Подробнее о денитрификация и нитратные фильтрах можно прочесть здесь

Пеноотдепитель

Это устройство известно также как (пеноотделительная колонка, флотатор или скиммер). Принцип функционирования пеноотделителя заключается в следующем. В реакционной трубке вода смешивается с воздухом. На образовавшиеся пузыри в результате электростатического взаимодействия оседают органические субстанции (белковые молекулы). На поверхности трубки появляется пена. Она бывает двух видов: нормальная пена в нижней части трубки, состоящая из пузырьков разного размера, и пена коричневатого цвета в верхней части трубки — белковая пена, в которой как раз и содержатся вредные субстанции, которые подлежат удалению. Пена из нижнего слоя постоянно двигает белковую пену наверх, пока та, наконец, не попадает в улавливающий сосуд. Здесь пена оседает и образует густую темно-коричневую жидкость, которую называют адсорбатом. Дополнительный положительный эффект пеноотделителя заключается в насыщении аквариумной воды кислородом.

Пеноотделитель Tunze для морских аквариумов объемом до 1000 л

Среди прочего фильтрационного оборудования пеноотделители появились одними из первых. Так, фирма Tunze разработала первый серийный скиммер с собственной генерацией воздуха еще в 1963 году. Современная модель пеноотделителя Tunze, предназначенного для аквариумов объемом до 1000 л морской воды, и принцип ее действия — выше на иллюстрации. Здесь можно скачать инструкцию к этому устройству. Существует также множество самодельных конструкций.

Пеноотделители различают по способу образования воздушно-водяной смеси.

Стандартный пеноотделитель (флотатор). Для рифовой аквариумистики — это пеноотделитель с противотоком. В нем вода подается в реакционную трубку сверху, в то время как воздух поступает из распылителя, находящегося в нижней части трубки.

Пеноотделитель с трубкой Вентури (турбофлотатор). Этот тип пеноотделителя имеет специальный распылитель для создания воздушно-водяной смеси. Вода из аквариума нагнетается с помощью мощной помпы в этот распылитель. В месте сужения распылителя образуется низкое давление, которое втягивает атмосферный воздух через обратный (питательный) клапан. Воздух и вода соединяются, образуя пену.

Колесный пеноотделитель. Колесные пеноотделители также приводятся в действие с помощью помпы. Однако у этой помпы нормальное лопаточное колесо заменено колесом с многочисленными спицами. За счет вращения колеса возникает низкое давление, которое затягивает воздух в помпу через обратный клапан. Колесо разбивает воздух на мелкие пузыри. В зависимости от размера пеноотделителя, возможно, понадобится вторая помпа, которая будет гнать воду в реакционную трубку.

Ротационный пеноотделитель. В отличие от уже описанных моделей ротационный пеноотделитель снабжен очень короткой реакционной трубкой. Время, необходимое для образования смеси из воды и воздуха, выигрывается за счет потока воды, который пропускается через распылитель, что создает в реакционной трубке круговые завихрения. Для этого используется мощная помпа. Воздух попадает в пеноотделитель также через распылитель, благодаря чему пена состоит из мелких пузырьков.

В морской аквариумистике, по мнению Дитера Брокманна, пеноотделители являются наиболее эффективным средством по уменьшению содержания нитрата, поскольку способны удалять из воды органику прежде, чем биофильтр успевает взяться за ее переработку и превратить ее в нитрат. Аналогичные устройства выпускаются и для пресноводных аквариумов, однако считается, что в пресноводной аквариумистике они не столь эффективны (или эффективны только для сильно загрязенных органикой аквариумов), а потому применяются редко. Впрочем, возможно, цихлидный аквариум, в том числе выростной — это как раз та область пресноводной аквариумистики, где пеноотделитель мог бы успешно использоваться.

На фото справа изображена пеноотделительная колонка "Tornado", предназначенная для прудов с пресной водой (рекомендуемый ток воды 700 л/ч). Ниже приводится схема ее устройства.

