Біологічна фільтрація

Біологічний фільтр або біофільтр - система для створення та підтримки колоній бактерій нітрозомонас та нітробактер, що забезпечують азотний цикл.

Життєдіяльність організмів, що населяють акваріум, і розкладання органіки приводять до утворення речовин, які більшою чи меншою мірою змінюють параметри середовища. Ці продукти, накопичуючись, можуть стати небезпечними для мешканців акваріума. При розкладанні органічних речовин, у воду виділяються токсичні речовини, такі як іони амонію. Для їхньої переробки використовується процес, званий біологічною фільтрацією.

Роль біологічного фільтра виконує пористий субстрат, на якому селяться бактерії, що забезпечують азотний цикл. Практично будь-яка поверхня в акваріумі є субстратом для аеробних бактерій, тобто біологічним фільтром, але хороше омивання пористої поверхні насиченою киснем водою значно покращує умови для заселення бактерій. Для біофільтра використовують спеціальний матеріал: наприклад, високопористі керамічні кільця та кульки, пори яких утворюють величезну площу поверхні.

Як біологічний фільтр можна використовувати частину зовнішнього фільтра або навіть весь фільтр цілком. У деяких внутрішніх та навісних фільтрах передбачений відсік для біосубстрату.

Запуск

Процес заселення біологічного фільтра називається запуском чи зациклюванням.

Бактерії на субстраті за відповідних умов з'являються самі в процесі запуску акваріума або після додавання нового фільтра до системи. Цей процес може тривати кілька днів.

Для прискорення процесу можна внести у воду нового акваріума препарат для запуску акваріума, який має забезпечити появу та живлення колонії бактерій. Крім нього, запуск прискорюється з появою харчування для бактерій: наприклад, щіпка сухого корму. Хороший спосіб прискорити заселення біофільтра - додати воду або грунт з акваріума, що працює.

Можна зациклити фільтр, використовуючи вже запущений акваріум і навіть відро чи бак із водою.

Догляд

Промивати біосубстрат рекомендується тільки в акваріумній воді, оскільки водопровідна вода може занапастити колонію бактерій.

Без потреби промивати матеріал не потрібно. Зазвичай біофільтраційний матеріал промивають з періодичністю від одного до кількох місяців. Не варто зовсім забувати про догляд за фільтром, і справа навіть не в тому, що замулювання фільтра значно погіршує його роботу, а в тому, що в якийсь момент через замулювання частина бактерій може загинути і виділити у воду речовини, які, у свою чергу, спричинять загибель ще більшої кількості бактерій та ще більший виплеск токсичних речовин, що може спричинити загибель всіх мешканців акваріума.

Явні ознаки того, що фільтр вже слід зробити профілактику: зниження потоку води через фільтр, плівка на поверхні, деякі водорості. Як видно, деякі наслідки замуленого фільтра легше запобігти, ніж усунути.

Що впливає на біологічну фільтрацію

Площа біосубстрату

Декілька років після того, як біологічна фільтрація стала звичною справою в домашніх акваріумах, вважалося, що чим більш пористий матеріал, тим більша кількість бактерій здатна на ньому оселитися. Це справді так, але лише до якогось моменту.Найбільш пористі матеріали з мікроскопічними порами погано підходять для заселення бактеріями, так як для колоній бактерій такі розміри виявляються елементарно малі, в порах мало не відсутня течія, а внутрішня частина такого матеріалу виявляється марно запечатана. Це не означає, що біошари так само ефективна, як біокераміка, але не слід вважати, що площа субстрату - це основний параметр його якості, особливо якщо йдеться про числа більше 500 м 2 на літр субстрату.

Обсяг біосубстрату

Необхідний обсяг біосубстрату залежить від об'єму акваріума та навантаження на систему фільтрації. Незважаючи на те, що деякі виробники вказують досить великі параметри для своїх біосубстратів, потрібно розуміти, що це рекомендація скоріше для акваріума, який не погано живе без біологічної фільтрації. На практиці, особливо в рибних акваріумах, буває не тільки набагато велике навантаження на фільтр, а й сплески навантаження, з яким «штатна» кількість біосубстрату може не впоратися. Відповідно, при виборі фільтра, особливо якщо він буде єдиним, має сенс брати не рекомендовану на ваш об'єм модель, а більший.

Об'єм води, що прокачується, і насиченість киснем.

