菌平板 計數(shù)(HPC)細菌的平均值和在水中的弧菌種的細菌的生長。例如，平均自由浮動的HPC細菌 濃度可通常減少了超過約90 %、更通常超過約95 %、更通常超過約98 %、甚至更通常超過約 99%、或還甚至更通常超過約99.9%。經(jīng)本發(fā)明公開的水處理方法處理后的養(yǎng)殖水體可滿 足水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的弧菌種的通常可接受的工業(yè)推薦水平。此外，該水處理方法可以通常實 現(xiàn)固定HPC細菌濃度至少約70 %的減少、更通常固定HPC細菌濃度約75 %的減少、更通常固 定HPC細菌濃度約80 %的減少、甚至更通常固定HPC細菌濃度約85 %的減少、或還甚至更通 常固定HPC細菌濃度約90%的減少。經(jīng)過水處理方法處理的養(yǎng)殖水體典型地具有弧菌細菌 濃度和/或水平的減少為約至少50%、更典型地約至少60%、更典型地約至少65 %、甚至更 典型地約至少70%、還甚至更典型地約至少75%、還甚至更典型地約至少80%、還甚至更典 型地約至少85%、還甚至更典型地約至少90%，或甚至更加典型地約至少99%。本發(fā)明公開 的水處理方法可近乎根除養(yǎng)殖水體中的弧菌種細菌。
[0079]對于用本發(fā)明公開的水處理方法處理過的養(yǎng)殖水體，該養(yǎng)殖水體的HPC水平可典 型地減少到至少1/25、更典型地減少到約1/50、或更典型地減少到約1/100(相比于未處理 過的水）。此外，養(yǎng)殖水體中的弧菌種細菌水平可通常通過本發(fā)明公開的水處理方法減少到 約llog 10分之l(reduced by about a factor of about llog lOreduction)、更通常約 21og 10分之1、更通常約31og 10分之1、甚至更通常約41og 10分之1、還甚至更通常約51og 10分之1、或甚至更加通常約61og 10分之1。此外，弧菌種細菌的水平或濃度可根據(jù)本發(fā)明 公開的水處理方法減少約50 %、約60 %、約70 %、約80 %、約90 %、約95 %、約99 %或約 99.9%。此外，本發(fā)明公開的水處理方法可近乎根除養(yǎng)殖水體中的弧菌種細菌。
[0080]在一些實施方案中，本發(fā)明公開的水處理方法處理的養(yǎng)殖水體可為在密封的充氣 池中、在海洋環(huán)境中以及本領域的普通技術人員已知的其他水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中的養(yǎng)殖水體。
[0081] 本發(fā)明公開的水處理方法的實施方案可減少生長在養(yǎng)殖水體中的蝦中的由細菌 (例如弧菌種細菌）引起的急性肝胰腺壞死綜合征(AHPNS)的發(fā)病率，這通過減少養(yǎng)殖水體 中的細菌水平。
[0082] 本發(fā)明公開的水處理方法的實施方案可用于治療生長于養(yǎng)殖水體中的患有細菌 (例如弧菌種細菌）引起的急性肝胰腺壞死綜合征的蝦，這通過減少養(yǎng)殖水體中的細菌水 平。
[0083] 在一些實施方案中，養(yǎng)殖水體可暴露于本文所述水處理裝置或接觸(或給予)本發(fā) 明公開的水處理方法生產(chǎn)的處理過的含氧氣體，接觸時間為以下之一:至少約15秒、至少約 45秒、至少約60秒、至少約120秒、至少約1小時、至少約5小時、至少約10小時、至少約15小 時、或至少約24小時。在一些實施方案中，養(yǎng)殖水體可接觸(如暴露或給予)本發(fā)明公開的水 處理方法生產(chǎn)的處理過的含氧氣體一次或多于一次（即一次或多次給予、接觸或暴露）。在 一些實施方案中，養(yǎng)殖水體可在兩個或更多不同的區(qū)間接觸(或暴露或給予)本發(fā)明公開的 水處理方法生產(chǎn)的處理過的含氧氣體。在一些實施方案中，養(yǎng)殖水體可短期或長期連續(xù)不 斷地接觸(或暴露或給予)本發(fā)明公開的水處理方法生產(chǎn)的處理過的含氧氣體。在其他實施 方案中，養(yǎng)殖水體可短期或長期間斷地(intermediately)接觸(或暴露或給予)本發(fā)明公開 的水處理方法生產(chǎn)的處理過的含氧氣體。該水產(chǎn)業(yè)水處理可接觸(或暴露或給予)本發(fā)明公 開的水處理方法生產(chǎn)的處理過的含氧氣體達不同的時間期間，這取決于養(yǎng)殖水體的體積和 深度以及存在于養(yǎng)殖水體的弧菌種類。此外，養(yǎng)殖水體與本發(fā)明公開的水處理方法生產(chǎn)的 處理過的含氧氣體的接觸時間（或暴露或給予時間）可因養(yǎng)殖水體的鹽度、溫度、營養(yǎng)物負 載和細菌菌株而改變。給予時間可以是短期或長期。例如，較長的接觸(或暴露或給予)時間 可以是從第一次給予的時期至收獲蝦的時期。
[0084] 在一些實施方案中，養(yǎng)殖水體可以暴露于本文所述水處理裝置產(chǎn)生的含氧氣體或 接觸(或給予)本發(fā)明公開的水處理方法生產(chǎn)的處理過的含氧氣體，用量為每380升(L w)的 養(yǎng)殖水體每處理過的含氧氣體的分鐘（min)約1升（Lg) (Lg/min/(380Lw)、約2Lg/min/ (380LW)、約3L g/min/(380Lw)、約4Lg/min/(380Lw)、約5L g/min/(380Lw)、約6Lg/min/(380Lw)、 約 7Lg/min/(380Lw)、約 8Lg/min/(380Lw)、約 9Lg/min/(380Lw)、約 10Lg/min/(380Lw)、約 llLg/ min/(380LW)、約 12Lg/min/(380LW)、約 13Lg/min/(380LW)、約 14Lg/min/(380LW)、約 15Lg/min/ (380LW)、約 16Lg/min/(380Lw)、約 17Lg/min/(380Lw)、約 18Lg/min/(380Lw)、約 19Lg/min/ (380LW)或約20Lg/min/(380L w)。
[0085] 在一些實施方案中，在將小蝦或對蝦放入養(yǎng)殖水體中養(yǎng)殖之前，將養(yǎng)殖水體接觸 處理過的含氧氣。
[0086] 在一些實施方案中，在將小蝦或對蝦放入養(yǎng)殖水體中養(yǎng)殖之后，將養(yǎng)殖水體接觸 處理過的含氧氣體。
[0087] 在一些實施方案中，在將小蝦或對蝦放入養(yǎng)殖水體中養(yǎng)殖之前和之后，接觸養(yǎng)殖 水體。
[0088]在又一些其他實施方案中，在收獲小蝦或對蝦之前，停止本文公開的處理方法。 [0089]在又一些其他實施方案中，在收獲小蝦或對蝦之時，停止本文公開的處理方法。 [0090]在一些實施方案中，處理方法包括玻璃介質過濾器，其用于除去或減少懸浮固體。 懸浮固體可以包括死細菌。此外，該玻璃介質過濾器可有助于防止水被弧菌種細菌的感染。
[0091] 本文所公開的水處理方法的實施方案可包括水產(chǎn)養(yǎng)殖水與接觸處理過的含氧氣 體向上流，下游，并聯(lián)，或者與一個或多個氣穴裝置，反滲透設備，它們的組合過濾裝置和絮 凝系統(tǒng)。
