Виды фильтрации воды-2 | Любителям аквариума

Устройства для очистки воды в аквариуме – фильтры.

Продолжение…

Химическая фильтрация. Этот метод используется наиболее редко. Задача химической фильтрации состоит в том, чтобы задержать ядовитые молекулы, которые содержатся в воде. Но как бы ни были хороши поглощающие фильтровальные массы, они только “связывают” эти субстанции. Удалять их приходится самому аквариумисту, прочищая фильтр и, наконец, вынимая насыщенные ядовитыми веществами массы. Главным образом полезна тогда, когда имеются краткосрочные проблемы. Для действующих аквариумов особый интерес представляет разновидность химической очистки воды, связанная с фильтрацией ее через ионообменные смолы или некоторые другие вещества. Удаление нитратов с помощью ионообменника — еще одна возможность, но она заставляет увеличивать подмену воды.

Является специфичным видом, поскольку удаляет из воды определенные соединения, для которых предназначен применяемый реагент (аммиак, тяжелые металлы). В данном случае фильтрующим материалом чаще всего выступают синтетические, ионообменные смолы либо природные минералы из группы цеолитов. Цеолиты и смолы поглощают аммоний, нитраты, фосфаты и др. и вместо них выделяют безвредные ионы натрия, хлора, сульфата. Также можно считать химической фильтрацией использование в качестве наполнителя фильтра верхового торфа. Торф слегка подкисляет воду и вносит в нее различные биологически активные вещества.

Торфяные фильтры. Торфяная фильтрация — словосочетание, укоренившееся в аквариумистике, но оно, строго говоря, не совсем правильно. Ведь фильтр, как известно, должен что-то задерживать, а если он заполнен торфом, то, наоборот, отдает что-то аквариумной воде! Многие тропические воды обладают большей или меньшей кислотностью. При этом речь идет о гуминовых кислотах, которые выделяются древесиной и листвой. Эти органические кислоты можно вводить в аквариум, непосредственно добавляя гуминовые экстракты или пропуская воду через торф, чтобы она вбирала содержащиеся в нем вещества. В продаже имеются самые разнообразные сорта торфа. Торф — это натуральный продукт, и какой бы он ни был — рыхлый или плотный, через несколько недель он вымывается и больше ничего не дает, его нужно заменять.

Вода, которая обогащается гуминовыми веществами, проходя через торф, приобретает особый цвет, от буроватого до янтарного. Но оттенок ее ничего не говорит о наличии кислот и их особенностях. Кислота снижает показатель рН до нейтральной точки = 7,0, а потому имеет смысл, используя торф, установить постоянный контроль за показателями рН. Торф служит также для того, чтобы снижать карбонатную жесткость, присущую большинству типов воды. Кроме того, кислая вода удерживает в определенных границах количество бактерий, что идет на пользу коже многих видов рыб: ранки от укусов не воспаляются под воздействием бактерий. С другой стороны, известны очень многие виды декоративных рыб, ведущих происхождение из особенно чистых и кислых вод: с помощью торфа они оказываются хотя бы приблизительно в условиях, близких к естественным.

Флотация — удаление нежелательных примесей из воды вместе с образующейся пеной. Сущность метода основана, на способности многих веществ адсорбироваться на поверхности пузырьков газа, проходящих через жидкость. Пузырьки газа поднимаются к поверхности жидкости, образуя пену, в которой концентрируются нежелательные примеси. Пена вместе с примесями удаляется и таким образом происходит очистка воды. Принцип его работы состоит в следующем. Для того чтобы экскременты и другие выделения рыб в виде слизи и высокомолекулярных соединений не попадали в механический фильтр, где обычно происходит их первичное разложение, вызывающее отравление всего аквариума органическими веществами, используют так называемые скиммер-камеры, или пеноотделители.

В этих устройствах, представляющих собой высокие цилиндры, заполненные водой, поднимаются мельчайшие пузырьки воздуха, нередко с добавлением озона. Эти пузырьки адсорбируют на своей поверхности частички органических взвесей, слизи, высокомолекулярные компоненты выделений и в виде пены выводят их за пределы аквариума в отдельные емкости – пеносборники. Периодически собранную пену выливают, а пеносборники, предварительно сполоснув, возвращают на место. Очищенная вода подается в аквариум или другие очистительные устройства. Флотационную очистку хорошо проводить перед ее биологической фильтрацией.

Существует две принципиальные схемы пеноотделителей – прямоточная и противоточная. В первом случае поток обрабатываемой воды движется в том же направлении, что и поднимающиеся вверх пузырьки. Во втором случае обрабатываемая вода движется навстречу потоку пузырьков. Поскольку вторая система признана значительно более эффективной из-за большего времени задержки воды в контакте с пузырьками (этот параметр в иностранной литературе называется “retention time”), а прямоточные пеноотделители в настоящее время потеряли свою актуальность. Лучше всего пеноотделительная колонка работает в соленой воде. Пресноводные модели неэффективны и не приносят никакой реальной пользы.

Диатомовые фильтры применяют при очистке аквариумной воды от особенно мелких частиц. В качестве фильтрующей массы для диатомовых фильтров используется диатомовая земля. Эта очень мелкая желтовато-кремовая земляная масса состоит из кремневых панцирей ископаемых диатомей (микроскопических водорослей). Фильтровальный бачок (стеклянный сосуд) снабжен мощным насосом — сопротивление фильтра, обусловленное слабой пропускной способностью диатомовой земли, здесь выше, чем в других фильтрах. Тот, кто хочет особенно тщательно обработать воду в своём аквариуме (добиваясь особенной прозрачности или сокращения количества паразитов и бактерий, или их полного уничтожения с целью разведения рыб), целенаправленно подключает этот фильтр на многие часы.

При этом речь идет о чисто механической фильтрации, не оказывающей влияния ни на показатели воды, ни на химические добавки (медикаменты). К сожалению, поскольку они задерживают мельчайшие частицы, то быстро засоряются и требуют замены фильтрующего субстрата. Помимо этого, вызывает сомнение необходимость использования таких систем для обычных аквариумов, так как рыбы в воде, лишенной практически всего живого, начинали терять слизь с кожных покровов, что отрицательно сказывалось на их здоровье.

Осмотическая фильтрация воды (reverse osmosis). Если у вас из-под крана течет жесткая вода, а вам хочется держать и, более того, разводить дискусов, которые любят кислую и мягкую воду, то вам придется так или иначе задуматься о том, как приготовить соответствующую воду. Осмотическая фильтрация основана на свойстве воды, проникать через пористую мембрану, непроницаемую для растворенных веществ. Если искусственно поддерживать повышенное давление с одной стороны мембраны, то равновесие будет смещаться. На этом принципе основана работа обратного осмотического фильтра.

Образно говоря, вода проталкивается через мембрану, а соли минералов остаются. Поток из обычного водопровода мембрана разделяет на две части: одна, представляющая очищенную воду, используется для домашних нужд, а вторая, обогащенная отраженными мембраной примесями, сливается в канализацию. В отличие от деионизации, осмотическая фильтрация — механический процесс, который позволяет фильтровать и другие вещества — например, органические молекулы и даже бактерии.

Деионизация воды (deionization). В таких фильтрах используется химически активные фильтрующие наполнители. Они заменяют ионы, растворенные в воде, на другие. Один наполнитель фильтрует положительно заряженные частицы — катионы, заменяя их на ион водорода H+ (cation resin), второй заменяет анионы на отрицательные заряженные ионы OH-. Комбинация двух стадий фильтрации образует молекулу воды. Такая фильтрация происходит до тех пор, пока в наполнителе есть достаточное количество ионов для замены. После истощения, смола может быть заряжена снова, используя щелочь и кислоту. Однако этого лучше самому не делать. Некоторые смолы, особенно те, которые рекомендуются использовать как наполнитель для обычного аквариумного фильтра, заменяют катионы на положительный ион натрия. Восстанавливать такую смолу можно в крепком растворе соли.

Однако, повышенная концентрация ионов натрия может быть вредна для некоторых нежных рыб и не очень хороша для растений, блокируя поглощение ими некоторых микроэлементов. Лучше использовать два наполнителя — для фильтрации катионов и анионов. Иногда оба наполнителя смешаны вместе. Такой фильтр будет гораздо сложнее зарядить, поскольку потребуется отделить одну смолу от другой перед регенерацией. В принципе, такие фильтры позволяют получить более чистую воду, чем осмотические фильтры. Например, они хорошо отфильтровывают силикаты, что нужно в коралловом риф-аквариуме. Срок службы и производительность зависит от многих факторов, особенно от содержания минералов в исходной воде. При очень жесткой воде наполнитель может «попроситься в регенерацию» через 100-200 литров. Для увеличения срока службы такого фильтра его можно ставить после осмотические фильтра.