Биофильтр для аквариума: описание принципа работы, создание самодельного биологического фильтра своими руками

3.8

(12)

Все природные водоемы очищаются естественным образом. Замкнутая экосистема самостоятельно поддерживает необходимый баланс. В реках и озерках присутствуют большие колонии полезных бактерий, а также различные натуральные фильтрующие материалы. В аквариумах для поддержания чистоты также необходима фильтрация. Однако зачастую она осуществляется исключительно механическим способом.

Конечно, данный тип очистки также достаточно полезен, но если говорить об эффективности, то лучший вариант – это внутренний или внешний биофильтр. Аквариумисту не стоит ломать голову, поскольку за него все давно придумала природа. Главное – это просто воплотить естественный биологический процесс в домашних условиях, что сделать относительно несложно.

Зачем нужен биофильтр?

Существует несколько разновидностей очистки. Самая распространенная – это механическая, но также есть химический и биологический тип. Ученые считают, что именно последний вид считается наиболее важным и необходимым.

Объясняется это тем, что в каждом аквариуме присутствует органика, которую оставляют рыбы и другие обитатели. Разложение фекалий, остатков корма, листьев растений и выдыхаемые животными газы провоцируют выделение аммиака. Он несет огромную опасность для всех живых существ, проживающих в домашнем подводном мире.

При концентрации 0,2 мг/л аммиак убьет всех рыбок, а для некоторых разновидностей опасный показатель составляет в 10 раз меньше. Соответственно, аквариумисту нужно тщательно контролировать подобные биологические процессы и не допускать ситуаций, когда животные могут пострадать.

Бороться с аммиаком можно различными способами. Самый простой – это регулярные подмены воды. Они проводятся еженедельно, но не чаще. Подобные процедуры – сильный стресс для обитателей аквариума и, кроме того, так можно нарушить хрупкий баланс домашней экосистемы.

Поэтому лучший способ бороться с аммиаком – это полезные колонии бактерий, которые окисляют его, перерабатывая, таким образом, в нитриты, а затем в нитраты. Последние, конечно, в определенной концентрации также могут нанести ущерб животным, однако они также являются питательным веществом для натуральных растений.

В этом и заключается принцип биологической фильтрации. Он проходит в несколько этапов:

Рыбы оставляют после себя продукты жизнедеятельности;
Фекалии, остатки корма и листья разлагаются, выделяя аммиак;
Бактерии перерабатывают их;
Полученный, таким образом, нитрат, впитывают живые растения.

Бактерии при выполнении азотного цикла самостоятельно образовываются в аквариуме. Они живут в воде, на стенках, на украшениях. Они помогают поддерживать необходимый баланс, но порой бывает так, что этих колоний недостаточно, и тогда аммиак все равно скапливается, отравляя всех животных. В таком случае задача аквариумиста – это размножить микроорганизмы, чтобы они могли справляться с высокими биологическими нагрузками.

Рекомендуем прочитать статью: Как подобрать освещение для аквариума

Устройство

В отличие от выгребных ям стандартный биосептик состоит из нескольких камер (трёх или четырёх). Очистка сточных вод проходит в такой последовательности:

Канализационные стоки попадают в первую камеру, называемую отстойником. Здесь твердые составляющие сточных вод оседают на дно сооружения. Поскольку в этой камере процессы протекают без участия кислорода, здесь не нужен компрессор для его закачки.
По мере того, как жидкая составляющая стоков достигает перелива, осветлённые воды перетекают во вторую камеру. Здесь под действием бактерий выполняется второй этап очистки, в результате которого стоки разлагаются на ил и воду. Поскольку бактерии в этой камере нуждаются в доступе кислорода, специальный компрессор закачивает его сюда.
При попадании вод в третью камеру осуществляется их утилизация и аэрация, для обеспечения которой также требуется компрессор.
После прохождения всего цикла очистки жидкость попадает в четвёртую камеру.

Из чего состоит и принцип работы

Биофильтр для аквариума – это оригинальное устройство, которое проще собрать самостоятельно, в домашних условиях. Конечно, существует оборудование от производителей. Однако они, независимо от типа, выполняют несколько видов очистки. Чаще всего это биологический и механический вид, но также дополнительно аквариумисты приобретают химические наполнители (активированный уголь, цеолит).

То есть, в подобных устройствах биофильтр является лишь одной из составляющих, пускай и преобладающей в силу своей важности. Однако в некоторых случаях нужна исключительно биологическая фильтрация. Тогда проще собрать устройство самостоятельно.

Существует несколько разновидностей таких фильтров, отличающихся по типу корпуса, наполнителям и прочим характеристикам. Но, независимо от этого, все они имеют простой принцип работы:

Берется емкость;
В нее засыпаются наполнители (грунт, керамзит, поролон, керамические кольца, вспененное стекло и т.д.). Они обязательно имеют поры, в которых со временем заселяются колонии полезных бактерий;
К этому корпусу подключается шланг с рабочим элементом, создающим течение (чаще всего используется компрессор);
Вода протекает через наполнители для биофильтра, и в этот момент микроорганизмы, живущие в емкости, перерабатывают опасные соединения;
В аквариум попадает уже очищенная и безопасная для рыб вода, а оставшиеся в ней нитраты усваиваются посаженными живыми растениями.

Рекомендуем прочитать статью: Почему мутнеет вода в аквариуме?

Биофильтрация для устранения неприятного запаха

Основная область применения устройств биологической фильтрации — это очистка воздуха от неприятного запаха. Микробиологический распад веществ, образующих неприятный запах, на углекислый газ и воду происходит при окружающей температуре, так что нет никакой необходимости задействовать дополнительную энергию и добавки. Следовательно, издержки производства при этом процессе очень незначительны. Во многих областях биофильтрация становится неотъемлемой частью технического оснащения производства.

В Европе применяются тысячи устройств биофильтрации для устранения неприятных запахов, исходящих из самых разных эмиссионных источников. Проблемы возникновения невыносимого запаха часто встречаются вблизи от очистных установок, свалок, литейных заводов, пивоварен, предприятий пищевой промышленности, мест содержания животных, заводов по переработки мусора, сельскохозяйственных предприятий и скотобоен. Биофильтрация представляет собой самый малозатратный и самый надежный метод для уничтожения неприятных запахов — степень ее эффективности достигает 99%.

Виды фильтрующих материалов

Для современных биологических фильтров используются разнообразные наполнители. Каждый обладает определенными характеристиками, и соответственно, преимуществами и недостатками. В основном аквариумисты применяют:

Поролон или синтепон. Пожалуй, они являются наиболее распространенными. Объясняется это их универсальностью и эффективностью. В первую очередь они обеспечивают механическую чистку. В них задерживаются фекалии и различные твердые примеси. Но при этом в них также поселяются бактерии. Устанавливают их обычно во внутренние биофильтры. Однако для больших аквариумов этот вариант не подходит, поскольку он не способен справиться с большой нагрузкой и достаточно быстро засоряется;

Биокерамика. Также довольно популярный наполнитель. Зачастую присутствует в базовой комплектации внешних фильтров канистрового типа. По своим свойствам они оптимальны для наружного оборудования. Они отлично распыляют кислород, а кроме того, в них легко расселяются колонии бактерий. К тому же, механическую чистку они не осуществляют, и соответственно, загрязнения в них не задерживаются, а потому и промывать их нужно крайне редко;

Пластик. Нередко в магазинах можно встретить такие фильтрующие материалы, как пластиковые шарики. На них есть ребристая поверхность. В ней заводятся микроорганизмы, а благодаря рассечению потока воды все эти поры насыщаются кислородом, необходимым для незаметных биологических чистильщиков;

Стекло. В последнее время востребованным стало пористое стекло. Оно изготавливается по особой технологии. Благодаря ей на выходе получаются шарики 8-12 мм в диаметре. В них быстро появляются бактерии, перерабатывающие опасные соединения в аквариумной воде.

Устройство септика для дачи или загородного дома

Теперь множество дачников устанавливают в своих домах канализации. Понятно, что локальные очистительные сооружения (септики) занимают главенствующее место среди возможных схем подобного рода.

Я вообще сторонник всего сделанного своими руками, самостоятельно и септика это тоже коснулось, но это тот случай, когда прогресс действительно идет навстречу дачнику.

Казалось бы что проще выгребной ямы или культурно выражаясь септика. Мы с сыном у себя на даче сделали его за 4 дня.

Вырыли яму с 1,5 кв.м. в длину и ширину, и 2 глубиной, в месте которое показалось нам подходящим, уложили на дно водопропроницаемую арматурную решетку, укрепили по диаметру дна заливкой под кирпичную кладку в 25 см высотой, и обложили доверху вкруговую кирпичом “шахматной” кладкой с отверстиями , чтобы вода уходила в почву а “твердые” вещества оставались. Порывшись в соседнем деревенским пункте металлоприема, извлекли на свет украденный кем то канализационный люк, отдали за него 150 рублей, закрыли им эту нехитрую конструкцию предвартельно подведя из дома стоковую трубу. Сделано это было около 7-8 лет назад, за это время приходилось вызывать чистильщиков 1 раз.

Но на сегодняшний день своими руками делать септик я бы не стал, и вот почему. Очистительные сооружения на даче, загородном доме необходимы потому, что загрязнение природы отходами которые производит человечество подошло к критической черте. Пренебрежение устройством нормальных очистных схем ведет к загрязнению окружающей среды. Самое удачное решение для совестливых дачников , которые лишены возможности использовать центральную очистную канализацию, — устройство собственных автономных очистных систем. Но стоит такое оборудование дорого, поэтому нужно разобраться, как можно сберечь финансы не во вред качеству.

Основные характеристики фильтров

Мощность помпы

это объём воды, прокачиваемой через наполнитель в единицу времени, измеряется в привычных лч. Здесь указывается именно мощность помпы без учёта сопротивления наполнителя. Это важный нюанс, т.к. даже чистый наполнитель снижает производительность насоса.

Через время наполнитель забивается и производительность может снизиться до минимальной. Так мы пришли к первому показателю качества фильтра: время, за которое падает производительность фильтра.

По моим наблюдениям лучшие в этом плане ADA, Eheim, Aquael. Многие возмущаются чрезвычайно высокими ценами на продукты ADA, но, например, их внешний фильтр можно не промывать годами и это никак не скажется на его работе и на состоянии аквариума.

Мощность насоса внешнего фильтра подбирается из условий ~ 100лч на 10 каждые 10 литров воды. Получается на 60л аквариум необходим фильтр с мощностью помпы ~ 600 лч.

Запомните для себя простую зависимость: сила течения из выходного патрубка фильтра упала — пора промывать наполнитель фильтра. Ни в коем случае она не должна падать в ноль. Не допускайте значительного снижения потока воды из фильтра.

Если у вас не меняется население аквариума часто, просто отметьте время, за которое фильтр загрязняется так, что его необходимо промыть (падение мощности до 30%, но не более), и через каждый промежуток этого времени обслуживайте фильтр. Думаю, это оптимальное решение.

Возможность регулировки мощности потока

На некоторых фильтрах есть такая возможность (Aquael fan — 3, Eheim professional 5e, AQUAEL Ultramax 1000) — уменьшить слишком сильный поток из фильтра.
Обычно это осуществляется смещением задвижки внутри конструкции фильтра, что нецелесообразно.

Эта задвижка лишь увеличивает сопротивление работы помпы и может привести к эффекту кавитации — схлопыванию пузырьков, образующихся из-за локального уменьшения диаметра, через который проходит вода.

Кавитация приводит к разрушению крыльчатки (грубо говоря, лопатки ротора фильтра).

Откажитесь от фильтра с этой функцией или просто не пользуйтесь ею.

Объём канистры фильтра

Также важная характеристика фильтра. В каниструколбу закладывается наполнитель и чем его больше, тем лучше. Просмотрите канистру до покупки.

Сейчас очень модно делать максимальное количество отсеков, пластмассовых дополнительных ячеек, что, конечно, делается для удобства обслуживания аквариума, но съедает полезный объём канистры.

Так, от объёма 6л для самого наполнителя может остаться всего 3-4л. Большими ячейками выделяются фильтры JBL CristalProfi greenline.

Я отдаю предпочтение фильтрам без дополнительных ячеек и отсеков, чтобы всё пространство фильтра было использовано исключительно под наполнитель (Eheim версии Classic).

Но если внутри фильтра установлены колбы, исправная работа фильтра возможна только вместе с ними. Т.е. если вы приобрели фильтр с отсеками, их необходимо использовать.

Наличие УФ-лампы

Стерилизация воды с помощью УФ-лампы — достаточно полезная штука, но вот при мощности лампы в несколько Ватт она теряет какой-либо смысл.

Так что, это скорее дополнение из разряда “почему бы и нет”. Поэтому можете смело брать фильтр и без УФ-лампы. При её реальной необходимости встроенной в фильтр лампы не хватит.

Фильтры с УФ-лампами:

Aquael unifilter 500 UV

Sera UVC-Xtreme 1200

Наличие наполнителя в комплекте

Обратите на это внимание, т.к. именно наполнитель и играет необходимую роль в работе фильтра, без него — это лишь пустая ёмкость, которая перегоняет воду. Если наполнителя нет в комплекте с фильтром, его необходимо приобрести отдельно. Те же фильтры Eheim серии Classic могут идти в комплекте как с наполнителем Eheim Substrate Pro, так и без него.

Наличие кранов на шлангах

Они очень здорово упрощают работы по обслуживанию аквариумов. Если кранов нет в комплекте, то купите их сразу, в моменты обслуживания они вам подарят приятные минуты. Краны покупайте не китайские, а немецкие Eheim, разъёмные, две пары сразу на каждый шланг.

Китайские краны у меня в закрытом состоянии разошлись в разные стороны. Представьте, если бы они были подключены к аквариуму? Всё бы было на полу. А у того клиента 600л аквариум.

Внутренние фильтры комплектуются коротким шлангом, который надевается на выходное отверстие из фильтра. Он используется для подсасывания фильтром воздуха снаружи. Его можно использовать при необходимости; это не обязательная составляющая конструкции. Очень часто можно увидеть использование фильтров Aquael серии Fan как раз вместе с шлангом подсоса воздуха.

Возможно, для кого-то будет неочевидным, но фильтр — это аквариумное оборудование постоянной работы. Он не должен стоять на таймере или включаться только при необходимости. Фильтр должен работать всегда.

Биофильтр для аквариума своими руками

Самодельный биофильтр по своим функциям не будет уступать аналогам от известных производителей, если подойти к изготовлению ответственно и правильно подобрать материалы. В целом существует несколько вариантов биологических фильтров.

Чаша в стакане

Для этого фильтра подходят самые простые материалы, которые имеются в доме каждого аквариумиста. Понадобится небольшая бутылка из пластика, ПВХ трубка с диаметром под размер горлышка, грунт (лучше всего подойдет галька мелкой фракции до 5 мм), синтепон и компрессор.

Сам процесс изготовления проходит следующим образом:

Бутылка разрезается (в районе верхней границы этикетки). Главное, чтобы верхняя половина с трудом проходила в нижнюю;
В полученной чаше (половина с горлышком) делаем около 10 отверстий диаметром 3-4 мм;
Вставляем в нее трубку. Важно, чтобы она сидела плотно. Если зазор есть, то нужно провести его герметизацию с помощью силиконового клея. Сама трубка по высоте должна быть чуть больше нижней половины бутылки, и при этом важно, чтобы она не доставала до дна;
В готовый корпус насыпаем гальку слоем в 5-6 см и укладываем на нее синтепон;
Шланг от компрессора помещается в трубку и закрепляется там;
Собственно, фильтр готов. Закидываем его в воду, включаем компрессор, проверяем работоспособность.