Осмосный фильтр

Системы обратного осмоса нередко применяются для подготовки воды перед заливкой в аквариум, в особенности в тех случаях, когда речь идет о содержании южноамериканских видов, обитающих в очень мягкой и кислой воде, либо когда водопроводная вода содержит слишком много вредных примесей. По своим характеристикам осмосная вода близка к дистилляту. Фильтр, работающий по принципу обратного осмоса, устроен следующим образом. Основной элемент, позволяющий получать воду высокой степени очистки — это тонкопленочная мембрана. Она представляет собой подобие сетки, размер ячеек которой сравним с размером молекулы воды. Сквозь такую "сетку" могут пройти либо сами молекулы воды, либо вещества, размер молекул которых еще меньше — растворенный в воде кислород, водород и т.п. В результате, из воды удаляется практически все содержащиеся в ней вещества, а также бактерии. Перед мембраной устанавливаются префильтры предварительной очистки. Существует множество марок и конструкций установок обратного осмоса, как разработанных непосредственно для аквариумистики, так и бытовых и промышленных. Чаще всего производительность таких установок не превышает 200 или даже 100 литров в сутки. Пример: фильтр обратного осмоса Aqua Medic Standart. Однако существуют и гораздо более производительные установки. В качестве примера можно назвать Nimbus MN800 американской фирмы Nimbus Water Systems — 1900 л/сут.

Как уже было сказано, аквариумисты такие установки применяют, как правило, не в системе фильтрации аквариумной воды, а для разовой предварительной водоподготовки. Немецкие дискусоводы однако воплотили в жизнь идею использования обратного осмоса для непрерывной очистки аквариумной воды, как еще одну альтернативу традиционным методам и системам. Это осмосный фильтр, о котором рассказал Патриц Хильзенбек в докладе, сделанном в на 7-м чемпионате мира по дискусам в Дуйсбурге в октябре 2008 г. Как отмечалось в этом докладе, данная конструкция уже несколько лет применяется рядом немецких разводчиков дискусов, в том числе в аквариальном хозяйстве Александра Пивоварского.

Надо заметить, что аквариум с осмосным фильтром, устройство которого показано на схеме (см. ниже), хотя не требует столь больших замен воды, как при применении традиционной фильтрации, но все же не является системой замкнутого цикла. Для его функционирования необходимо, с одной стороны, обеспечить вливание некоторого количества свежей воды (ежедневно около 2% от объема аквариума), а с другой — слив избыточной воды в канализацию. Последнее осуществляется посредством использования дополнительной накопительной емкости, в которую поступают и концентрат из осмосной установки, и лишняя вода — из аквариума.

Система является довольно сложной и требует квалифицированного и осторожного обращения. При запуске осмосного фильтра необходимо проконтролировать заполнение магистрали водой, в первую очередь той ее части, которая соединена с засасывающим патрубком насоса. Холостая работа насоса приводит к быстрому износу его движущихся частей, и этого надо избегать. После запуска системы следует учитывать, что электропроводимость раствора в емкости для концентрата на начальном этапе растет, а высокий уровень минерализации воды (электропроводимость 1000 мкС/см и выше) может повредить мембрану. Чтобы не допустить этого, в начальной фазе работы осмосного фильтра необходимо либо ежедневно менять воду в этой емкости, либо увеличить подачу свежей в аквариум. Через 10–20 дней, в зависимости от конкретной ситуации электропроводимость придет в норму, и осмосный фильтр заработает в нужном режиме.

Схема осмосного фильтра, используемого немецкими дискусоводами

Для достижения желаемой жесткости воды в аквариуме можно оперировать двумя параметрами — количеством подаваемой в него свежей воды и производительностью установки обратного осмоса. Наличие манометров позволяет контролировать падение давления в магистрали подачи воды на мембрану обратного осмоса и своевременно менять префильтры, установленные для защиты мембраны от загрязнения. Уязвимым местом осмосного фильтра также является насос, повышающий давление в магистрали. Мембранные и диафрагменные насосы, применяемые в осмосных установках, не рассчитаны на непрерывную длительную работу (продолжительность работы регулируется таймером). Более технологичное решение — использовать вращательно-шиберные насосы. Они более надежны и долговечны, но при этом и более дороги.

