Системы фильтрации воды

К настоящему времени учеными достаточно хорошо исследован процесс так называемого самоочищения воды в природных водоемах. Благодаря многолетним исследованиям биохимиков, микробиологов, ихтиологов удалось воссоздать и научно обосновать замкнутый цикл существования гидросистемы. Подобные устройства называют акваклиматронами, то есть аквариумами с управляемыми процессами: химическими, биологическими, физическими. При определенном заданном режиме такая аквасистема может сама поддерживать процессы разложения и синтеза, воспроизводства и утилизации гидробионтов. Для аквариумиста-любителя из всей этой сложной системы необходимо выбрать все наиболее ценное для своего хозяйства: механический фильтр, биологический фильтр и адсорбционную колонку с активированным углем, флотаторные колонки, стерилизатор бактерицидный, ионнообменники.

Система фильтрации морского аквариума достаточно сложна даже для опытного аквариумиста, и о ней речь пойдет в отдельном издании, а здесь уместно остановиться на фильтрации пресноводного аквариума.

Фильтры бывают внутренними (расположены внутри аквариума) и внешними (вне аквариума). Элементарным внутренним фильтром служит специальное фальшдно (ложное дно) с системой принудительной циркуляции воды или непосредственно грунт аквариума, где оседают частицы корма, экскрементов и прочие остатки (см. раздел "Круговорот веществ в аквариуме"). Фальшдно устраивается таким образом, чтобы между ним и собственно дном было расстояние от 2 до 10 см. Изготовляется оно из листа оргстекла, пластика или других веществ толщиной 3 - 10 мм. Площадь фальшдна равна площади дна аквариума и крепится на донных вклейках-подставках. Проделанные отверстия диаметром 1 - 5 мм обеспечивают прохождение воды. Между грунтом и фальшдном кладут мелкую однослойную сетку из капрона (перлона). В одном из углов в фальшдно крепится трубка эрлифта или ставится механическая помпа (см. рис. 13).

Рис. 13. Использование принудительной фильтрации через грунт. А - с системой эрлифт: 1 - 'компрессор; 2 - воздуховод; 3 - труба пеноотделительной колонки во флотаторе; 4 - пеносборная головка; 5 - раструб выброса чистой роды. Б - с турбинной помпой: 1 - турбинная помпа; 2 - дождевальная флейта; 3 - шланг водоподачи

Фальшдно и грунт аквариума служат механическим и биологическим фильтром. На фальшдне может устанавливаться флотаторная колонка (пенообразующая часть ее должна находиться на 1 - 3 см выше уровня воды) в случае использования системы эрлифт или флейта дождевальная (трубка с нарезанными дырками диаметром 0,5 - 3 мм) при использовании водяного насоса, помпы. На рис. 13 А, Б показаны оба способа.

Ко внутренним фильтрам относятся также водные помпы-фильтры "Filtro-42" фирмы "Sicce" (Италия) турбинного типа. Подобные помпы состоят из герметически закрытой, выбрасывающей отфильтрованную воду в горизонтальной плоскости рабочей части (электродвигателя, вращающего лопасти турбинки) и стакана с фильтрующим элементом (снизу в стакане прорези для водозабора в вертикальном направлении). Мощности помп "Ftltro-42" - от 6 до 40 Вт, производительность - 8 - 50 литров в минуту. Из фильтрующих материалов применяют поролон; перлоновую и капроновую нити, керамические шарики, губчатые и пористые материалы.

На основе системы эрлифта работают и фильтры-губки из поролона, например Schaumstoffinnenfliter (ГДР) - открытого и стаканного типов.

Глубина погружения помпы "Filtro-42" - до 30 см, а высота над водой - 5 см. К водовыносящему отверстию можно крепить дождевальную флейту.

Турбинные внутренние и внешние помпы служат для перекачивания объемов воды и состоят из рабочей части (электромотора в герметической упаковке или открытого - во внешних), лопастей, перегоняющих воду из патрубков: впускного и выбрасывающего. В рабочей части для внешних помп применимы советские электродвигатели серии УА-12 (32, 52, 72). На их основе выпускается в Киеве помпа "Струмок" (ручеек), перекачивающая 8 литров воды в минуту.

Для работы погружных помп необходимо, чтобы лопасти были полностью погружены в воду. Японской фирмой Nippon Jisei Sangyo Со., L. Т. D. выпускаются внешние помпы типа Р315, Р425, New450 (600, 750, 900) для внешних фильтров и погружные помпы MDS -15, -25, -40.

Внешние фильтры устанавливаются за пределами аквариума, могут заполняться упомянутыми ранее фильтрующими компонента и работают как от погружных помп, так и на основе системы лифт (воздухоподъемник). Принцип основан на том, что в трубку, расположенную в воде, снизу подается под давлением газ воздух, кислород), который, вытесняя своими пузырьками части оды, поднимает их вверх и выбрасывает с верхнего конца трубки. Если отвод от верхнего конца направить во внешний фильтр, а из последнего перекинуть сообщающуюся с аквариумом трубку, то поступающая эрлифтом в фильтр вода, пройдя через наполнитель, выйдет через соединительную трубу в аквариум. В СССР внешние фильтры продаются как отдельно, так и в комплекте с микрокомпрессором "Скалярий". Из экспортных можно назвать гонконгский Aquaf liter ОМ фирмы "Slim Designed".

Внешние фильтры работают в качестве биофильтров. Внешние фильтры желательно перемывать. Мелкие - объемом до 10 л - по мере загрязнения. Большие - перебирают один раз в 2 - 3 года, а мульм из них отсасывают ежемесячно. Площадь поверхности фильтрующего материала должна приближаться к площади дна аквариума, но не быть менее 1/3 площади дна (иначе биофильтр не справится с биомассой аквариума). В морских системах, например в Клай-:дском Музее-Аквариуме, большие биофильтры (2 - 3 м3 каждый) ' перемываются вовсе (работают уже 8 лет). Для увеличения площади биофильтров используется кассетный многослойный и последовательный принципы расположения фильтровальных элементов. Накопителем в кассетах биофильтра могут быть керамзит, активированный уголь - БАУ, гравий с частицами 3 - 8 мм, перлоновая (капроновая) губка, стеклянные шарики 5 - 10 мм, керамические наполнители (например, изоляторы).

В химических фильтрах, очищающих воду от неорганических агентов, наполнителями могут быть ионообменные смолы (см. раздел "Жесткость воды"), мраморная крошка, коралловая крошка, цеолиты (например японский с содержанием, %: О₂ - 66; А₂О₃ - 10; Fe₂O₃ - 0,80; MgO - 0,50; СаО - 1,10; Na₂0 - 2,50; К₂0 - 3; Р₂O₅ - 0,05 (Zeolite - 5 - 15 мм). В современных акваклиматронах - комплексных аквариумах (японских - фирмы "Marine-Master" серии FL-75 (90, 120, 150, 180, 200, 300) и фирмы "Nippon" серии NS-80M) механическая, биологическая и химическая очистка автоматизированы и сбалансированы.

Для дезинфекции, стерилизации воды применяют бактерицидные и кварцевые лампы, озонаторы воды, хлорирование (фторирование) воды с последующим удалением хлора (фтора).

Бактерицидные ультрафиолетовые лампы типов БУВ-15, ДБ-15 применяются на расстоянии 5 - 10 см от поверхности воды не более 8 часов в сутки. Водные отечественные озонаторы конструкции "Озон-1" (1М, 2М) осаждают из водных растворов соли железа, марганца, убивают бактерии, споровиков, жгутиковых. Озонатор подключается к компрессору, и озонированный воздух прокачивается через воду аквариума или фильтра. Работает "Озон-1" до 2 - "8 часов подряд. Озонирование лучше проводить во внешнем фильтре, но не через пеноотделительные колонки-флотаторы. Для больших хозяйств рекомендуются озонаторы западногерманской фирмы "Sander" (от 50 и более мг/л).