Експериментально підтверджено, що обсяг води, що прокачується, не впливає на якість біологічної фільтрації. Після досягнення достатнього потоку, швидкість процесів азотного циклу продовжує впливати лише насиченість води киснем. Будь-який сучасний зовнішній фільтр забезпечує достатній потік для біологічної фільтрації. Оскільки ефективність біологічної фільтрації залежить від кількості розчиненого кисню у воді.Хороша аерація - одна з основних передумов для хорошої роботи біофільтра. У рослинних акваріумах, де аерація вдень не бажана, дуже бажано забезпечити її у нічний час.

Біофільтр для акваріума

У природних умовах натуральна вода очищається за допомогою природних фільтрів, якщо немає негативного впливу діяльності людини. У штучному домашньому водоймищі, механізми природного очищення води, звичайно, теж працюють, але без зовнішнього втручання забезпечити в замкнутій аквасистемі чисте місце для акваріумної живності дуже важко, а часом просто неможливо. Таким чином, біологічна фільтрація води потрібна кожному акваріуму.

Необхідність та сенс біофільтрації

У ряді видів очищення – механічна, хімічна, біологічна – акваріумної води біофільтрація є, на думку фахівців, найважливішою. Із чим це пов'язано?

Справа в тому, що в акваріумі завжди знаходяться органічні відходи життєдіяльності риб та інших тварин, що гниють залишки органіки. Розкладання відходів, і навіть видихаються рибами гази сприяють виділенню аміаку, який, розчиняючись у питній воді, як змінює її властивості, а й надає шкідливий вплив здоров'я підводних жителів.

Зі шкільного курсу хімії відомо, що аміак та деякі його сполуки (амоній, наприклад) є отруйними речовинами. Щодо акваріумних рибок, то для них смертельна доза аміаку становить 0,2 мг/літр. Для багатьох риб максимальна допустима доза — 0,02 мг/літр, але й за такої концентрації особливо ніжна живність почуватиметься не зовсім комфортно.

Отже, концентрація аміаку та її сполук в ідеалі має прагнути нулю.Але як цього досягти? Як прибрати токсичну речовину, якщо вона розчинена в обсязі води?

Можна частково підміняти воду в акваріумі, і деякі акваріумісти вважають цей спосіб найкращим зниження концентрації токсинів.

Але щоденні заміни робити не можна, оскільки кожна така маніпуляція — не тільки досить сильний стрес для акваріумних рибок, а й деяке порушення балансу домашньої водної екосистеми, що сформувався.

І ось тут на допомогу приходять корисні бактерії, що переробляють отруйний аміак на нітрити, а потім на нітрати, які не є токсичними.

Таким чином, біологічний спосіб очищення води або біофільтрація має на увазі обов'язкову участь живих мікроорганізмів у процесі підвищення якості водного середовища.

Мікроорганізми самі по собі присутні в акваріумі: на його стінках, елементах декору, у воді та ґрунті. Вони, звісно, ​​нейтралізують частину азотистих сполук, але це дуже мала. Необхідно зібрати велику колонію цих корисних бактерій в одному місці та створити постійний потік акваріумної води, що проходить крізь цю групу.

Щойно було розкрито важливий пристрій акваріумного біофільтра.

Керамічний наповнювач для біофільтру.

Пристрій біофільтра та види фільтруючих матеріалів

У першу чергу необхідно відзначити, що приладів, що здійснюють тільки біологічне очищення акваріумного водного середовища, не існує. Будь-який аквафільтр (зовнішній чи внутрішній) забезпечує як мінімум два види очищення: механічну та біологічну. У деяких пристроях є ще й хімічний матеріал, що фільтрує. Таким чином, біофільтр є складовою приладу, дуже важливою її частиною.

Мікроорганізми, що переробляють аміак, повинні мати можливість селитися на субстраті, через який прокачується акваріумна вода. Існує кілька типів подібного субстрату чи наповнювачів для біофільтрів, які укладаються у спеціальні касети (відсіки).

Поролоновий фільтр. Найпоширенішими матеріалами вважаються поролон та синтепон. Вони не тільки задовільно справляються з механічним очищенням води від твердих домішок, але й добре підходять для утворення бактерій колонії. Використовуються ці матеріали найчастіше у внутрішніх фільтрах при невеликому робочому навантаженні.

Їх недоліком є ​​швидке забруднення і закупорка пір матеріалу, що утворюється в ході фільтрації слизом.

Поролон треба часто промивати, і після цього утворення колонії мікроорганізмів починається заново.