"Волшебные" препараты

Одновременно с совершенствованием конструкции фильтрующих устройств усилия производителей аквариумной продукции направлено на разработку специальных препаратов, в т.ч. денитраторов. Некоторые из них достаточно хорошо знакомы российским аквариумистам.

Препарат Nitra-Zorb фирмы Aquarium Pharmaceuticals представляет собой смесь ионообменных смол для удаления из аквариумной воды аммиака, нитритов, нитратов. Фирма Tetra предлагает препараты Easy Balance и Nitrate minus. Последний выпускается в виде жидкости для заливки в аквариум или гранул для помещения в грунт или фильтр и по действию схож с этанолом (водкой) — (цитирую) "мутняк в воде, недостаток кислорода, практически нулевой уровень нитратов и полностью забитый слизью фильтр". Все эти средства есть в наших зоомагазинах. Однако в целом, эти и другие подобные им препараты можно охарактеризовать как относящиеся к разряду вещей, о которых почти все слышали, но мало кто применяет. Причин тому несколько, а именно высокая стоимость, неспособность устранять весь комплекс атрибутов старения аквариума (не одними нитратами стареет вода, в ней накапливается еще много другого вредного, не улавливаемого нашими тестами), сомнительные побочные эффекты и, наконец, обычные регулярные подмены воды или протока достаточно хорошо решают проблему. Существенным недостатком продуктов Tetra является также то, что производитель не раскрывает их состав и принцип действия. В данном контексте нас может интересовать скорее перспектива, обусловленная простотой и удобством такого метода борьбы с нитратами (пусть не с помощью ныне предлагаемых препаратов, но с теми, которые появятся в будущем), хотя для ряда западноевропейских стран, где плата за водоснабжение очень высока, данные средства является вполне актуальными уже сегодня.

Из того, что уже имеется, но не продается в наших зоомагазинах, имеет смысл рассказать о продукте Baсteria Right Now (на фото), выпущенном в 2004 г. американской Hiatt Distributors Ltd. (сокращенно — HDL), предназначенный для запуска полного азотного цикла, включая нитрификацию и денитрификацию в обычном внешнем биофильтре, причем уже в первые 24 часа использования. Для успешного запуска и функционирования системы в аквариуме обязательна интенсивная аэрация.

Изобретение HDL запатентовано (U.S. Patent Number 6.025.152) 15 февраля 2000 г. Его суть в том, что были найдены аэробные виды денитрифицирующих бактерий и подобрана комбинация видов, дающая устойчивую микрофлору и способная противопоставить себя микрофлоре традиционной нитрификации. Согласно описанию патента, препарат состоит из двух основных элементов: смеси штаммов девяти разных видов бактерий рода Bacillus и бактерии Enterobacter sakazakii и смеси четырех ферментов: целлюлозы, амилазы, протеазы и липазы, предназначенных для жизнеобеспечения бактерий. Третьим неотъемлемым элементом патента является производимый той же фирмой Activated Tri-Base Pelletized Carbon — некий особый активированный уголь, содержащий также скорлупу кокоса и синтетический лигнин, предназначенный к использованию в качестве биосубстрата фильтра и одновременно служащий источником элементарного углерода для гетеротрофных бактерий. Уголь сделан в форме твердых таблеток, которые не разрушаются со временем и не засоряют фильтр. Форма таблеток такова, что не позволяет создаваться анаэробным зонам в фильтре. Для поддержания полного цикла аэробной денитрификации в фильтре должен быть именно такой активированный уголь, а не какой-либо иной субстрат. Его можно закладывать в любой тип внешнего фильтра — канистровый, орошаемый (wet/dry, trickle), сампы, карбоновые трубки. Технология работает только в аквариумах, прудах и других замкнутых водоемах. В реках внесение такой культуры бактерий дает значительное, но временное снижение загрязненностью органикой, и не заменяет собой процесс нитрификации. В условиях аквариума стандартный цикл нитрификации сразу же заменяется работой специально подобранных набор культур бактерий, которые преобразуют аммиак (NH₃) и гидроксид аммония (NH₄OH) в аммоний (NH₄⁺), а благодаря наличию в субстрате особой формы углерода эти вещества преобразуются в газообразный азот (N₂), углекислый газ (СО₂) и другие безвредные вещества денитрифицирующими бактериями. Нитратам и нитритам после такого преобразования почти неоткуда браться. Это значительно снижает биологическую нагрузку на замкнутую экосистему аквариума и облегчает его обслуживание. А кроме того, при запуске аквариума не нужно ждать несколько недель пока наладится традиционный процесс нитрификации. Процесс полностью аэробный, поэтому нет риска образования сероводорода, сернистого газа или метана. Использование продуктов HDL не требует их регулярной замены и соответственно большего расхода. Культуру бактерий достаточно внести всего один раз, а запаса углерода в активированном угле фильтра хватает на пять лет. Через шесть месяцев рекомендуется добавить совсем немного Baсteria Right Now, потому что при первоначальном запуске аквариума определенные виды бактерий употребили все вредные вещества и вымерли.

Таким образом, можно сделать вывод, что продукт Baсteria Right Now является разновидностью бактериальной закваски, но с более широким и пролонгированным действием, чем обычные биостартеры. Согласно патенту, препарат Baсteria Right Now может быть использован не только для удаления из воды аммония, нитрата и нитрита, но и ортофосфатов, тяжелых металлов, органических и неорганических соединений серы. В общем, "панацея" от всех несчастий. Однако из инструкции по применению можно прийти к заключению, что данное средство позиционируется не как альтернатива регулярным подменам воды, а должно дополнять их для полного устранения вредных веществ из аквариума, поскольку в инструкции сказано: "подмены воды каждую неделю 30–50%". (При обычной практике в цихлидариуме довольно проблематично добиться содержания нитратов ниже 20 мг/л, даже при сильных подменах воды, особенно если сразу из-под крана мы уже получаем 5–10 мг/л.) Примечательно также указание при инсталляции продукта в старый аквариум не класть в фильтр сразу весь уголь Tri-Base Pelletized, т.к. при этом из воды будет очень быстро поглощен кислород, и это приведет к замору рыбы, а заменять биосубстрат в фильтре порционно. А для растительного аквариума использование Tri-Base Pelletized Carbon и вовсе противопоказано, иначе растения останутся без питания, и предлагается использовать биокультуру Baсteria Right Now совместно с продуктом Earth Pellets, высокопористым субстратом, похожим на керамзит (впрочем, очевидно, здесь может быть задействован любой стандартный биосубстрат), а биокультура станет работать как биостартер, стимулирующий процесс нитрификации.

По данным фирмы-изготовителя, положительную оценку разработке HDL дал известный аквариумист и предприниматель Оливер Луканус, рекомендовавший данный препарат зоомагазинам для быстрого запуска торговых и карантинных аквариумов. Естественно, вся эта информация должна быть тщательно проверена, чтобы отделить правду от вымыслов и маркетинговых уловок, в том числе и на предмет возможных побочных воздействий, а они наверняка имеются. В рунете мне удалось найти всего два упоминания о применении чудодейственного заморского средства. В одном случае бактериальная закваска была заказана и применена без фирменного субстрата, и сколько-нибудь ощутимого эффекта денитрификации не отмечено, что впрочем вполне согласуется с описанием. Во втором случае технология использовалась с полным комплексом элементов в соответствии с рекомендациями производителя, в том числе в аквариумах с дискусами, без живых растений, и было отмечено, во-первых, снижение нитратов до минимума, во-вторых, очень высокая потребность в содержании в воде кислорода.

Поиск по сайту: