Фильтр для аквариума
Аквариумные фильтры - важные компоненты как пресноводных, так и морских аквариумов. [1] [2] [3] Аквариумные фильтры удаляют физические и растворимые химические отходы из аквариума, упрощая обслуживание. Кроме того, аквариумные фильтры необходимы для поддержания жизни, поскольку аквариумы - это относительно небольшие замкнутые объемы воды по сравнению с естественной средой обитания большинства рыб. [4]
Обзор
Животные, обычно рыбы, содержащиеся в аквариумах, производят отходы испражнений и дыхания. Другой источник отходов - несъеденная пища или погибшие растения и рыба. Эти отходы собираются в резервуарах и загрязняют воду. По мере увеличения степени загрязнения возрастает риск для здоровья аквариумов, и удаление загрязнения становится критически важным. Фильтрация - распространенный метод поддержания здоровья аквариумов.
Биологическая фильтрация и азотный цикл
Правильное управление круговоротом азота - жизненно важный элемент успешного аквариума. Экскреции и другие разлагающиеся органические вещества производят аммиак, который очень токсичен для рыб. Бактериальные процессы окисляют этот аммиак до менее токсичных нитритов , которые, в свою очередь, окисляются с образованием гораздо менее токсичных нитратов . В естественной среде эти нитраты впоследствии усваиваются растениями в качестве удобрений, и это действительно происходит до некоторой степени в аквариуме, засаженном настоящими растениями.
Однако аквариум - это несовершенный микрокосм мира природы. Аквариумы обычно гораздо более насыщены рыбой, чем естественная среда. Это увеличивает количество аммиака, производимого в относительно небольшом объеме аквариума. Бактерии, ответственные за расщепление аммиака, превращая его в нитрит, Nitrosomonas , колонизируют поверхность любых объектов внутри аквариума. Бактерии, которые затем превращают нитрит в нитрат, - это Nitrospira и Nitrobacter . [5]В большинстве случаев биологический фильтр представляет собой не что иное, как химически инертную пористую губку, которая обеспечивает значительно увеличенную площадь поверхности, на которой могут развиваться эти бактерии. Для формирования этих бактериальных колоний требуется несколько недель, в течение которых аквариум уязвим для состояния, обычно известного как «синдром нового аквариума», если слишком быстро заселять аквариум рыбой. Некоторые системы содержат бактерии, способные превращать нитраты в газообразный азот. [6]
Накопление токсичного аммиака в результате разложения отходов является основной причиной гибели рыб в новых, плохо обслуживаемых или перегруженных аквариумах. [7] В искусственной среде аквариума азотный цикл заканчивается производством нитратов. Чтобы уровень нитратов не достигал опасного уровня, требуется регулярная частичная подмена воды для удаления нитратов и введения новой, незагрязненной воды. [8]
Механическая и химическая фильтрация
Процесс механической фильтрации удаляет твердые частицы из водяного столба. Эти твердые частицы могут включать несъеденные продукты, фекалии, остатки растений или водорослей. Механическая фильтрация обычно достигается путем пропускания воды через материалы, которые действуют как сито, физически задерживая твердые частицы. [1] Удаление твердых отходов может быть таким же простым, как физическая ручная установка мусора сеткой и / или с использованием очень сложного оборудования. Любое удаление твердых отходов включает фильтрацию воды через какую-либо сетку в процессе, известном как механическая фильтрация.. Твердые отходы сначала собираются, а затем их необходимо физически удалить из аквариумной системы. Механическая фильтрация в конечном итоге неэффективна, если твердые отходы не удаляются из фильтра и им позволяют разлагаться и растворяться в воде.
Растворенные отходы удалить из воды сложнее. Для удаления растворенных отходов используются несколько методов, известных под общим названием « химическая фильтрация» , наиболее популярными из которых являются использование активированного угля и фракционирование пены . В определенной степени здоровые растения извлекают растворенные химические отходы из воды, когда они растут, поэтому растения могут играть роль в сдерживании растворенных отходов.
Последняя и менее распространенная ситуация, требующая фильтрации, связана с желанием стерилизовать переносимые водой патогены. Эта стерилизация осуществляется путем пропускания аквариумной воды через фильтрующие устройства, которые подвергают воду воздействию ультрафиолетового света высокой интенсивности и / или подвергают воду воздействию растворенного газообразного озона.
Материалы, подходящие для фильтрации аквариума
В качестве фильтрующих материалов для аквариумов подходят различные материалы. К ним относятся синтетическая вата, известная в аквариумистике как фильтровальная вата, изготовленная из полиэтилентерефталата или нейлона . Синтетические губки или пена , различные изделия из керамики и спеченного стекла и кремния, а также вулканический гравий также используются в качестве материалов для механических фильтров. Материалы с большей площадью поверхности обеспечивают как механическую, так и биологическую фильтрацию. Некоторые фильтрующие материалы, такие как пластиковые «биошарики», лучше всего подходят для биологической фильтрации.
За исключением фильтров из диатомовых водорослей, аквариумные фильтры редко бывают чисто механическими, поскольку бактерии заселяют большинство фильтрующих материалов, влияя на определенную степень биологической фильтрации. [1] Активированный уголь и цеолиты также часто добавляют в аквариумные фильтры. Эти высоко пористые материалы выступают в качестве адсорбатов связывания различных химических веществ для их больших наружных поверхностей [2] , а также как сайты бактериальной колонизации.
Самый простой тип аквариумного фильтра состоит только из фильтровальной ваты и активированного угля. Фильтровальная вата улавливает крупный мусор и частицы, а активированный уголь адсорбирует более мелкие примеси. Их следует регулярно менять через подходящие промежутки времени. [9] Это особенно важно в случае фильтров с активированным углем, которые могут повторно высвобождать адсорбированное содержимое в больших (и, следовательно, вредных) дозах, если им дать возможность насыщаться. [10] Активированный уголь адсорбирует токсины на расширенной пористой поверхности угля. Его нельзя реактивировать кипячением в воде. Адсорбцию активированного угля можно восстановить путем термической регенерации при температурах 500–900 ° C (932–1 652 ° F), [11] электрохимическая регенерация , ультразвук или другие промышленные процессы. Для аквариумиста заменить активированный уголь свежим материалом просто и недорого.
Типы
В продаже имеется множество типов аквариумных фильтров [12], в том числе:
Силовые фильтры
Силовые фильтры или фильтры HOB (навешиваются на спину), которые приводятся в действие крыльчаткой , удаляют воду из аквариума, обычно с помощью длинной сифонной трубки, которая затем проталкивается (или вытягивается) через ряд различных фильтрующих материалов и возвращается в аквариум. Это наиболее распространенный тип аквариумных фильтров. [1] Обычно они более эффективны и проще в обслуживании, чем внутренние фильтры. [13]
Преимущества этого типа фильтра заключаются в том, что они позволяют выбирать различные типы фильтрующих материалов в зависимости от потребностей аквариума и что их легко чистить, не беспокоя обитателей аквариума, поскольку они находятся снаружи аквариума. Недостатки силовых фильтров включают в себя меньшую пропускную способность фильтрующего материала по сравнению с канистровыми фильтрами, а также то, что они имеют тенденцию быть очень шумными, обычно возникающими из-за вибрации. [14]
Канистровые фильтры
По сравнению с фильтрами, которые вешаются на задней части аквариума, внешние фильтры канистрового типа предлагают большее количество фильтрующих материалов, а также большую степень гибкости в выборе фильтрующего материала. [2] Вода поступает в канистру, заполненную выбранным фильтрующим материалом, через впускную трубу на дне канистры, проходит через материал и возвращается в аквариум через обратную трубу. Вода принудительно циркулирует через фильтр с помощью насоса, обычно устанавливаемого в верхней части канистры. Важно отметить, что канистровые фильтры представляют собой герметичные, полностью затопленные системы, а это означает, что аквариум, заборная труба, внутренняя часть фильтра и обратная труба образуют непрерывный водоем. В этой конфигурации и впускной, и обратный тракты образуют два сифона., которые точно уравновешивают друг друга. В этих условиях фильтрующему насосу не нужно прилагать никаких усилий, чтобы поднять воду обратно в аквариум, независимо от того, насколько высоко последний установлен над канистрой. Насос должен быть достаточно мощным, чтобы проталкивать воду через фильтрующий материал, а также преодолевать сопротивление во впускном и обратном трубопроводах. Это делает насосы канистрного фильтра практически нечувствительными к разнице высот между аквариумом и фильтром (хотя превышение предела высоты, указанного производителем, может привести к утечкам).
Преимущества этого типа фильтров заключаются в том, что они могут обеспечивать большой объем фильтрующего материала без уменьшения внутреннего пространства в аквариуме, а также в том, что они могут быть отсоединены от резервуара для очистки / обслуживания и заменены, не нарушая интерьер аквариума или обитателей. Кроме того, как фильтр с внешней системой водопровода, он поддерживает установку в линию другого аквариумного оборудования, такого как водонагреватели и диффузоры углекислого газа . Такое оборудование может быть снято с резервуара и установлено в обратном трубопроводе фильтра. К недостаткам канистрных фильтров относятся повышенная стоимость и сложность внутренних фильтров, а также трудности с очисткой трубок, по которым вода поступает в аквариум и из него. [3] Также существует риск протечки, что, естественно, является проблемой для любого фильтра, установленного вне аквариума.
Канистровые фильтры изначально предназначались для фильтрации питьевой воды под низким давлением. Канистровые фильтры для аквариумов используют воду под высоким давлением от правильно включенного насоса, чтобы протолкнуть воду через плотный фильтрующий материал. Насос может забирать воду из гравийного фильтра и направлять ее в канистру для двойной фильтрации.
Диатомовые фильтры
Диатомовые фильтры используются только для периодической очистки резервуаров, они не используются постоянно в аквариумах. В этих фильтрах используется диатомитовая земля для создания очень тонкого фильтра до 1 мкм, удаляющего твердые частицы из водяного столба. [1]
Тонкие фильтры
Капельные фильтры, также известные как влажные / сухие фильтры, являются еще одной системой фильтрации воды для морских и пресноводных аквариумов. [13] Этот фильтр бывает двух конфигураций: один устанавливается наверху аквариума (встречается реже), а другой - под аквариумом (чаще).
Если влажный / сухой фильтр помещается наверху аквариума, вода перекачивается через несколько перфорированных лотков, содержащих фильтровальную вату или какой-либо другой фильтрующий материал. Вода просачивается через поддоны, сохраняя фильтровальную вату влажной, но не полностью погруженной в воду, позволяя аэробным бактериям расти и способствуя биологической фильтрации. Вода возвращается в аквариум как дождь. [13]
В качестве альтернативы влажный / сухой фильтр можно разместить под резервуаром. В этой конструкции вода под действием силы тяжести поступает в фильтр под аквариумом. Предварительно отфильтрованная вода подается на перфорированную тарелку (капельницу). Предварительная фильтрация может происходить в аквариуме через пеноблок или рукав в сливном отверстии или водосливном сифоне, или она может быть предварительно отфильтрована фильтровальной ватой, лежащей на перфорированной пластине. Сточные воды из аквариума растекаются по поддону для сбора капель и стекают через питательную среду. Это может быть фильтровальная вата / пластиковая сетка, свернутая в круглую форму (DLS или «двухслойная спираль»), или любое количество пластиковых сред, обычно известных как биошарики. По мере того как вода течет по среде, CO 2выделяется, кислород улавливается, а бактерии превращают отходы из резервуара в менее вредные материалы. Отсюда вода попадает в отстойник. Отстойник может содержать несколько отсеков, каждая из которых имеет свой фильтрующий материал. Часто в отстойнике ставят нагреватели и термостаты. [13]
Фильтры водорослей
Водоросли можно выращивать специально, чтобы удалить из воды химические вещества, которые необходимо удалить, чтобы иметь здоровых рыб, беспозвоночных и кораллов. Это естественный («зеленый») метод фильтрации, который позволяет аквариуму работать так же, как океаны и озера. [15]
Водоросли и болезнетворные организмы также можно удалить, обработав воду ультрафиолетовым излучением , но недостатком ультрафиолета является то, что он убивает и полезные бактерии. Поэтому УФ-обработка обычно используется только при необходимости, а не постоянно.
Дефлекторные фильтры
Дефлекторные фильтры похожи на влажные и сухие струйные фильтры в том смысле, что они обычно располагаются под аквариумом. Этот тип фильтра состоит из ряда перегородок, через которые должна проходить вода, чтобы попасть в насос, возвращающий воду в аквариум. Затем эти перегородки действуют как серия канистрных фильтров и могут быть заполнены различными фильтрующими материалами для разных целей. [16]
Фильтр с псевдоожиженным слоем
С псевдоожиженным слоем фильтр (ФОС) представляет собой биологический реактор только. Принцип состоит в том, чтобы направлять воду через слой песка (или аналогичной среды) снизу, так что песок становится псевдоожиженным - ведет себя как жидкость. Этот механизм наблюдается в сжижении , быстром песке и промышленных процессах, включая очистку городских сточных вод. Суммарная поверхность всех частиц песка в фильтре очень велика, поэтому имеется большая поверхность для аэробных денитрификационных бактерий. Поэтому размер фильтра может быть скромным.
Сам фильтр может быть внутренним или внешним. В своей простейшей DIY внутренней версии ФОС очень легко построить, с контейнером, песок, насос, и некоторые сантехники. Есть много переменных: форма и размер контейнера, количество песка или его эквивалента, размер частиц, мощность насоса и водопровод.
Внутренние фильтры
Внутренние фильтры по определению являются фильтрами в пределах аквариума. К ним относятся губчатый фильтр, разновидности углового фильтра (на фото вверху справа и слева), фильтр с поролоновым картриджем и фильтр под гравием. [1] Внутренний фильтр может иметь электрический насос и, следовательно, быть внутренним силовым фильтром, часто прикрепленным к внутренней части аквариума через присоски.
Воздушные фильтры
Губчатые фильтры и угловые фильтры (иногда называемые коробчатыми фильтрами) работают по существу по тому же механизму, что и внутренний фильтр. Оба обычно работают за счет эрлифта , используя пузырьки от воздушного насоса, поднимающиеся в трубке для создания потока. В губчатом фильтре входное отверстие может быть закрыто только простым пенопластом с открытыми ячейками. Угловой фильтр немного сложнее. Эти фильтры часто ставят в углу на дне аквариума. Вода поступает в щели в ящике, проходит через слой среды, затем выходит через эрлифтную трубку и возвращается в аквариум. Эти фильтры подходят только для небольших аквариумов с небольшим количеством аквариумов. Губчатый фильтр особенно полезен при выращивании мальков, когда губка не позволяет мелким рыбкам попасть в фильтр. [13]
Подгравийные фильтры
Один из самых старых типов фильтров, фильтры под гравием, состоят из пористой пластины, которая помещается под гравием на дне аквариума, и одной или нескольких подъемных трубок. Исторически сложилось так, что фильтры под гравием приводятся в действие за счет вытеснения воздуха. Камни с воздухом помещаются у основания подъемных труб, которые вытесняют воду из подъемной трубы, создавая отрицательное давление под пластиной фильтра под гравием (также называемой камерой статического давления). [17] Затем вода просачивается через гравий, который сам является фильтрующим материалом. [1] Большего расхода воды через гравий можно достичь за счет использования водяного насоса, а не вытеснения воздуха. [1]
Полезные бактерии колонизируют слой гравия и обеспечивают биологическую фильтрацию, используя сам субстрат аквариума в качестве биологического фильтра. [9] [13]
Фильтры под гравием могут быть вредны для здоровья водных растений. [9] Мелкие субстраты, такие как песок или торф, могут забивать гравийный фильтр. [13] Фильтры под гравием не эффективны, если слой субстрата неровный. На неровном гравийном слое вода будет течь только через тонкие части слоя, в результате чего более сильно покрытые участки станут бескислородными .
Специальные морские системы
Протеиновые скиммеры
Глубокие песчаные пласты
Берлинский метод
использованная литература
- ^ a b c d e f g h Риль, Рюдигер. Редактор.; Baensch, HA (1996). Аквариумный Атлас (5-е изд.). Германия: Tetra Press. ISBN 3-88244-050-3.
- ^ a b c Leibel WS (1993) Справочник рыбоводов по южноамериканским цихлидам. Тетра Пресс. Бельгия стр. 12-14.
- ^ a b Луазель, Поль В. (1995). Аквариум цихлид . Германия: Tetra Press. ISBN 1-56465-146-0.
- ^ Sands D (1994) Справочник рыбоводов по центральноамериканским цихлидам. Тетра Пресс. Бельгия стр. 17-19.
- ^ https://petfishplace.com/types-aquarium-filtration
- ^ http://www.aquariumslife.com/diy-projects/diy-aquariumdenitrator
- ^ Патрик Т.К. Ву; Дэвид В. Бруно (2002). Заболевания и нарушения рыбоводства в садковом хозяйстве . Уоллингфорд, Оксон, Великобритания: CABI Pub. С. 284 . ISBN 0-85199-443-1.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ http://www.aquacadabra.com/blog/the-basics-of-filtration
- ^ a b c Аксельрод, Герберт, Р. (1996). Экзотические тропические рыбы . Публикации TFH. ISBN 0-87666-543-1.
- ^ Ида, Эндрю (1999). Холодноводное рыбоводство . Книги Рингпресс. п. 33. ISBN 1-86054-072-4.
- ^ Sabio, E .; Gonzalez, E .; Gonzalez, JF; Гонсалес-Гарсия, CM; Рамиро, А .; Ганан, Дж (2004). «Термическая регенерация активированного угля, насыщенного п-нитрофенолом». Углерод . 42 (11): 2285–2293. DOI : 10.1016 / j.carbon.2004.05.007 .
- ^ Мэри Бейли; Ник Дакин (2001). Справочник аквариумных рыбок . Издательство New Holland . п. 26. ISBN 978-1-85974-190-0.
- ^ Б с д е е г Sanford, Джина (1999). Руководство владельца аквариума . Нью-Йорк: DK Publishing . С. 164–167 . ISBN 0-7894-4614-6.
- ^ "Фильтры для пресноводных аквариумов - Центр аквариумных рыб" . aquariumfishhub.com . Проверено 14 июня 2017 .
- ^ Цикл питательных веществ в аквариуме Большого Барьерного рифа. Материалы 6-го Международного симпозиума по коралловым рифам, Австралия, 1988 г., Vol. 2
- Перейти ↑ Sandford G, Crow R (1991) The Manual of Tank Busters. Тетра Пресс, США
- ^ Спотт, Стивен (1993-07-30). Содержание морских аквариумов . Джон Вили и сыновья. С. 25–. ISBN 9780471594895. Проверено 14 октября 2014 года .
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с фильтрами для аквариумов . |
- Рыбоводство
- Аквариумы