Это крайне простой и достаточно эффективный вариант. Воздух будет проходить через трубку и уходить наверх. Субстрат будет насыщаться кислородом, а вода – стекать через отверстия к низу трубки и затем в аквариум.

Фильтр из бутылки

В принципе, этот вариант схож с предыдущим, но у него есть и свои отличия. На этот раз понадобится пластиковая бутылка 1,5 л., субстрат, поролон, хомуты, компрессор, шланг и распылитель.

Схема сборки не отличается особой сложностью:

При помощи шила делаем отверстия в нижней части бутылки;
Далее оно обматывается поролоном и затягивается хомутами;
Приблизительно половину этой емкости засыпаем субстратом;
Сверху проводим шланг от компрессора вместе с распылителем;
Готовую конструкцию помещаем в аквариум, включаем, проверяем.

Размер бутылки не принципиален, но подбирать ее стоит, опираясь на объем аквариума и мощность компрессора. Принцип работы предельно прост. За счет кислорода происходит течение. Воздух вместе с водой вытесняется через горлышко бутылки, а снизу жидкость проходит через проделанные отверстия.

Таким образом, в наполнителе поселятся колонии бактерий, которые за счет течения будут поглощать вредные вещества.

Как осуществляется фильтрация

Еще раз вернемся к вопросу: как происходит очистка в биофильтрах. Функционирование таких систем базируется на природной возможности микроорганизмов улавливать из проходящих через них водных потоков органику и неорганику. Они могут воздействовать и на органические соединения искусственного происхождения, инициируя процесс разложения и окисления. В результате остаются только жидкость и углекислый газ.

Основным очищающим элементом выступает фильтрующий слой. На его поверхности живые организмы создают биологически активную оболочку. Загрязняющие компоненты проходят через нее и сорбируются. На дальнейшем этапе они (уже в растворенном состоянии) присоединяются к клеткам бактерий и распадаются полностью.

Материалами для очищающей базы являются природные вещества.

Фильтр воздуха способен действовать во влажной среде от 60 до 100% влажности.

АМЕТИСТ — 02 М до 2 куб.м./сут.

Аэрационная установка AS-1054 VO-90

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)

Требования к отработанному воздуху

Важнейшими предпосылками для функционирования биофильтров являются:

Соблюдение благоприятного температурного режима (+5°C — +55°C).
Орошение фильтрующего слоя для предотвращения его высыхания.
Предотвращение образования щелей и трещин в фильтрующем слое.
Очищаемые вещества должны быть водорастворимыми.
Очищаемые вещества должны быть биологически разложимыми.
Регулярное поступление питательных веществ в зону обитания микроорганизмов.

Химическая очистка

Под химической фильтрацией, в аквариумной практике прежде всего понимают сорбцию. В зависимости от типа сорбции применяются различные адсорбенты — тела, способные поглощать вещество своей (обычно сильно пористой) поверхностью, и химические поглотители, связывающие определенное вещество, вступая с ним в химическую реакцию.

Отдельную группу представляют ионообменные сорбенты, проходя сквозь которые, раствор отдает им ионы одного типа и забирает эквивалентное количество ионов другого типа.

цеолит

Наиболее распространена химическая фильтрация с использованием в качестве адсорбента активированного угля. В качестве химических наполнителей применяются некоторые минералы входящие в группу цеолитов, синтетические ионообменные смолы и торф. Ионообменные смолы и цеолиты поглощают нитраты, аммиак, фосфаты и некоторые другие вещества, а вместо них выделяют безвредные ионы хлора, натрия, сульфатов. Торф, содержит богатый набор аминокислот и дубильных веществ. Поэтому его использование в качестве наполнителя немного уменьшает значение pH, с одновременным обогащением воды различными биологически активными веществами, так необходимыми обитателям «чёрных вод».

Гранулированный торф

Стерилизацию воды, тоже можно отнести к химической фильтрации. Основными способами которой в аквариумной практике являются ультрафиолетовое облучение и озонирование.

Источник: anamporanamore.ru