Фільтр із біокераміки. У зовнішніх або, як їх ще називають, каністрових фільтрах як наповнювач касет, що фільтрують, часто використовуються керамічні кільця або трубочки (біокераміка). Вони не тільки є чудовим субстратом для розселення корисних бактерій, але й добре розпорошують потік води, що несе із собою кисень. А без кисню, як відомо, все живе вмирає, зокрема й бактерії.

Фільтр із пластикових елементівв. У багатьох сучасних пристроях, що фільтрують, можна побачити такий наповнювач, як невеликі пластикові кульки з ребристою посіченою поверхнею. Вода, що проходить через такий фільтр, розбризкується, подаючи більше кисню працюючим мікроорганізмам.

Скляний фільтр. Існує також такий вид фільтруючого елемента, як пористе скло, яке завдяки особливій технології виготовлення запікається певним чином.В результаті виходить комірчаста структура, з якої потім роблять невеликі кульки (діаметром від 8 до 12 мм). Бактерії швидко заселяють подібний субстрат та успішно переробляють токсичні нітрати.

Сучасна індустрія випускає безліч біофільтрів із різноманітними наповнювачами кубічної, циліндричної, круглої форми, а також комбіновані варіанти, такі як, наприклад, пластмасові біошари з розташованою всередині губкою.

Пластикові кульки для біофільтру.

Огляд деяких популярних моделей

Фільтр Tetra EX

Німецька компанія Tetra давно зарекомендувала себе як виробник надійного акваріумного обладнання, включаючи фільтри. Прилади середнього класу Tetra EX забезпечують гідний рівень очищення в акваріумах від 60 до 500 літрів.

Як наповнювач для біофільтрації застосовуються як керамічні кільця, так і біошари (залежно від моделі).

Пристрої даної марки відносяться до систем нижньої подачі, і очищення води проводиться, коли вона під тиском надходить знизу нагору, проходячи через наповнювачі касетного типу.

Особливістю технічного пристрою є те, що перед включенням фільтра в мережу необхідно створити вручну тягу потоку і наповнити каністру водою. Для цього у верхній частині корпусу є кнопка підкачування.

JBL

Фірма JBL (Німеччина) спеціалізується на випуску енергозберігаючих фільтрів. Біологічне очищення в моделях лінійки JBL проводиться у біокерамічних наповнювачах. Вода в прилад надходить зверху, опускається вздовж бічних стінок, проходячи передфільтр (механічного очищення), а потім під тиском піднімається вгору крізь біосубстрат. Підготовка системи до роботи здійснюється так само, як і в попередньому випадку.

Aquael

Польські каністрові фільтри марки Aquael користуються великою популярністю завдяки невисокій ціні та надійності. Якість фільтрації середня.

Прилади лінійки Aquael здатні очищати воду в акваріумах від 100 до 700 літрів.

Так, система Unimax, розрахована на велику кількість води, має по дві трубки, що втягують і випускні. Цим досягається покращене перемішування водного середовища.

Колонія корисних мікроорганізмів, що знаходиться в наповнювачі (біошари або кільця з кераміки), отримує більше розчиненого кисню.

Ferplast

Не можна не зупинитись на італійських приладах. Надійні та безвідмовні системи від компанії Ferplast чудово зарекомендували себе у роботі. Вода в каністру надходить зверху вниз і після механічного очищення під тиском подається нагору, проходячи крізь картриджі з наповнювачем (застосовуються елементи біокераміки та різного ступеня пористості – спеціальні губки). Прилади можуть працювати роками без протікання. Головне — своєчасно обслуговувати фільтри, не порушуючи технології їх розбирання та збирання.

Висновки

Діапазон моделей біофільтрів дуже широкий. Але вибираючи той чи інший прилад, необхідно насамперед враховувати його продуктивність.

Фахівці вважають, що мінімальна продуктивність даного пристрою повинна бути не менше двох повних об'ємів води за годину, а краще - 3-4 об'єми.

Тільки так можна зупинити процеси накопичення у водному середовищі, небезпечних для риб токсинів. Наприклад, якщо є акваріум ємністю 120 літрів, можна вибрати аквафільтр Aquael MiniKani 120 з продуктивністю прокачування води 350 л/год.

Таким чином, щоб зберегти життя та здоров'я своїм вихованцям, слід знати причини появи в акваріумі отруйних речовин та способи боротьби з цим явищем. Дані знання допоможуть при виборі потрібного біофільтра.

Відео про створення біофільтра для акваріума своїми руками: