АЭРАЦИЯ И ФИЛЬТРАЦИЯ




АЭРАЦИЯ
Хотя аэрация и фильтрироварие могут производиться независимо друг от друга, два этих процесса объединены в этом разделе, т.к. многие фильтры снабжены встроенным устройством для насыщения аквариумной воды кислородом. Если мы хотим воссоздать в аквариуме естественные для биотопов наших декоративных рыб условия, то надо исходить из того, что большинство рыб обитает в проточной, быстрой или умеренной воде. Даже если основную часть потока отличает большая скорость движения, рыбы всё же живут в таких зонах, где сопротивление быстрой воде не требует от них больших усилий. Мы сейчас говорим о пресноводном аквариуме. При содержании морских рыб дело обстоит совершенно по другому, поэтому эти разные среды не стоит даже и сравнивать. При аэрации на поверхности воды образуются вихревые потоки, которые облегчают поглощение кислорода и удаление углекислого газа.
Концентрация кислорода, растворённого в воде, находится в прямой зависимости от заселённости аквариума, его глубины, площади водной поверхности, режима освещённости, температуры воды и от некоторых других факторов. Огромную роль в поддержании нормального кислородного режима в аквариуме играют водные растения. В крупных аквариумах, которые хорошо засажены растениями и содержат относительно малое количество рыб, возможно самообеспечение кислородом, поскольку он в достаточных количествах образуется в результате фотосинтеза. На первый взгляд, дополнительная его поставка путём аэрации, т.е. продуванием воздуха через воду, излишня. Однако на практике, как правило, наступает нехватка кислорода.
Значение аэрации воды аквариума, которая производится с помощью специальных компрессоров, продувающих сквозь неё воздух из распылителей, заключается не только в насыщении воды кислородом. Аэрация, кроме всего прочего, вызывает смешивание слоёв воды с помощью пузырьков воздуха, способствует выравниванию температуры в аквариуме на всех его уровнях, и особенно, если вода искусственно подогревается, устраняет резкие перепады температуры воды как по горизонтали, так и по вертикали. Это существенно тем более, что чем выше температура воды, тем хуже в ней растворяется кислород. Циркуляция воды, создаваемая мощным потоком воздуха, имитирует определённые экологические условия, которые необходимы различным видам аквариумных рыб. Аэрация воды аквариума способствует увеличению проточности грунта, обеспечивает создание необходимых условий для нормальной жизнедеятельности почвенных бактерий, что предотвращает накопление и загнивание органических остатков и тем самым образование таких вредных для рыб газов, как аммиак, метан и сероводород.
Практический совет:
Чем мельче пузырьки и при том же количестве воздуха, больше поверхность аквариума, тем больше кислорода растворяется в воде.
Однако распылители сжатого воздуха с мелкими порами представляют большое сопротивление стуе воздуха и требуют более высокого давления. Поэтому часто довольствуются более мощной струёй сравнительно крупных пузырьков воздуха. В этом случае роль продувки в основном сводится к перемешиванию воды в аквариуме, а насыщение её кислородом идёт главным образом за счёт контакта с воздухом поверхностного слоя воды, беспрерывно сменяемого в результате циркуляции.
Системы для продувания воды воздухом состоят из компрессора, распылителей и тройников, связывающих между собой трубки и зажимы. В настоящее время распространены поршневые и вибрационные компрессоры, последние больше, мощность которых колеблется от 5 до 20 Вт. Эти компрессоры почти не производят шума.
Практический совет:
Снизить шум компрессора можно, подложив под него дополнительный амортизатор из поролона.
В большинстве наших аквариумов поток, создаваемый с помощью фильтра, обеспечивает необходимое движение воды. Берёт ли транспортировку воды на себя электрический насос или это делает эрлифт - дело второстепенное. Практически существуют два метода направления фильтрационной воды в аквариум: её распыляют нед водным зеркалом на возможно более обширной площади поверхности, причём здесь вода может вобрать достаточно большое количество кислорода или же электрический насос нагнетает поступающую из фильтра воду внутри самого резервуара, под поверхностью. Во втором случае вода не может получать воздух с поверхности, и тогда этот важнейший процесс, а именно доступ кислорода, должен осуществляться другим способом.
В устройствах, действующих на основе поршневого привода, струя воздуха прогоняется по воздуховоду, соединённому с одним или несколькими распылителями, разбивается на пузырьки и выталкивается через пустоты материала-рассеивателя. Эти пузырьки и создают видимость продувки, действительный же процесс осуществляется тогда, когда пузырёк поднимается к поверхности воды. Ещё раз хотим напомнить, что чем меньше пузырьки, тем лучше.


ФИЛЬТРАЦИЯ
Главная задача фильтра - это поддержание воды в хорошем состоянии, именно от этого зависит жизнедеятельность рыб, беспозвоночных и растений. Если Вы позаботитесь о воде, вода в свою очередь, позаботится об аквариумных растениях и животных. Поэтому, прежде чем приобрести фильтр, необходимо разобраться в самой сути процесса фильтрования.
Во всех, даже правильно оборудованных и сбалансированных аквариумах должна производиться очистка воды от частиц грязи, остатков корма, слизи и накапливающихся продуктов обмена веществ, если на дне и растениях скапливается грязь, вода мутнеет, особенно если в аквариуме обитают рыбы, которые роются в грунте. В определённых случаях очищение воды следует считать необходимым, особенно в перенаселённых аквариумах, выростных, заселённых большим количеством молоди рыб, и в аквариумах, в которых содержатся чувствительные к органическим веществам или роющиеся в грунте рыбы.
Вода в аквариумах очищается с помощью фильтров. Принцип действия фильтров основан на следующем: пузырьки воздуха, проходя через тонкую трубку, захватывают с собой воду, которая, проходя через наполнитель - фильтрующий элемент, находящийся на дне или в грунте, оставляет в нём взвешенные частицы и , очистившись, возвращается в аквариум. В большинстве фильтров для аквариумов циркуляция воды осуществляется за счёт движения пузырьков воздуха, нагнетаемого компрессором.
В больших водоёмах с большим количеством крупных роющихся в грунте рыб целесообразно применять фильтры центробежного типа с автономным двигателем. Для механической очистки воды от взвешенных частиц во всех типах фильтров применяют наполнитель - песок, капроновую нить-путанку, паролон, другие пористые нейтральные материалы. В настоящее время существуют фильтры, которые не только очищают аквариумную воду от мути, но и одновременно являются своего рода регуляторами химического состава воды. В этих фильтрах в качестве фильтрующего наполнителя используется ионообменная смола, торфяная крошка, активированный уголь, другие материалы.
Так, для эффективной очистки воды, изобилующей органическими веществами, в качестве наполнителя целесообразно применять активированный уголь, особенно в аквариумах с молодью.
Выбор фильтра зависит как от размеров аквариума, так и от числа и чувствительности обитающих в нём рыб. В принципе различаются два вида фильтрации: внутренняя и внешняя.
Какие же типы фильтров бывают:
- донные, устанавливаются на грунте или внутри него.
- внутренние, укрепляемые на внутренней стенке аквариума.
- внешние, стоящие отдельно от аквариума или прикрепляемые на внешней стенке аквариума.
Итак рассмотрим эти фильтры по порядку:


Донный фильтр.

Эти фильтры обладают определёнными преимуществами. Создавая движение воды в грунте, эти фильтры способствуют развитию полезной грунтовой микрофлоры. Однако нормально функционировать донный фильтр может только тогда, когда грунт обладает достаточными дренажными свойствами. Если воронка располагается в грунте, её закапывают в крупный гравий или мелкую гальку, между которыми застревают крупные частицы, но проходят мелкие. В плотном грунте вода циркулирует недостаточно хорошо, а это может привести к накоплению продуктов гниения, а последнее, в свою очередь, к образованию ядовитых газов. Обслуживание донных фильтров связано с неудобствами, поскольку фильтрующий наполнитель приходится очищать не менее 2-3 раз в год.
Существует два варианта при донной фильтрации: принцип "протока", когда очищенная вода нагнетается в грунт и поднимается оттуда вверх, и принцип "всасывания", когда грязная вода всасывается фильтром через грунт. Фильтрование через грунт - идея совсем не новая, но в наши дни она осуществляется с большим успехом благодаря электрическим фильтрам-помпам.


Внутренний фильтр.

Эти фильтры более просты и удобны в применении. Такой фильтр представляет собой распылитель, который находится внутри поролоновой камеры, расположенной у дна. Для его очистки достаточно снять поролоновый чехол, промыть его, отжать и надеть снова. Преимущество внутренней фильтрации состоит главным образом в том, что она происходит прямо на месте, и грязь собирается и убирается прямо внутри водного резервуара. Сам фильтр, если смотреть на него лишний раз не хочется, можно прикрыть корягой или камнем. Когда патрон забивается, его можно достать и почистить, не поднимая много грязи. Если фильтровальный бачок довольно велик, то гниль и крошки часто скапливаются непосредственно под ним. Тогда нужно действовать очень осторожно, чтобы вся грязь снова не расплылась по аквариуму. Предпосылкой нормальной деятельности фильтров любого типа, но особенно внутренних, является их регулярная чистка. Дело всё в том, что внутренние фильтры только накапливают грязь, но ведь она не исключается из общей циркуляции и продолжает разлагаться.


Внешний фильтр.

Эти фильтры наиболее сложны в изготовлении, но зато более удобны в эксплуатации. Их фильтрующий наполнитель находится вне аквариума. Как уже говорилось выше, для очистки аквариума с рыбами, чувствительными к содержанию в воде органических веществ, фильтр заполняется активированным древесным углём. Самыми эффективными при содержании чувствительных к различного рода загрязнению рыб считаются внешние фильтры с субстратом, содержащим микроорганизмы. В отличие от внутренних фильтров, внешние фильтры ставят рядом с аквариумом или подвешивают на его внешней стороне. Если такой бачок висит сбоку на стенке аквариума и открыт сверху, то уровень воды в нём и в аквариуме непременно должен быть одинаковым. Изогнутая соединительная трубка, кстати её необходимо заранее заполнить водой, не допуская воздуха, вытягивает из камеры отфильтрованную воду, перегоняя её назад в резервуар (принцип сообщающихся сосудов, когда уровень воды в них сравнивается за счёт соединительной трубки).
В сочетании с воздушным насосом можно таким же способом привести в действие крупногабаритный фильтр (по размеру он бывает не меньше самого аквариума). Такое нередко практикуется для крупных установок, потому что значительно сокращает расходы. Для домашних аквариумов такие фильтры, конечно, слишком велики, и поэтому аквариумисты чаще всего используют небольшие внешние фильтры, управляемые мотором. Но кроме того, можно прибегнуть к помощи так называемого крупногабаритного биофильтра. Тогда ток воды будет не таким быстрым, а общая циркуляция обеспечивается с помощью эрлифта более мощного калибра.


Электрический внешний фильтр.

Ну и наконец немного об электрических внешних фильтрах.
Понятие "внешний" применительно к этим фильтрам означает, что они располагаются рядом с аквариумом или под ним. Существуют разные виды и, что ещё важнее, разные мощности этих фильтров. Поэтому при выборе такого фильтра для аквариума определённой величины нужно учитывать не только объём фильтровального бачка, но и мощность его мотора. Сопротивление фильтра играет здесь для общей его мощности более существенную роль, чем у других типов очистительных конструкций.
Вновь заложенная фильтровальная масса обеспечивает воде свободный проход, а вместе с загрязнением (например, ваты) количество протекающей через фильтр воды может уменьшиться. В целях экономии электроэнергии многие производители насосов сочли необходимым уменьшить мощность напора и соответственно производительность своих изделий. В принципе надо исходить из того, что через фильтровальный бачок, стоящий в шкафу под аквариумом, проходит вода, а водяной столб в подводящей трубе соответствует уровню воды в резервуаре. Таким образом, насосу теоретически требуется только тот напор, что необходим для провода профильтрованной воды в аквариум через его край.

У каждого производителя есть собственные наборы разнообразных соединений, запорных вентилей, Т-образных изогнутых трубок, сифонов и т.п. Для очистки самих фильтровальных бачков особенно удобны так называемые быстроразъемные муфты с двумя запорными вентилями; вода останавливается, и бачок вынимается для очистки, а при этом совсем не требуется отсоединять все детали. Разработаны также всасывающие фильтры с интегрированной системой обогрева и встроенным электронным термодатчиком. При использовании таких фильтров обогрев обычными приборами не требуется. Эти электрические внешние фильтры, по размерам довольно большие, можно применять для химической (уголь), механической (песок, вата), а также комбинированной очистки воды.



Смена или очистка фильтрующей массы должна быть как можно более проста, поэтому фирма Eheim выпускает свои приборы с так называемыми двухвентильными быстроразъёмными соединениями, а для изгибов использует точно подогнанные шланговые детали.



Биологическая фильтрация


Приставка “био” означает то же самое, что “жизнь”. В связи с фильтрацией воды она указывает на то, что ядовитые вещества органического или неорганического происхождения преобразовываются или расщепляются внутри фильтра в основном при помощи живых организмов. В этих процессах участвуют главным образом аэробные бактерии - крошечные живые организмы, деятельность которых обусловлена богатым содержанием кислорода в воде. При конструировании такого фильтра воде предоставляется возможность часто вбирать кислород, что идет на пользу бактериям.


Биофильтр должен обеспечить бактериям субстрат и воду с высоким содержанием кислорода. На рисунке-схема проточного фильтра, где вода, пройдя отсек с гранулятом, проводится через верхний край стенки в промежуточную камеру и при этом вбирает в себя кислород.


Биофильтры бывают проточными и оросительными. Считается, что последние более эффективны, то есть обеспечивают лучшие условия для работы бактерий, потому что вода, просачиваясь струйками, больше обогащается кислородом. Но из-за быстрого испарения воды оросительный резервуар с большой площадью поверхности в данном случае не годится; здесь скорее нужен цилиндр, как и показано на нашем рисунке. На практике орошение имеет для аквариумистики один существенный недостаток: если вдруг подвод сочащейся воды по какой-либо причине (засорение системы, прекращение подачи электроэнергии для насоса) прервётся, то бактериальные культуры высохнут и погибнут; гранулят тоже пересохнет. С проточным фильтром такого произойти не может, потому что даже в самом крайнем случае ёмкость фильтра и всё её содержимое останутся в воде.




Схема вертикального оросительного фильтра. Поскольку с поверхности оросительных фильтров, если они расширяются по горизонтали, испаряется слишком много воды, предлагаем конструкцию фильтра, где гранулят располагается на разных уровнях в корпусе из твёрдого ПВХ. Вода просачивается через определённый слой гранулята и капает в нижний этаж. Расположенный в самом низу запорный кран даёт возможность наполнить водой фильтр в том случае, если насос выйдет из строя, и тем самым избежать пересыхания (а значит-гибели бактерий).


Бактериологические процессы происходят также и в фильтрах других типов, в их фильтрующих массах. Но если в их ёмкостях не хватает кислорода, то появляются уже не аэробные, а анаэробные бактерии, и им не нужен свободный кислород, более того - свободный кислород был бы для них смертельным ядом. Анаэробные бактерии не полностью расщепляют ядовитые вещества, а при определённых условиях могут даже образовывать ядовитые соединения. Типичным анаэробным продуктом является сапропель (иловые отложения из органических веществ), оседающий на дно фильтровальных баков, если их редко чистят, а в природе встречающийся в загрязнённых реках. Поэтому рекомендуется даже в биологических фильтрах аэрировать воду.

ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Механические фильтрующие массы


Механические фильтры предназначены для того, чтобы удалять из аквариумной воды грубые, чаще всего различимые простым глазом загрязнения. В первую очередь к ним относятся взвеси. Один из самых распространенных материалов для механической фильтрации - перлоновая вата. Она полностью вытеснила из наших фильтровальных баков тяжёлые массы - песок и гравий, которые принято было использовать раньше. Многие производители предлагают фильтры-патроны, сформованные из такой ваты: патроны подходят к бакам, выпускаемым той же фирмой, или, во всяком случае, их можно приспособить к таковым. При очистке аквариумной воды от особенно мелких частиц применяют диатомовые фильтры. 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). Поскольку этот фильтр задерживает мельчайшие частицы, он быстро засоряется. Землю нужно промыть и потом использовать снова.




Химические фильтрующие материалы


Задача химической фильтрации состоит в том, чтобы задержать ядовитые (или потенциально 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. Адсорбция - это процесс, при котором растворённые вещества поглощаются поверхностным слоем жидкости или твёрдого тела.
Самый известный из адсорбционных материалов, применяемых в аквариумистике, - активированный уголь. Действие угля обеспечивает его исключительно пористая структура, то есть большая площадь поверхности. Активированный уголь может обладать высокой степенью эффективности. Помимо ядовитых соединений он поглощает также кислоты (торф), разнообразные красители и медикаменты, а поэтому фильтрование с помощью угля нельзя сочетать с добавкой кислот или медикаментов. Грязь - злейший враг активированного угля и его пористой поверхности. Поэтому угольный фильтр в общей цепи фильтров непременно должен занимать последнее место, а все процессы механической очистки надо провести заранее. Если уголь засорён и забит частицами грязи, в нем нет никакого смысла. Не всякому аквариумисту удаётся работа с активированным углем, ведь его нужно сначала “приручить”! Если уголь использовать просто как порошок, то он начнет разлетаться и плавать на поверхности воды. По этой причине многие производители предлагают для своих изделий так называемые патронные фильтры: их внешняя оболочка состоит из механического фильтрующего материала (перлоновой ваты), а внутренний патрон, напротив, пуст и предназначен для заполнения его углём, торфом или другой сходной фильтрующей массой. Чтобы “нерасфасованный товар” не всплыл на поверхность, нужно его поместить в сетку (дамский чулок для этого тоже подойдёт) и после этого отправить в фильтровальный бак.




Биологическая фильтрация


Биологические фильтрующие массы вместе с повсеместным распространением так называемых биофильтров привлекают все большее внимание. Используется в первую очередь недорогой лавалит (лавовая крошка разной зернистости), пемза и другие естественные материалы пористой структуры и соответственно большой площади поверхности. Торговля предлагает также и не очень-то дешевые “биошары”, предназначенные, в первую очередь, для оросительных фильтров как наполнитель. Эти биошары сделаны из пластмассы и, собственно говоря, являются не шарами, а шарообразными каркасами. Их размещают один над другим в качестве заполняющего продукта, и они образуют субстрат для размножения бактерий, обладая при этом высокой водопропускной способностью.
Бактерии могут размножаться с невероятной скоростью: эти крошечные организмы обладают способностью удваиваться в течение получаса. Часто бактерии образуют пенистые комки или хлопья; это можно наблюдать на фильтрующем субстрате. Образуются скопления масс бактерий, состоящих из тысяч организмов, которые и вырабатывают слизь. Образованию таких скоплений способствует высокое содержание кислорода в фильтруемой воде. Именно эти бактерии расщепляют ядовитые вещества, преобразуя в ходе обмена веществ в безвредные соединения.

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 нём вещества. В продаже имеются самые разнообразные сорта торфа. Но торф для аквариума отличается от торфа для сада, ведь в последнем часто содержатся удобрения, и для аквариумной воды он никак не подходит, 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 её ничего не говорит о наличии кислот и их особенностях.
Кислота снижает показатель PН до нейтральной точки (= 7,0), а потому имеет смысл, используя торф, установить постоянный контроль за показателями PН. Торф служит также для того, чтобы снижать карбонатную жёсткость, присущую большинству типов воды. Кроме того, кислая вода удерживает в определённых границах количество бактерий, что идёт 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.


Какой же фильтр выбрать и какой мощности. Можно сказать одно, что по поводу производителя, мы за Eheim, но это наше сугубо личное мнение. Ну а насчёт мощности, то в любом случае фильтр должен иметь производительность не менее полутора-трех объёмов аквариума в час. Например у Вас аквариум 200 литров. Вам необходим фильтр производительностью не менее 600 л/час.

Практический совет:
Для того, чтобы Ваш фильтр нормально функционировал, его необходимо регулярно чистить и своевременно заменять использованный наполнитель. Обычно чистить фильтр лучше всего в то время, когда Вы меняете воду и сифоните грунт, это как раз приходится на 1 раз в неделю. Фильтры, которые долгое время не очищаются, сами становятся источником вредных и ядовитых веществ, особенно опасных для чувствительных к составу воды видов рыб.