[0092] 本發(fā)明公開的水處理方法的實施方案可包括在空穴裝置、反滲透裝置、過濾裝置 和絮凝系統(tǒng)的一個或多個的上游、下游、并行或其組合將養(yǎng)殖水體與處理過的含氧氣體接 觸。
[0093] 術語
[0094] 本節(jié)中在引號（""）中的術語和短語意在將此術語部分賦予它們的意義適用于整 個文檔，其中包括權利要求，除非上下文清楚地另有說明。此外，如適用，則使用規(guī)定的定 義，而不論該術語或短語的語法變化和已定義的術語或短語的單復數(shù)形式。
[0095] 在本說明書中和所附的權利要求中的術語"或"并不意味著是排他性的，而該術語 是包容性的，意思是"任一個或兩者"。
[0096] 在本說明書中提及的"一個實施方案"、"實施方案"、"另一實施方案"、"優(yōu)選的實 施方案"、替代實施方案"、"一個變型"、"變型"以及類似的短語意味著與該實施方案或變體 有關的所描述的特定的特征、結構或與特性，包括在至少本發(fā)明的一個實施方案或變型中。 短語"在一個實施方案中"、"在一個變型中"或類似的短語，如在說明書中各個地方使用，不 一定意指同一個實施方案或同一個變型。
[0097]在本說明書和所附權利要求書中的術語"親合"或"被耦合"是指所定義的元件、部 件或物體之間的間接或直接連接。通常耦合的方式將具體地與兩個耦合元件相互作用的方 式有關。
[0098]在本說明書和所附權利要求書中使用的術語"大概"指的是加或減給定的值的 10%。例如："大概14.0瓦"是指范圍為從12.6瓦至15.4瓦。
[0099]在本說明書和所附權利要求書中所使用的術語"約"指的是加或減給定值的20%。
[0100] 在本說明書和所附權利要求書中使用的術語"生物污染"和"生物污染的水"通常 是指含有細菌物質的水，并由此通常使得該水不適合其預期的目的。術語"異養(yǎng)菌平板計 數(shù)"或"HPC"通常包括細菌，例如：弧菌種，包括但不限于副溶血性弧菌、哈氏弧菌、坎氏弧 菌、歐文斯氏弧菌和霍亂弧菌。HPC細菌被認為是蝦的條件致病菌。術語"污染"或"污染水" 是指水不合適或不合乎要求用于其預定用途。因此，旨在用在水產(chǎn)業(yè)的水可能被污染。
[0101] 在本說明書和所附權利要求書中使用的術語"水產(chǎn)養(yǎng)殖"，一般是指甲殼類的水產(chǎn) 養(yǎng)殖。甲殼類動物包括奸類，如南美白對奸(Penaeus vannamei)。水產(chǎn)業(yè)的具體類型包括小 蝦(shrimp)養(yǎng)殖和對蝦(prawn)養(yǎng)殖。水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)可以包括密封充氣水池以及海洋環(huán)境。
[0102] 在本說明書和所附權利要求書中使用的術語"氧合氣體"是指氣相混合物或溶液， 其包含按重量計的至少1%水平的某種形式的氧。氧的形式包括單原子氧(〇);雙原子氧，也 被稱為基態(tài)(三線態(tài)，3 Σ g 〇2)的分子氧(〇2);臭氧或三原子氧(〇3);電子在兩個激發(fā)態(tài)(1 A g 〇2和1 Σ g〇2)之一的雙原子氧，也被稱為單線態(tài)氧(單線態(tài)氧的任一形式，在此表示為^2);和 超氧陰離子(〇 2_)。
[0103] 在本說明書和所附的權利要求書中的術語"空氣"是指圍繞地球表面的公認氣體， 且包含體積大概78.08 % N2、20.95 % 〇2、0.934 % Ar和0.0383 %⑶2 (使用1976年標準大氣海 平面值）。
[0104]在本說明書和所附權利要求書中使用的術語"氧補充空氣"是指包含按重量計大 于21.1 %的02的空氣。
[0105] 在本說明書和所附權利要求書中使用的術語"臭氧強化氣體"是指包含大于 600ppb臭氧的氣體。
[0106] 在本說明書和所附權利要求書中使用的術語"臭氧強化空氣"是指包含大于 600ppb臭氧的空氣。
[0107]在本說明書和所附權利要求書中使用的術語"紫外輻射"或"UV輻射"是指電磁輻 射的波長范圍為40nm至400nm。因此，UV輻射源發(fā)射發(fā)射具有波長范圍為40nm至400nm的電 磁輻射。
[0108]如本說明書和所附的權利要求中使用的術語"基本上UV透射"或"基本上UV透射材 料"是指每1mm材料能透射50 %或更多的波長為約180nm和/或約254nm的福射的材料。
[0109]在本說明書和所附權利要求書中使用的術語"基本上平行"是指線或軸相對于彼 此正負3°。
[0110] 水處理裝置的實施方案
[0111] 下文以及在美國專利號8,361，384和美國專利申請公開號2013/0087504和2012/ 0261349(其各自通過引用被并入本文)描述的一個或多個水處理裝置，可用于形成處理過 的含氧氣流。
[0112] 合適的水處理裝置226的第一實施方案包含外殼260,其中存在鎮(zhèn)流器(ballast) 266、電動氣栗267和氣體處理室268(圖1)。鎮(zhèn)流器是通用的B224PWUV-C鎮(zhèn)流器，且其用于驅 動存在于氣體處理室內的UV輻射源(在圖1中未示出，其顯示為圖3中的元件230)。
[0113] 第二實施方案的水處理裝置的電動氣栗是Tetra^WhisperThSO魚缸空氣栗。電動 氣栗在正壓通過流體輸送管269以至少28升每小時(L/hr)的流速傳遞空氣至氣體處理室。 對一些應用可能需要流速為300L/hr或更多。倒鉤配件(barbed fitting)272穿過室殼體 270,并允許氣體從流體輸送管進入氣體處理室中。流體出口 271適于允許氣體在正壓離開 水處理裝置，由此處理過的氣體通常流入在水系統(tǒng)中的水中。除了倒鉤配件和流體出口，該 氣體處理室基本上是氣密的。
[0114] 氣體處理室268還容納一個磁棒（圖1中未示出，在圖3示出為元件232)。外殼260還 包括進氣口263,其位于可移動檢視蓋(access cap)264中。水處理裝置226還包括氣體出口 管265。在典型的操作中，空氣被從殼體內用栗抽吸，通過氣體處理室268,并從氣體出口管 265出去。由于空氣通過流出氣體出口管265從水處理裝置去除，其被通過進氣口 263進入外 殼內的外界空氣代替。
[0115] 根據(jù)至少一些實施方案，外殼260大概40英寸長，并包括對接部分261和后部262。 外殼260可以由聚氯乙烯(PVC)材料形成。在其它實施方案中，外殼和氣體處理室包括材料， 例如，但不限于，金屬、金屬合金、復合材料、和天然的和合成的聚合物。對接部分261可包含 一個圓柱形的PVC管，其大概14英寸長，并具有大概六英寸的內徑。后部262可以包括PVC管， 其大概26英寸長并具有大概4英寸的內徑。
[0116] 氣體處理室268包括室外殼270,所述室外殼可包括乙腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)管， 其大概36英寸長，且具有大概1.5英寸的內徑。UV輻射源230位于氣體處理室中。例如，UV輻 射源可以包括來自Ushio America，Inc · (Cypress，CA)的型號為G36T5VH/4P的臭氧產(chǎn)生石 英紫外線燈。型號G36T5VH/4P燈以大概四十(40)瓦的功耗操作，且主光譜峰在大概253.7nm 和另一個光譜峰在大概180nm。紫外線燈一般是伸長的圓柱形，具有長度約33英寸，直徑約 0.6英寸。它消耗大概四十(40)瓦的功率，并以紫外輻射的形式發(fā)射大概十四（14)瓦的功 率。如本領域中的普通技術人員已知，具有254納米附近波長的輻射是高度抗菌的。類似地， 具有180nm附近的波長的輻射在空氣中產(chǎn)生臭氧，雖然效率低下(相對于電暈放電）。
[0117] 一個或多個磁棒232也位于氣體處理室268中。所述磁棒可包含非磁性管，其中存 在兩個或更多永磁體(未示出）。非磁性管可以包括有機聚合物材料或非磁性金屬材料。磁 棒232的磁體可以是圓柱形釹(釹-鐵-硼)級N52磁體，每個磁體具有大概0.50英寸的圓柱體 直徑和大概0.50英寸的圓柱體高度。第二實施方案的磁體是稀土磁體。其他實施方案使用 其他稀土磁體如釤-鈷磁體。非磁性管具有大概0.50英寸的內徑。磁體和一個或多個磁棒 232可以圖2A-2C中描繪的布置的任一種進行布置。
[0118] 除了倒鉤配件272和流體出口 271，該氣體處理室基本上是氣密的。因此，通過倒鉤 配件栗入氣體處理室的空氣或其它氣體只能通過流體出口離開室。在氣體處理室中的孔 (通過該孔將電線引入室內以供應電力于紫外燈)是良好密封的，以保持基本上氣密的室。
[0119] 電動部件，如鎮(zhèn)流器、空氣栗和UV輻射源的布線未在圖中示出。然而，本領域的普 通技術人員認識到，鎮(zhèn)流器被連線到紫外燈，并且該水處理裝置電耦合到電力源，以進行操 作。典型的電親合(electrical coupling)包括，但不限于，插入到電源插座或硬布線。
[0120] 第二實施方案的水處理裝置226僅僅是示范性的。其它實施方案包括其它的UV輻 射源，包括但不限于，其他適于發(fā)射在紫外范圍的輻射的紫外線燈、激光器、或二極管。一些 實施方案不要求鎮(zhèn)流器，或使用不同于B224PWUV-C的鎮(zhèn)流器。合適的燈的非限制性實例包 括發(fā)射具有合適波長的紫外輻射的弧光燈、放電式燈(包括稀有氣體、鈉蒸氣、汞蒸氣、金屬 鹵化物蒸氣或氙氣）、感應燈、等離子燈、低壓燈、高壓燈、白熾燈和放電式燈。合適的激光器 的實例，包括但不限于氣體激光器、化學激光器、準分子激光器、固態(tài)激光器、光纖激光器、 光子激光器、半導體激光器、染料激光器或自由電子激光器，其以連續(xù)或脈沖形式之一操 作。此外，合適的二極管包括但不限于金剛石、氮化硼、氮化鋁、氮化鋁鎵和鋁鎵、氮化銦。水 處理裝置262可以或可以不用UV反射涂層涂覆其內部。此外，水處理裝置262可以被配置用 以聚焦從氣體處理室268的UV輻射源所發(fā)射的紫外輻射。例如，水處理裝置262的形狀可類 似橢圓，且氣體處理室268基本上位于橢圓的焦點。
[0121] 在一些實施方案中，UV輻射源或磁體存在于氣體處理室的外部。當UV輻射源存在 于氣體處理室的外部時，室外殼應當允許的顯著量的UV光傳輸進入氣體處理室。例如，包括 GE型214熔融石英玻璃的玻璃管是適當?shù)臍怏w處理室外殼，其中UV輻射源存在于氣體處理 室外部。
[0122] 按照本發(fā)明的進一步的實施方案的包含水處理裝置326的水處理系統(tǒng)300在圖5中 示出。在該實施方案中，水處理裝置326提供處理過的氣體，以控制、減少、或既控制又減少 養(yǎng)殖水體808中含有的弧菌種的水平。處理過的氣體可包括含氧氣體，如來自周圍環(huán)境的空 氣，其已經(jīng)在處理室中暴露于紫外輻射，然后將其引入到養(yǎng)殖水體808。根據(jù)其它實施方案， 處理過的氣體可包括空氣，其已經(jīng)在處理室中在磁場的存在下暴露于紫外輻射，且該處理 過的氣體然后可引入到養(yǎng)殖水體808。在示例性的實施方案中，水處理裝置326與養(yǎng)殖水體 808的分支路線或線路互連。養(yǎng)殖水體808可包括任何含有弧菌種細菌及其組合的養(yǎng)殖水 體。此外，盡管示出的為連接到分支路線或線路804,但用水處理裝置326按照本發(fā)明的實施 方案所產(chǎn)生的處理過的氣體可以直接引入到養(yǎng)殖水體808。
[0123] 水處理裝置326通常包括含有UV輻射源的至少一個處理室816。此外，處理室816可 容納一個或多個配置為一個或多個陣列的磁體。將氧氣（如環(huán)境空氣)通過入口 824引入到 處理室816,例如通過栗828或加壓氣體的其他來源。在暴露于紫外福射后，并任選地暴露于 磁場后，處理過的氣體通過出口 852離開處理室816,并且被引入到養(yǎng)殖水體808包含的水 中。
[0124] 水處理裝置326可包括任何數(shù)量的處理室816,例如改變水處理裝置326的尺寸以 使得適當量的處理過的氣體可以提供給待處理的養(yǎng)殖水體808。在圖5的示例性實施方案中 的水處理裝置326包括多個處理室816。特別地，第一處理室816a和第二處理室816b被舉例 說明。處理室816被安裝到共同的框架或支撐結構820。每個處理室816包括入口 824,其通過 栗828提供加壓空氣。更特別地，栗828的出口 832可連接到共同的供應管836。共同的供應管 836又可經(jīng)由螺線管閥844被連接到Y或T配件840。第一供應管848a和第二供應管848b分別 與處理室816a和816b的第一入口 824a和第二入口 824b互連。根據(jù)本公開的實施方案，栗828 抽吸來自周圍環(huán)境的空氣，并提供加壓的該空氣供給于處理室816。當栗828未供給加壓空 氣時（例如由于栗828的有計劃地或意外關閉），螺線管閥844允許處理室816的內部空間被 密封關閉，以防止養(yǎng)殖水體808回流進入水處理裝置326。
[0125] 每個處理室816包括出口 852。每個出口 852可以相連到對應的出口管856a或856b。 共同的出口管860依次通過Y或T配件864與出口管856a和856b互連。共同的出口管860又互 連至在注入口 868的分支線路804。
[0126] 相應地，通過處理室816的壓縮空氣通過注入口 868作為已處理的氣體被供給到分 支線路804中的養(yǎng)殖水體808。根據(jù)至少一些實施方案中，注入口 868可包括簡單的T配件、鼓 泡器、文氏管，或類似物?？商娲鼗蛄硗獾?，注入口 868可摻合單向閥或與之相連，該單向 閥允許處理過的氣體進入養(yǎng)殖水體，但防止養(yǎng)殖水進入出口管860。此外，注入口 868可摻合 觀察口或與之相連，例如以允許維修人員通過檢查來確認該裝置的操作。
[0127] 水處理裝置326還包括各種電子元件。例如，提供鎮(zhèn)流器872(示為872a和872b)以 供給受控電流到每個處理室816內的UV輻射源或光源912(參見圖6)。在圖5所示的實施例 中，提供第一鎮(zhèn)流器872a以供給電流到第一處理室816a的UV輻射源912,而提供第二鎮(zhèn)流器 872b以提供受控電流到第二處理室816b的UV輻射源912。此外，可以提供一個或多個控制器 板876?？刂破靼?76可以包括處理器和相關聯(lián)的存儲器，以控制水處理裝置326的操作方 面。例如，栗828、螺線管844和UV輻射源912可以在控制器板876的控制下操作?？刂破靼?76 還可通過相關聯(lián)的用戶輸入設備880接收關于水處理裝置326的操作的控制輸入(例如來自 用戶的）。此外，控制器板876可以向用戶輸出設備884提供關于水處理裝置326的操作的輸 出。在示范性實施方案中，控制器板876可以包括帶有集成處理器和存儲器的控制器設備。 可替代地或另外地，控制器板876可包括分離的數(shù)字邏輯器件和/或模擬設備。水處理裝置 326的實施方案還可以包括各種計量器(gages)和/或指示燈888。計量器和指示燈888可包 括被一個或多個UV輻射源912提取(drawn)的電流量的指示，以提供UV輻射源912的正確操 作的指示。作為另一例子，計量器或指示燈888可提供在處理室816內的空氣壓力的指示，以 提供關于栗828的操作的信息。
[0128] 圖4示出連接到待處理的養(yǎng)殖水系統(tǒng)224的水處理裝置226、268和/或300。
[0129] 水處理裝置226、268或300被可操作地通過氣體出口管265耦合至養(yǎng)殖水系統(tǒng)224。 養(yǎng)殖水系統(tǒng)224通過氣體出口管265與水處理裝置(226、268和300)流體連通。在典型的操作 中，水處理裝置通過氣體出口管遞送處理過的氣體至養(yǎng)殖水系統(tǒng)224,且養(yǎng)殖水系統(tǒng)224中 的水不會進入水處理裝置(226、268和300)。處理過的氣體通常是，但不一定是，空氣。
[0130]圖6是根據(jù)本公開的實施方案的處理室816的橫截面。處理室816包括處理室外殼 904。處理室外殼904包括處理室輸入口或入口 824和處理室輸出口或出口 852。處理室外殼 904還限定了內部空間或處理區(qū)908。此外，輸入口 824和輸出口 852通常是在本文限定的處 理室外殼904和內部空間908的相對端。紫外(UV)輻射或光源912位于處理室外殼904的內部 空間908中。UV輻射源912內可包含低壓水銀燈，其生產(chǎn)能夠殺菌的波長(例如，約254nm)和 產(chǎn)生臭氧的波長(例如，約180nm)的光。此外，UV輻射源912可以，在示范性實施方案中，但不 限于，包括四插腳單端裝置(four pin single ended device)，其帶有插腳或電觸頭(位于 處理室外殼904的第一端920的基座部分914中）。本領域的技術人員可以理解，在單端燈中， 電力通過導線(未示出）被供給于一個或多個電極(在燈的第二端924)，該導線從燈的第一 端920延伸到第二端924。根據(jù)其它實施方案，UV輻射源912可以包括所需一個或多個波長的 任何輻射源。例如，UV輻射源912可以包括一個或多個激光器，其被調諧或以其他方式配置 以輸出所需一個或多個波長。
[0131] 處理室816還可以包括磁體932的一對線性列陣916。磁體932可布置成使得陣列 916中的單獨的磁體932的極性彼此排斥。此外，因為在兩個陣列916a和916b之間，相鄰的磁 體932被布置成使得它們的磁場相對地排列。替代地，磁體932可以被布置為使得陣列916中 的單獨的磁體932的極性相互吸引。此外，因為在兩個陣列916a和916b之間，相鄰的磁體932 被布置成使得它們的磁場類似地排列。
[0132] 因此，創(chuàng)建穿過處理室816的內部空間908的至少一些或大部分的磁場。根據(jù)單獨 的陣列916a和916b中磁體932的布置和陣列916a相對于916b的布置，磁場可以是基本上是 相吸的（即，基本上在磁北極和磁南極之間）或基本上非吸引的（即是，基本上在磁北極中的 一個，或磁南極中的一個之間）。
[0133] 因此，在入口 824導入并通過出口 852排氣的空氣穿過磁場，且被暴露于來自UV輻 射源912的UV輻射。UV輻射源912可以是任何提供具有波長為180和254nm之一或兩者的電磁 輻射的電磁源。可以理解的是，UV輻射源912,除了波長為180和254nm之一或兩者皆有外，還 可提供其它波長的電磁輻射。UV輻射源912可以是由二極管、太陽或能產(chǎn)生180和254nm之一 或兩者的電磁能量的任何其他來源提供的電磁能量。
[0134] 電磁能量可以由一個或多個反射表面、透明表面、透鏡、光導管、它們的組合在室 816內進行聚焦和/或定向。此外，空氣可暴露于熱能以及UV輻射。暴露于熱能可提高或降低 空氣的溫度。熱能量源可以代替UV輻射源912使用。
[0135] 按照替代實施方案，陣列916中的磁體932可被布置成使得它們相互吸引。按照又 一實施方案，磁體可以放在臨近UV輻射源912的端部。例如，一對磁體932(如在圖2A-2C中所 示），排列使得它們的磁場彼此相對，這一對磁體932可以放在臨近UV輻射源912的每一端。 磁體932可以包括永磁體，包括但不限于高強度的永磁體。可替代地或另外，磁體932可以包 括電磁體。還根據(jù)其它實施方案，磁體932可位于處理室816的外部，但是定位使得由磁體 932產(chǎn)生的一個或多個磁場與待處理氣體相交，且該氣體隨后將被提供給養(yǎng)殖水體。
[0136] 本領域技術人員考慮本公開之后可以理解，水處理裝置326可以調整大小以加入 任意數(shù)目的處理室816。例如，單個處理室816的版本可以通過以下提供：省略第二處理室 816b，和類似地省略相關的導管848b和852b以及相應的T配件840和864,或者封端或堵塞T 配件840和864的第三口。作為另一種選擇，水處理裝置326可加入多于兩個的處理室816，這 通過提供額外的處理室816,并通過這些室816的入口824與栗828之間，以及這些室的出口 852和注入口 868之間的合適的互相連接而實現(xiàn)。根據(jù)其他實施方案，水處理裝置326可以設 置有多個處理室816,其中并非所有的處理室816被操作。例如，額外的處理室816可被加入 作為備件，并且可以在處理室816的另一個存在問題后與栗828和注入口 868互連。還根據(jù)其 它實施方案，具有多個處理室816的水處理裝置326可被提供，其中所有包括的處理室816與 栗828和/或氧濃縮器相互連接，并與注入口 868互連，但其中在任何特定的時間點操作選定 數(shù)量的UV輻射源912(其與處理室816相關聯(lián)）。還根據(jù)其它實施方案，水處理裝置326可以包 括氣體增濕器或氣體脫濕器，以分別提供加濕或去濕氣體至處理室816。這樣的實施方案允 許更高濃度的處理過的氣體被供給至注入口 868(當需要時），這通過操作全部或很大數(shù)量 的處理室816而實現(xiàn)，例如當水處理裝置326-啟動時，或當需要積極處理水處理系統(tǒng)300中 的養(yǎng)殖水體808時。當處于穩(wěn)態(tài)或當積極處理養(yǎng)殖水體808不需要時，至少一些UV輻射源912 可以斷電，以節(jié)省電力。
[0137] 圖7是描繪了根據(jù)本發(fā)明一些實施方案的處理養(yǎng)殖水體808的過程1000。
[0138] 在步驟1110中，含氧氣流與紫外輻射接觸以形成處理過的含氧氣體。優(yōu)選地，含氧 氣流包括空氣?？諝饪蓙碜匀魏蝸碓矗绲幌抻谥車髿?、壓縮機、氣栗、或含有壓縮空 氣的氣瓶，僅舉幾例。在一些配置中，所述含氧氣流可包括氧氣強化空氣或超大氣氧氣流 (super-atmospheric oxygen gas stream)。氧氣強化空氣通常是指氣流，其含有大于約 21.1 %的氧氣(〇2)(根據(jù)1976標準大氣），且氮氣(N2)、氬氣(Ar)和二氧化碳(C〇2)的體積比 為約78:1:0.04。含在氧氣強化空氣中的至少一些氧可源自氧濃縮器、氧發(fā)生器、氧源(如但 不限于，瓶裝氧氣或液態(tài)氧源），或其組合。超大氣氧氣流通常是指具有氧氣的分壓比環(huán)境 氧氣分壓更高的氣流。超大氣氧氣流可以或可以不含有氮氣、氬氣和二氧化碳中的一種或 多種，并且可以或可以不具有氮氣:氬氣:二氧化碳的體積比為約78:1:0.04。
[0139] 紫外輻射可源自產(chǎn)生紫外電磁輻射的任何過程和/或裝置。優(yōu)選地，所述含氧氣流 吸收至少一些紫外輻射，以形成處理過的含氧氣體。更優(yōu)選地，至少一些氧吸收至少一些紫 外輻射，以形成處理過的含氧氣體。在一些配置中，含氧氣流在磁場的存在下與紫外輻射接 觸。
[0140] 磁場由磁體的線性陣列生成。磁體優(yōu)選為永磁體，但是在一些配置中可以是電磁 體。
[0141 ]紫外福射具有從約40至約400nm的波長。優(yōu)選，紫外福射包括具有約180nm、約 254nm，或180和254nm的混合波長的輻射。
[0142] 不希望受到理論的限制，據(jù)信處理過的含氧氣體包含氧原子、氧自由基和羥基自 由基中的一種或多種。氧(02)吸收紫外輻射被認為引起一些氧氣(0 2)離解成氧原子(0)。氧 原子(〇)被認為是中性的，即不帶電的氧自由基。
[0143] 在步驟1120中，養(yǎng)殖水體與處理過的含氧氣體接觸，以形成處理過的養(yǎng)殖水體。在 一些配置中，養(yǎng)殖水具有弧菌種細菌的第一濃度，且處理后的水具有弧菌種細菌的第二濃 度。優(yōu)選地，第二濃度不大于第一濃度。據(jù)認為，處理過的含氧氣體與養(yǎng)殖水體的接觸殺死 至少一些弧菌種細菌。更具體地，據(jù)信，弧菌種細菌通過經(jīng)處理的含氧氣體中包含的氧原 子、氧自由基和羥基自由基中的一種或多種與養(yǎng)殖水體的接觸而被殺死。
[0144] 在通過使用本發(fā)明的水處理裝置處理養(yǎng)殖水體的方法中，該水處理裝置的至少一 些實施方案的電動氣栗從水處理裝置的外殼中抽吸空氣，并通過流體輸送管在正壓將空氣 栗送?？諝饪缭綁毫μ荻攘魅霘怏w處理室，其中空氣經(jīng)受UV輻射，同時鄰近位于磁棒中的磁 體。該氣體優(yōu)選在8英寸磁體中、更優(yōu)選3英寸磁體中、還更優(yōu)選在1.5英寸的磁體中，且最優(yōu) 選在〇. 5英寸的磁體中進行UV輻射。UV輻射是由UV輻射源射出。第二實施方案的水處理裝置 的UV輻射源發(fā)射具有大概為253 · 7nm和180nm的波長的光譜峰的輻射。
[0145] 如這里使用的，即使激光器和二極管也可發(fā)射具有光譜峰的輻射，雖然輻射的一 個或多個光譜可能非常窄。所屬領域的技術人員認識到，即使稱為單色的輻射也通常發(fā)射 跨越光譜的波長，盡管是很窄的。當UV輻射源發(fā)射只有一個波長的輻射時，該波長被認為是 本說明書和所附權利要求的目的的光譜峰。
[0146] 臭氧可隨空氣流過在空氣中產(chǎn)生，且在氣體處理室中處理。處理過的空氣離開氣 體處理室進入氣體出口管，然后進入養(yǎng)殖水體。通過流入氣體出口管離開水處理裝置的空 氣，被經(jīng)由進氣口（設置在水處理裝置外殼內）流入外殼的空氣替換。
[0147] 處理過的空氣是指在磁體產(chǎn)生的磁場的存在下，經(jīng)由UV輻射源產(chǎn)生的紫外光輻射 后的空氣。在水處理設備的一些實施方案中，磁體是永磁體。在一些其它實施方案中，磁體 可以是電磁體。還根據(jù)其它實施方案，可包括電磁體和永磁體的組合。此外，在使用永磁體 時，這些磁體可以包括高強度的磁體。通過流入氣體出口管離開水處理裝置的空氣，被由通 過進氣口流入外殼的空氣替換。
[0148]不希望受任何特定實施例的限制，當含氧氣體被暴露于紫外線時，處理室中的磁 場的存在和定向，可以影響處理過的水中的過氧化氫的水平。表1總結了磁場可以對處理過 的水中的過氧化氫的水平產(chǎn)生的影響。
[0149]表1
[0151] 在試驗編號1中，20加侖樣品的水暴露于在不存在外加磁場的情況下經(jīng)紫外光處 理的含氧氣體達20分鐘。在試驗編號1的結論中，處理過的水具有過氧化氫的水平為約 0.2ppm。在試驗編號2中，新鮮20加侖樣品的水暴露于在存在相吸的磁場的情況下經(jīng)紫外光 處理的含氧氣體達20分鐘。該相吸的磁場由一系列磁體形成，這些磁體的磁極以相吸的方 式排列，即(NS) (NS) (NS) (NS)。在試驗編號2的結論中，用含氧氣體處理過的水(該含氧氣體 在相吸磁場的存下經(jīng)紫外光福射)具有過氧化氫的水平為約1 .Oppm，大約5倍于無外加磁場 的存在下處理的水。在試驗編號3中，新鮮20加侖樣品的水暴露于在存在相對磁場的情況下 經(jīng)紫外光處理的含氧氣體達20分鐘。相對磁場由一系列磁體形成，這些磁體的磁極以相斥 的方式排列，即（NS)(SN)(NS)(SN)。在試驗編號3的結論中，用含氧氣體處理過的水(該含氧 氣體在相對磁場的存下經(jīng)紫外光輻射)具有過氧化氫的水平為約4.Oppm。這是約20倍于無 外加磁場的存在下處理的水，和約4倍于在外加相吸的磁場的存在下處理的水。
[0152] 本文引用的每一個出版物或專利通過引用以其整體并入本文。
[0153] 現(xiàn)在大體描述的本發(fā)明將通過參照以下實施例更容易地理解，這些實施例被包括 其中僅僅是用于本發(fā)明的實施方案的某些方面的解釋說明之目的。這些實施例不旨在限制 本發(fā)明，如本領域將從上述教導和下面的實施例中認識到，其他的技術和方法能夠滿足權 利要求，并且其可以在不脫離要求保護的發(fā)明的范圍的情況下可以應用其中。 實施例
[0154] 實施例1
[0155] 這個實施例證明本發(fā)明公開的水處理方法能在很短的時間內成功的控制和/或減 少副溶血性弧菌VP-A/3的水平，而不留下已知能殺死蝦(如南美白對蝦）的有害殘留物，從 而提高蝦的生存。因此，該處理顯示出減少蝦中的早期死亡綜合癥(也稱為急性肝胰腺壞死 性疾病或AHPND)，這已被證明是由副溶血性弧菌VP-A/3引起的。不希望受任何理論的束縛， 據(jù)信由在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體的水平(如本文公 開的水處理方法中所述)足以殺滅副溶血性弧菌(VP-A/3)，從而在短時間內控制和/或減少 這種細菌的水平或量，而不留下將殺死蝦的有害殘留物。
[0156] 養(yǎng)殖池與設計
[0157] 使用三個90L缸（即容器）。這些缸的每一個均用60L人工海水（預混合的Crystal Sea Marine Mix，由Marine Enterprises International生產(chǎn)）填充。將鹽度調節(jié)至約 20ppt，且每個缸提供足夠的充氣。將這三個實驗缸(指定為A、B和C)接種副溶血性弧菌A/3 (VP-A/3-先前所示的能引起EMS/AHPNS的分離物），其光密度(0D)讀數(shù)分別為約10 4、105和 1〇6個菌落形成單位/ml(CFU/ml)。每個缸加入的細菌的實際量通過使用菌落總數(shù)(TPC)的 方法使用胰酶解酪蛋白大豆瓊脂加2%的NaCl(TSA+)進行測量。為準確地確定對于測試的 每種細菌濃度的在缸中每毫升水的菌落形成單位(CFU)的數(shù)量，進行將lml置入100ml無菌 人工海水的系列稀釋。在三個實驗缸已接種VP-A/3分離物后，將處理過的含氧氣體(其根據(jù) 本文公開的裝置和下述細節(jié)生成)通過擴散器以2L/min注入到每個缸中，注入時間為15秒 (給予1)，然后以2L/min進行第二次注入，注入時間為45秒(給予2)。
[0158] 如本文所公開的，在本實施例和以下實施例中使用的設備，在磁場中使含氧氣流 經(jīng)過紫外線輻射，由此產(chǎn)生用于處理含細菌水的含氧氣體。所述裝置具有包含37瓦的燈的 單個室。該燈在約180和約254nm產(chǎn)生輻射，其中約0.7瓦為180納米，和約36.3瓦為254納米。 一些設備包括兩個0.75" x0.5" xl. 25"釹環(huán)磁體，相距0.25英寸放置，且彼此相對的南極直 接穿過燈暈并垂直于燈。釹磁體具有的剩余磁感應(Br)為約12.9至約13.3KGauss和約1.29 至約1.33Tesla，最小矯頑磁力為從約1.5至約12.4K_0ersted和從約915至約9871^/111，最小 本質性矯頑磁力H ei為從約12至約25K-〇ersted和從約955至約l，592kA/M，最大能量積 (ΒΗ)_為從約40至約43MG0e和從約318至約342kJ/m3。
[0159] 在各自水處理后大概3分鐘從每個缸收集未稀釋的水的樣品，以測定TPC。在用由 在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體處理24小時后(如本文公 開的水處理方法所述），將10只幼蝦(南美白對蝦)放養(yǎng)到每個缸，以確定是否有足夠的VP-A/3殘留在水中，且其仍然可以使指示蝦感染EMS/AHPNS。菌落形成單位(表示為CFU)是可行 的細菌數(shù)量的估計。
[0160] 如下面進一步討論的，所有缸用市售顆粒飼料喂養(yǎng)，并每天兩次檢查瀕死或死亡 動物。來自每組的瀕死動物的樣品保存在Davidson的酒精福爾馬林乙酸(AFA)固定劑中并 進行常規(guī)組織學處理以證實AHPND感染。所有剩余的瀕死的動物和所有死亡動物從缸取出 并冷凍。挑戰(zhàn)性試驗在7天后終止（1天水處理，6天AHPND試驗），所有活著的動物算為生存 者。表1I和III為本研究中包括的所有缸的結果的完整列表。
[0161] 儲藏細菌肉湯培養(yǎng)物的菌落總數(shù)為2.8xl09CFU/ml。將0.48ml、4.8ml或48ml體積 的儲藏細菌分別加入各缸A、B和C(指示為10 4、105和106CFU/ml)。在處理過的含氧氣體的每 次注入（即給予），即如上文所述以2L/min注入15秒和以2L/min注入45秒后，收集各缸的未 稀釋的樣品進行TPC。表1I為在每個處理中的TCP的細節(jié)。
[0162] 表Π
[0163] 處理過的含氧氣體的每次給予（即注入)之前和之后的計數(shù)
[0166] 容器A(參見圖8)開始具有22,400CFU/ml，并在兩次給予如上所述產(chǎn)生的處理過的 含氧氣體后，僅剩余8，500CFU/ml。圖8提供起始VP-A/3細菌計數(shù)和在如上述每次給予處理 過的含氧氣體之后的VP-A/3殺滅率的圖示，顯示了通過本發(fā)明公開的水處理方法，副溶血 性弧菌VP-A/3水平減少。
[0167] 容器B(參見圖9)開始具有224,000CFU/ml，并在兩次給予如上所述產(chǎn)生的處理過 的含氧氣體后，僅剩余167，000CFU/ml。圖9提供起始VP-A/3細菌計數(shù)和在每次給予如本文 公開的處理過的含氧氣體之后的VP-A/3殺滅率的圖示。
[0168] 容器C(參見圖10)開始具有2,240,0000?1]/1111，并在兩次給予如上所述產(chǎn)生的處理 過的含氧氣體后，僅剩余1，620，000CFU/ml。圖10提供起始VP-A/3細菌計數(shù)和在每次給予如 本文公開的處理過的含氧氣體之后的VP-A/3殺滅率的圖示。
[0169] 上述的結果也證明，用處理過的含氧氣體進行處理沒有殺死任何蝦，因為否則這 將在4下被暴露于該處理后的一個小時內就表現(xiàn)明顯。
[0170] AHPND挑戰(zhàn)結果:
[0171] 然后確定蝦死亡率。在用處理過的含氧氣體給予（即注入)完成二十四小時之后， 10只幼蝦（南美白對蝦)被投放到每個容器中，以確定是否有仍能導致EMS/AHPNS的足夠的 VP-A/3殘留在水中。蝦在上述處理后被留在容器中6天。6天后，各容器中的挑戰(zhàn)蝦被檢查死 亡原因。所有蝦的檢查表明，蝦對EMS/AHPND呈陽性。
[0172] 第一死亡率在挑戰(zhàn)研究的第四天發(fā)生在容器C(106CFU/ml)。百分之九十(9/10)的 指標蝦在挑戰(zhàn)的第4天死于容器C。同樣在第四天，一只瀕死的容器C的蝦被固定，以進行后 續(xù)組織學檢查。容器A和容器B的存活率(分別用10 4和105CFU/ml處理)在終止日（第6天)都在 90%。在終止日，3只存活蝦被從這些容器中的每一個隨機收集，并將其固定以進行組織學 檢查。較長的處理給予的時間，例如以2L/min給予60秒和以2L/min給予120秒可以在較長時 間內進行監(jiān)測，如長達12天。
[0173] 72小時后，容器C中的所有蝦在處理研究中死亡。據(jù)預計，如果未施用任何處理，蝦 會在24小時內于容器C死亡。然而，在容器A和B中，用處理過的含氧氣體進行處理能殺死足 夠VP-A/3，以確保144小時和若干VP-A/3的繁殖周期后，90 %的蝦存活。據(jù)預計，若容器B中 沒有進行處理，只有30%的蝦在144小時內存活。本文所公開的水處理方法有助于更高的存 活率和延長的蝦的存活。
[0174] 凡納濱對奸幼if(L.vannamei luveniles)的樣品的組織學分析的完整摘要示于 表1II中。本表顯示了用如上述生成的處理過的含氧氣體處理后暴露于高水平的致病性細 菌(副溶血性弧菌)蝦的更高的存活率。容器A具有90%存活，而沒有處理過的蝦具有30%的 存活。容器B具有90 %存活，其中未處理的蝦通常有Ο %的存活。容器C具有Ο %的存活，其中 未處理的蝦通常遇到相同情況，然而處理使疾病和死亡的發(fā)生延遲了 4天。
[0175] 所有處理的蝦中均發(fā)現(xiàn)AHPND，這表明盡管用處理過的含氧氣體進行了處理，一些 VP-A/3細菌殘存活性。然而，最高的初始細菌密度（缸C)的第一次死亡直到第4天才發(fā) 生一一慢于AHPND通常的情況，這一情況說明處理過的含氧氣體實際上破壞了一些細菌。此 外，缸Α和缸Β觀察到的高存活率(在第6天)也表明處理過的含氧氣體對疾病的表現(xiàn)存在延 遲效果。
[0176] 表 ΠΙ
[0177] 在144小時后，各容器內的VP-A/3的存活率和量
[0178]
[0179] *水處理方法的初始殺滅率被測定后未進行細菌計數(shù)。所有的細菌計數(shù)是基于在6 天或144小時繁殖后對細菌的世代做出的計算。
[0180] 在每個容器中對該處理以2L/min僅60秒的總暴露（給予），總殺滅率如下：容器A 13，900CFU/ml;容器B 57，000CFU/ml;和容器C 620，000CFU/ml。這個實施例清楚地表明本 文公開的水處理系統(tǒng)在直接接觸后消滅VP-A/3的巨大能力，而不損害任何蝦。本文所公開 的水處理系統(tǒng)已被證明是對EMS/AHPND問題的優(yōu)異解決方案。
[0181] 實施例2
[0182] 此實施例進一步證明如在實施例1中所述生成的處理過的含氧氣體能成功地在47 天期間減少和控制副溶血性弧菌的生長，同時保持基本上大部分蝦存活(93%存活）（見附 圖11和12)。蝦在研究期間內存活。
[0183] 含有蝦的水缸，以120L/min的速度用實施例1中所述生成的處理過的含氧氣體進 行處理，同時也含有蝦的第二缸未用經(jīng)處理的含氧氣體處理。如在圖11中所示，相比于在帶 有蝦且未經(jīng)過水處理的缸中多得多的不規(guī)則變化（圖11的1103)，在連續(xù)不斷地用處理過的 含氧氣體處理的缸中（圖11的11 〇 1)的帶蝦的水中副溶血性弧菌的數(shù)量在缸中保持較低且 其是受控的，因此表明用含氧氣體處理能實現(xiàn)副溶血性弧菌的低的、受控的水平。
[0184] 圖12顯示相比于圖11中的帶有蝦的未處理的缸的沉積物的不規(guī)則變化（圖12的 1203)，在圖11的缸的沉積物中副溶血性弧菌的數(shù)量保持較低和受控，該缸已用處理過的含 氧氣體進行處理（圖12的1201)。該結果進一步表明通過用實施例1公開產(chǎn)生的含氧氣體處 理含副溶血性弧菌的水，能夠控制較低水平的副溶血性弧菌。
[0185] 實施例3
[0186] 本實施例中證實如實施例1描述生成的處理過的含氧氣體對于有毒量的副溶血性 弧菌的殺滅率的驗證。如圖13所示，注入到含副溶血性弧菌的水中的處理過的含氧氣體，將 副溶血性弧菌的數(shù)量從10 5減少至0(在小于30分鐘的連續(xù)不斷地給予，速率為10L/min)和 從1〇6減少至〇(在3.5小時的連續(xù)不斷地給予內，速率為101711^11)(見圖13的1305)。
[0187] 實施例4
[0188]本實施例描述在用如實施例1描述生成的處理過的含氧氣體處理過的水中減少和 控制副溶血性弧菌(VP)和其他弧菌種(如霍亂弧菌)的水平。
[0189] 使用250mL海水的三個處理缸（即處理A、B或C)。處理A和B被給予（或接觸）不同水 平的副溶血性弧菌(VP)的最致病菌株。細菌的生長經(jīng)硫代硫酸鹽-檸檬酸鹽-膽鹽-蔗糖瓊 脂(TCBS)方法進行驗證，該方法形成特異性挑選弧菌屬細菌的瓊脂?；【鷮俚囊恍┓N類會 成長為黃色菌落(如霍亂弧菌、溶藻弧菌、河流弧菌、弗尼斯弧菌(V.furnissll)和麥氏弧菌 (V.metschnikovll)(降低生長）），且其他品種將成長為綠色菌落?？捎^察到VP是作為綠色 菌落生長的一部分。其他可作為綠色菌落生長的弧菌種包括擬態(tài)弧菌、美人魚弧菌 (V. damsel)、霍利斯弧菌（生長較差)和創(chuàng)傷弧菌(V. vulnificus) (85%的時間大多是綠色 的，但約15 %的時間可以是黃色的）。在下面表1V中，"G"表示綠色菌落，而?'表示黃色菌 落。
[0190] 處理A:加入106的VP。將經(jīng)處理過的含氧氣體(在本文中也稱為"SBG"）以10L/min 加入2.5小時以使VP水平降到低于106,然后加入5只蝦。在加入蝦之后，將缸用經(jīng)處理的含 氧氣體以l〇L/min給予15分鐘，然后停止75分鐘以保持VP低于10 6，但保持大于零的水平。結 果表明，在處于含有VP水平高達106的缸中之后，所有的蝦類似地死亡。
[0191] 處理B:加入104VP至此缸，并給予（即接觸）處理過的含氧氣體（以10L/min給予 15min且停止75min)以控制VP生長并最大化奸的存活。在給予本發(fā)明的處理過的含氧氣體 (其將VP水平降至0)后，觀察死亡率。（見表VI和V)。
[0192] 處理C:這是對照缸，將其給予104的VP并且不接受處理過的含氧氣體。這個對照組 的結果表明保持弧菌的存在處于低水平在促進有益細菌與致病VP菌株的自然競爭方面是 重要的。在處理C中，黃色菌落隨著時間天然戰(zhàn)勝綠色菌落。在處理A和B中，在密度很大的VP (1〇6)之后，或在用本發(fā)明的處理過的含氧氣體過度給予后，綠色菌落呈現(xiàn)主導。
[0193] 表1V
[0194]
[0196] 描繪了在三個處理缸A、B和C中的VP生長。將處理A和B給予(接觸）10L/min的經(jīng)處 理的氣體(TG)，進行15分鐘開和75分鐘關的循環(huán)。對照缸起初給予10 4的VP并且不提供經(jīng)處 理的氣體(TG)。"G"表示綠色菌落；?'表示黃色菌落。
[0197] 表V
[0198]
[0199] 在處理A(暴露于106VP感染的水）中觀察到100%的死亡率。在處理過的氣體實現(xiàn) 0VP的水平之后，在處理B中觀察到40%的死亡率。100%的存活率發(fā)生在10 4VP的對照缸中。 "一"是指沒有獲得數(shù)據(jù)。
[0200] 實施例5
[0201] 本實施例描述減少副溶血性弧菌(VP)至低于106CFU/ml且大于0,以促進有益細菌 和競爭排斥，因此保持蝦存活。
[0202]細菌的生長經(jīng)硫代硫酸鹽-檸檬酸鹽-膽鹽-蔗糖瓊脂(TCBS)方法進行驗證，如實 施例4中所述。
[0203] 處理A:將如實施例1所述中產(chǎn)生的經(jīng)處理的含氧氣體(SB)以10L/min加入（以5分 鐘開和85分鐘關的循環(huán)）至帶有104VP的鹽水的250mL缸中。此給予成功地保持總VP水平低 于閾值(~l〇 6CFU/ml)，并大于0CFU，且所有的蝦存活。見表VI。
[0204] 處理B:這與處理A的方案相同，然而添加了附加營養(yǎng)物以促進VP生長。此給予（即 接觸)成功地保持總VP水平低于閾值（~106CFU/ml)，并大于OCFU/ml，且所有的蝦存活。見 表VI。
[0205]處理C:將對照缸給予104CRJ的VP和附加營養(yǎng)物，以試圖促進VP生長，因此其將達 到106并殺死對照蝦。然而VP計數(shù)保持在低于106CFU/ml且所有的蝦存活。該對照的結果進一 步驗證了發(fā)生在不同弧菌種之間的自然相互作用和競爭的重要性，只要整體VP密度保持在 低于閾值。
[0206] 表VI的每個循環(huán)包括5分鐘用上述處理過的氣體進行處理，和85分鐘用空氣(未處 理的氣體)進行處理。
[0207] 在表VI還示出了其他弧菌種(如霍亂弧菌)的減少，顯示為?'或黃色菌落(包括霍 亂弧菌)的減少。
[0208] 表VI
[0209]
[0210] 用副溶血性弧菌(VP)進行實驗性感染，然后用處理過的氣體(TG)注入的菌落形成 單位
[0211] 實施例6
[0212] 本實施例描述了用于監(jiān)測和控制副溶血性弧菌在水中（其被如實施例1描述生成 的處理過的含氧氣體處理過)的水平。
[0213] 8個400L的缸裝入~250L的海水。缸中鹽度調整到36ppt，且每個缸包含充氣系統(tǒng) 以促進充分混合。
[0214] 6個缸被接種副溶血性弧菌菌株(Vp 25/sed)，其對EMS/AHPNS引物是陽性的，達到 讀數(shù)為~1〇6。測量加入到各缸的細菌的實際量，并用菌落總數(shù)(TPC)方法使用TCBS瓊脂(硫 代硫酸鹽檸檬酸鹽膽鹽蔗糖瓊脂)確認。在6缸接種(Vp 25/sed)分離物后;兩缸沒用含氧氣 體處理，四缸使用含氧氣體處理。在這些之中，兩缸接收益生菌(probiotics)，兩缸沒有接 收益生菌。在通過處理過的含氧氣體注入進行接觸后2小時和之后每12小時，提取每缸的水 樣品，以評估細菌群體達7天。此外，向6缸中的每一個加入10只蝦以評價存活率。
[0215] 實施例7
[0216] 本實施例描述了在被如實施例1描述生成的處理過的含氧氣體處理過的水中控制 霍亂弧菌至低水平（即，低于20，000CFU)。
[0217]除了實施例4和5所描述的較小規(guī)模分析，還以類似的方式在四個6公頃池塘(每個 含一千兩百萬加侖水)進行大規(guī)模的分析，其中水用含氧氣體處理（即給予）。結果證實，含 氧氣體能夠控制黃色弧菌菌落(包括霍亂弧菌)的數(shù)目至低的水平，并限制其生長在預期范 圍內（低于20,000CFU)。黃色弧菌菌落的菌落形成單位值的受控增長提供于圖14。在120天 的期間給予含氧氣體，且其在0_4000L/min變化，這基于環(huán)境條件，例如水溫、空氣溫度、是 否存在陽光、是否存在雨水，以及水中存在的氧化還原電位值和細菌生長速率值。
[0218]各個實施方案及其變型，在所附的附圖和/或上述內容中闡述，其僅僅是示范性 的，并不意味著限制本發(fā)明的范圍。但是應當理解，本發(fā)明的許多其它變型已被考慮，在給 出本公開內容的益處的情況下，其對本領域普通技術人員是顯而易見的。預期到依據(jù)所附 的權利要求讀出的本發(fā)明的所有變化并認為是在本發(fā)明的范圍之內。
【主權項】
1. 控制在含細菌水中的弧菌種及其組合的細菌水平的方法，其包括： 提供由在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體;和 將含細菌水與處理過的含氧氣體接觸，以形成處理過的水，其中相比于接觸步驟之前 的弧菌細菌水平，在接觸后的水中的細菌水平是受控的。2. 減少在含細菌水中的弧菌種及其組合的細菌水平的方法，其包括： 提供由在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體;和 將含細菌水與處理過的含氧氣體接觸，以形成處理過的水，其中相比于接觸步驟之前 的細菌水平，接觸后的水具有減少的細菌濃度。3. 抑制在水中的弧菌種細菌及其組合的生長的方法，其包括： 提供由在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體;和 用處理過的含氧氣體接觸水，以形成處理過的水，其中接觸后的水抑制細菌生長。4. 權利要求1的方法，其中細菌水平受控至水平為約Ixio1CFUAiI至約5xl07CFU/ml。5. 權利要求2的方法，其中細菌水平減少至水平為約Ixio1CFUAiI至約5xl07CFU/ml。6. 權利要求3的方法，其中細菌的生長被抑制至水平為約IxlOlCFlVml至約5x107CFU/ ml〇7. 權利要求1-3中任一項的方法，其中弧菌種選自副溶血性弧菌、哈氏弧菌、坎氏弧菌、 歐文斯氏弧菌、霍亂弧菌及其組合。8. 權利要求7的方法，其中該菌種為副溶血性弧菌。9. 上述權利要求中任一項的方法，其中接觸后的水允許在水中生長的蝦的存活。10. 權利要求1或2的方法，其中所述含細菌水在密封的充氣池中、在海洋環(huán)境中或在水 產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中。11. 權利要求3的方法，其中所述水在密封的充氣池中、在海洋環(huán)境中或在水產(chǎn)養(yǎng)殖系 統(tǒng)中。12. 減少生長在含細菌水中的蝦中由于存在細菌導致的急性肝胰腺壞死綜合征 (AHPNS)的發(fā)病率的方法，其通過減少含細菌水中的細菌水平，該方法包括： 提供由在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體;和 將含細菌水與處理過的含氧氣體接觸，以形成處理過的水，其中相比于接觸步驟之前， 接觸后的水具有細菌水平為約Ixio1CFUAiI至約5xl0 7CFU/ml。13. 減少生長在含細菌水中的蝦中由于存在細菌導致的急性肝胰腺壞死綜合征 (AHPNS)的發(fā)病率的方法，這通過控制含細菌水中的細菌水平，該方法包括： 提供由在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體;和 將含細菌水與處理過的含氧氣體接觸，以形成處理過的水，其中相比于接觸步驟之前， 接觸后的水具有細菌水平為約Ixio1CFUAiI至約5xl0 7CFU/ml。14. 治療患有由于存在細菌引起的急性肝胰腺壞死綜合征的生長在含細菌水中的蝦的 方法，其通過減少含細菌水中的細菌水平，該方法包括： 提供由在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體;和 將含細菌水與處理過的含氧氣體接觸，以形成處理過的水，其中相比于接觸步驟之前， 接觸后的水具有細菌水平為約Ixio1CFUAiI至約5xl0 7CFU/ml。15. 治療患有由于存在細菌引起的急性肝胰腺壞死綜合征的生長在含細菌水中的蝦的 方法，其通過控制含細菌水中的細菌水平，該方法包括： 提供由在磁場中將含氧氣流穿過紫外線輻射而產(chǎn)生的處理過的含氧氣體;和 將含細菌水與處理過的含氧氣體接觸，以形成處理過的水，其中相比于接觸步驟之前， 接觸后的水具有細菌水平為約Ixio1CFUAiI至約5xl07CFU/ml。16. 權利要求12-15中任一項的方法，其中所述細菌為弧菌種。17. 權利要求16的方法，其中所述弧菌種選自副溶血性弧菌、哈氏弧菌、坎氏弧菌、歐文 斯氏弧菌、霍亂弧菌及其組合。18. 上述權利要求中任一項的方法，其中水被接觸直到水中的細菌水平為約IxIO1CFU/ ml 至約 5xl07CFU/ml。19. 權利要求18的方法，其中所述水在接觸步驟中連續(xù)不斷地被接觸。20. 權利要求18的方法，其中所述水在接觸步驟中在兩個或更多不同的區(qū)間被接觸。21. 權利要求1-3、12-15和18-20中任一項的方法，其中接觸步驟可選自在水中形成經(jīng) 處理的氧氣的分散體、將處理過的氧氣鼓泡進入水中、和將處理過的氧氣通過文丘里效應 引入水中。22. 權利要求1-3和12-15中任一項的方法，其中所述紫外線輻射具有范圍為約178nm至 約187nm的第一波長和范圍為約252nm至約256nm的第二波長。23. 權利要求1-3和12-15中任一項的方法，其中所述磁場通過以下之一建立： (i) 一組磁體，其磁場排列為吸引相鄰磁體或排斥相鄰磁體中的一種； (ii) 多個永磁體； (iii) 多個電磁體;或 (V)平行的兩組磁體，其具有相斥或相吸的磁極中的一種。
【文檔編號】C02F1/48GK105899467SQ201480071213
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年9月24日
【發(fā)明人】D.科爾斯塔德, D.森夏恩
【申請人】土豚Ip控股有限責任公司