Фильтр для аквариума - Aquarium filter - Wikipedia

Угловой фильтр с воздушным приводом

Аквариумные фильтры являются важными компонентами как пресноводных, так и морских аквариумов.[1][2][3] Аквариум фильтры удаляют физические и растворимый химические отходы из аквариумов, упрощающие 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, как правило, рыба, содержатся в аквариумы выделяют 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 увеличивается риск для здоровья аквариумов, и удаление загрязнения становится критически важным. Фильтрация - распространенный метод, используемый для поддержания здоровья аквариумов.

Биологическая фильтрация и азотный цикл

Большой биологический фильтр для душа, предназначенный для максимизации положительного воздействия азотного цикла в пруд с кои

Правильное управление азотный цикл это жизненно важный элемент успешного аквариума. Экскреции и другие продукты разложения органических веществ аммиак который очень токсичен для рыб. Бактериальные процессы окисляют этот аммиак в менее токсичный нитриты, а они, в свою очередь, окисляются с образованием гораздо менее токсичных нитраты. 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 плотно заселены рыбой, чем естественная среда. Это увеличивает количество аммиака, производимого в относительно небольшом объеме аквариума. Бактерии, ответственные за расщепление аммиака путем преобразования его в нитрит, Нитросомонады, колонизируйте поверхность любых объектов внутри аквариума. Бактерии, которые затем превращают нитрит в нитрат: Нитроспира и Нитробактер.[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 образования этих бактериальных колоний требуется несколько недель, в течение которых аквариум уязвим для состояния, обычно известного как «синдром нового аквариума», если слишком быстро заселять 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 добавления 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 сита, физически задерживая твердые частицы.[1] Удаление твердых отходов может быть таким же простым, как физическая чистка мусора вручную, и / или требует использования 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. Несколько методов, вместе известных как химическая фильтрация, используются для удаления растворенных отходов, наиболее популярным из которых является использование Активированный уголь и фракционирование пены. В определенной степени здоровые растения извлекают растворенные химические отходы из воды, когда они растут, поэтому растения могут играть определенную 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

Губки, пластиковые шарики, керамические трубки и гравий подходят для фильтрации в аквариуме.

В качестве фильтрующих материалов для аквариумов подходят различные материалы. К ним относятся синтетическая вата, известная в аквариумистике как фильтровальная вата, изготовленная из полиэтилентерефталат или же нейлон. Синтетические губки или пены, различные керамические и спеченное стекло и кремниевые продукты вместе с магматическими гравий также используются в качестве механических фильтрующих материалов. Материалы с большей площадью поверхности обеспечивают механическую и биологическую фильтрацию. Некоторые фильтрующие материалы, такие как пластиковые «биошарики», лучше всего использовать для биологической фильтрации.

За исключением фильтров из диатомовых водорослей, аквариумные фильтры редко бывают чисто механическими, так как бактерии заселяют большинство фильтрующих материалов, влияя на определенную степень биологической фильтрации.[1] Активированный уголь и цеолиты также часто добавляются в аквариумные фильтры. Эти очень пористый материалы действуют как адсорбаты связывание различных химикатов с их большими внешними поверхностями[2] а также как места 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 интервалы.[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 с помощью термическая регенерация при температурах 500–900 ° C (932–1652 ° F),[11] электрохимическая регенерация, ультразвук или другие производственные процессы. Для аквариумиста заменить активированный уголь свежим материалом просто и недорого.

Типы

Имеющийся в продаже канистровый фильтр

В продаже имеется множество типов аквариумных фильтров,[12] включая:

Силовые фильтры

Фильтры питания или HOB (повесить на спину), которые крыльчатка с питанием, удаляют воду из аквариума, обычно с помощью длинной сифонной трубки, которую затем проталкивают (или вытягивают) через ряд различных фильтрующих материалов и возвращают 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 и 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 гибкость в выборе фильтрующего материала.[2] Вода поступает в канистру, заполненную выбранным фильтрующим материалом, через всасывающую трубу на дне канистры, проходит через материал и возвращается в аквариум по возвратной трубе. Вода принудительно циркулирует через фильтр с помощью насоса, который обычно устанавливается в верхней части канистры. Важно отметить, что канистровые фильтры представляют собой герметичные, полностью затопленные системы, что означает, что аквариум, заборная труба, внутренняя часть фильтра и обратная труба образуют сплошной водоем. В этой конфигурации и впускной, и обратный тракт образуют два сифоны, 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 их можно отсоединять от резервуара для очистки / обслуживания и заменять, не мешая внутреннему пространству аквариума или обитателям. Кроме того, в качестве фильтра с внешней системой водопровода он поддерживает установку в линию другого аквариумного оборудования, такого как водонагреватели и др. углекислый газ диффузоры. 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 высокое давление воды от правильно включенного насоса, чтобы продавить 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. Эти фильтры используют диатомитовая земля для создания очень тонкого фильтра до 1 мкм, удаляющего твердые частицы из водяного столба.[1]

Тонкие фильтры

Смотрите также: Капельный фильтр

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 размещается наверху аквариума, вода перекачивается через несколько перфорированных лотков, содержащих фильтровальную вату или какой-либо другой фильтрующий материал. Вода просачивается сквозь поддоны, сохраняя фильтровальную вату влажной, но не полностью погруженной в воду, что позволяет аэробные бактерии для роста и биологической фильтрации. Вода возвращается в аквариум как дождь.[13]

В качестве альтернативы влажный / сухой фильтр можно разместить под резервуаром. В этой конструкции вода самотеком подается в фильтр под аквариумом. Предварительно отфильтрованная вода подается на перфорированную пластину (капельницу). Предварительная фильтрация может происходить в аквариуме через пеноблок или рукав в переливах, или плотина сифон, или он может быть предварительно отфильтрован фильтровальной ватой, лежащей на перфорированной пластине. Сточные воды из аквариума растекаются по поддону для сбора капель и стекают через 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. Когда вода обтекает среду, CO2 , кислород улавливается, а бактерии превращают отходы из резервуара в менее вредные материалы. Отсюда вода попадает в отстойник. Отстойник может содержать несколько отсеков, в каждом из которых находится собственный фильтрующий материал. Часто в отстойнике ставят ТЭНы и термостаты.[13]

Фильтры водорослей

Смотрите также: Очиститель водорослей
Очиститель водорослей (версия с восходящим потоком) плавание на рифовом пруду

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 ультрафиолетовое облучение, но недостатком ультрафиолета является то, что оно убивает и полезные бактерии. Поэтому УФ-обработка обычно используется только при необходимости, а не постоянно.

Дефлекторные фильтры

Недавно настроенный перегородочный фильтр при большом объеме цихлида аквариум

Дефлекторные фильтры похожи на влажные и сухие струйные фильтры в том смысле, что они обычно расположены под аквариумом. Этот тип фильтра состоит из ряда перегородок, через которые должна проходить вода, чтобы достичь насоса, возвращающего воду в аквариум. Эти перегородки действуют во многом как серия канистровых фильтров и могут быть заполнены различными фильтрующими материалами для разных целей.[16]

Фильтр с псевдоожиженным слоем

Простой DIY фильтр с псевдоожиженным слоем песка

В псевдоожиженный слой фильтр (FBF) - это только биологический реактор. Принцип заключается в том, чтобы направлять воду через слой песка (или аналогичной среды) снизу, так что песок становится псевдоожиженным - ведет себя как жидкость. Этот механизм виден в разжижение, быстрый песок, и промышленные процессы, включая муниципальные сточные воды лечение. Суммарная поверхность всех частиц песка в фильтре очень большая, поэтому имеется большая поверхность для аэробных нагрузок. денитрификация бактерии. Поэтому размер фильтра может быть скромным.

Сам фильтр может быть внутренним или внешним. В простейшем виде Сделай сам Внутренняя версия FBF очень проста в сборке, с контейнером, песком, насосом и небольшим количеством водопровода. Есть много переменных: форма и размер контейнера, количество песка или его эквивалента, размер частиц, мощность насоса и водопровод.

Внутренние фильтры

Внутренний аквариумный фильтр за счет вытеснения воздуха

Внутренние фильтры - это, по определению, фильтры 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, таким образом, быть внутренним силовым фильтром, часто прикрепляемым 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 эрлифт, используя пузырьки из воздушного насоса, поднимающиеся в трубке для создания потока. В губчатом фильтре входное отверстие может быть закрыто только простым пенопластом с открытыми порами. 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 людей. Губчатый фильтр особенно полезен при выращивании мальков, когда губка не позволяет мелкой рыбе попасть в фильтр.[13]

Подгравийные фильтры

Принципиальная схема фильтра под гравием, работающего как от вытеснителя воздуха, так и от водяного насоса (силовая головка)

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 работали за счет вытеснения воздуха. Камни с воздухом размещаются 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 вниз 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 гравийный слой и обеспечивают биологическую фильтрацию, используя субстрат самого аквариума как биологический фильтр.[9][13]

Фильтры под гравием могут быть вредны для здоровья водных растений.[9] Мелкие субстраты, такие как песок или торф, могут забить гравийный фильтр.[13] Фильтры под гравием не эффективны, если слой субстрата неровный. В неровном гравийном слое вода будет течь только через тонкие части слоя, оставляя более сильно покрытые участки, чтобы стать аноксический.

Специальные морские системы

Флотаторы протеина

Основная статья: Протеиновый скиммер

Глубокие песчаные пласты

Основная статья: Глубокая песчаная кровать

Берлинский метод

Основная статья: Берлинский метод

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час Риль, Рюдигер. Редактор.; Baensch, HA (1996). Аквариум Атлас (5-е изд.). Германия: Tetra Press. ISBN  3-88244-050-3.
  2. ^ а б c Лейбель WS (1993) Справочник рыбоводов по южноамериканским цихлидам. Тетра Пресс. Бельгия стр. 12-14.
  3. ^ а б Луазель, Поль В. (1995). Аквариум цихлид. Германия: Tetra Press. ISBN  1-56465-146-0.
  4. ^ Пески D (1994) Справочник рыбоводов по цихлидам Центральной Америки. Тетра Пресс. Бельгия стр. 17-19.
  5. ^ https://petfishplace.com/types-aquarium-filtration
  6. ^ http://www.aquariumslife.com/diy-projects/diy-aquariumdenitrator
  7. ^ Патрик Т. К. Ву; Дэвид В. Бруно (2002). Болезни и расстройства рыб в садковом хозяйстве. Уоллингфорд, Оксон, Великобритания: CABI Pub. стр.284. ISBN  0-85199-443-1.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  8. ^ http://www.aquacadabra.com/blog/the-basics-of-filtration
  9. ^ а б c Аксельрод, Герберт, Р. (1996). Экзотические тропические рыбы. T.F.H. Публикации. ISBN  0-87666-543-1.
  10. ^ Ид, Эндрю (1999). Холодноводное рыбоводство. Книги Рингпресс. п. 33. ISBN  1-86054-072-4.
  11. ^ Sabio, E .; Gonzalez, E .; Gonzalez, J. F .; Gonzalez-Garcia, C.M .; Рамиро, А .; Ганан, Дж (2004). «Термическая регенерация активированного угля, насыщенного п-нитрофенолом». Углерод. 42 (11): 2285–2293. Дои:10.1016 / j.carbon.2004.05.007.
  12. ^ Мэри Бейли; Ник Дакин (2001). Справочник аквариумных рыбок. Издательство New Holland. п. 26. ISBN  978-1-85974-190-0.
  13. ^ а б c d е ж грамм Сэнфорд, Джина (1999). Руководство владельца аквариума. Нью-Йорк: DK Publishing. стр.164–167. ISBN  0-7894-4614-6.
  14. ^ «Фильтры для пресноводных аквариумов - Центр аквариумных рыб». aquariumfishhub.com. Получено 2017-06-14.
  15. ^ Круговорот питательных веществ в аквариуме Большого Барьерного рифа. Материалы 6-го Международного симпозиума по коралловым рифам, Австралия, 1988 г., Vol. 2
  16. ^ Сэндфорд Дж., Ворона Р. (1991) Руководство для истребителей танков. Тетра Пресс, США
  17. ^ Спотт, Стивен (1993-07-30). Содержание Морского Аквариума. Джон Вили и сыновья. С. 25–. ISBN  9780471594895. Получено 14 октября 2014.