В качестве фильтрующего элемента используется крупный песок, гравий, пористый пенопласт, водостойкий поролон, синтетические волокна или вата. Главное - химическая инертность применяемого материала, устойчивость в воде, возможность его промывки и замены.
Наружные фильтры по действию ничем не отличаются от внутренних. Их преимущества перед внутренними состоят в том, что они имеют больший объем, не загромождают аквариум, в них легче проводить замену или промывку фильтрующего элемента. При эксплуатации наружного фильтра важно не допустить его переполнения аквариумной водой. Поэтому, обычно, вода перекачивается из фильтра в аквариум, а возвращается самотеком через водослив или через заполненную водой U-образную трубку. На рис. 27 приведены варианты конструкций и способы крепления наружных фильтров.
Биологические фильтры (биофильтры)
В биологических фильтрах осуществляется биологическая очистка воды: посредством бактерий и других организмов происходит переработка продуктов жизнедеятельности гидробионтов до неорганических соединений и удаление последних из воды биологическими методами.
Разложение органических молекул и преобразование их в минеральные соединения происходят под действием микроорганизмов. Эти микроорганизмы поселяются на развитой поверхности фильтрующего материала. Конечно, эти бактерии живут в толще воды, но там их значительно меньше. Например, в объеме гравийного фильтра количество аммонифицирующих бактерий, превращающих органические вещества в аммиак, составляет 105 штук на 1 см³, а нитрифицирующих (превращающих аммиак в нитриты) - 106 штук на 1 см³. В толще воды (в 5 см от поверхности) их количество примерно в 10 раз меньше.
В результате разложения органических веществ бактериями образуются углекислый газ, нитраты, фосфаты и сульфаты. СО2 может выводиться из воды в атмосферу, а на свету поглощаться растениями. Анионы (NO3-, РО4 3- и SO4 2-) остаются в воде. Если аквариум достаточно плотно засажен растениями, эти продукты обмена могут быть полностью ассимилированы ими. При недостатке растений или их полном отсутствии происходит постепенное накопление этих продуктов распада в аквариумной воде. Чтобы поддерживать ионный состав воды в допустимых пределах, можно использовать химическую очистку или проводить частичную замену воды. Можно рекомендовать аквариумистам установить промежуточные емкости, заполненные быстрорастущими плавающими растениями, которые поглощают излишки минеральных веществ, и пропускать воду через эти емкости.
Скорость накопления отходов в аквариуме и, соответственно, нагрузка на биофильтр, определяется видами рыб и других животных, плотностью посадки рыб и растений, частотой подмены воды и чистки аквариума. От всех этих факторов зависит объем и устройство фильтра.
Как показывает практика, объем биофильтра, полностью восстанавливающего состав воды, приблизительно равен объему аквариума. Однако, применение различных приемов, повышающих эффективность работы фильтра, позволяет уменьшить его объем в 2-3 раза.
Полная схема биологического фильтра представлена на рис. 28. Вода из аквариума поступает в механический фильтр (1), объем которого составляет приблизительно 5% объема биофильтра. Здесь удаляется значительное количество крупных органических частиц. Затем вода поступает в аэратор (2), где насыщается кислородом из воздуха (приблизительно 20% объема), после чего в фильтрующий элемент (3), где происходят процессы, конечными продуктами которых является образование СО2, N03-, P04 3-, SO4 2- и других частиц. Этот фильтрующий элемент занимает приблизительно 50% объема. При необходимости после него следует сосуд, где происходит ассимиляция минеральных веществ растениями или химическая очистка воды. Такой биофильтр, по объему равный объему аквариума, может работать достаточно долгое время, но его необходимо постоянно обслуживать: промывать механический фильтр, удалять разросшиеся растения или регенерировать систему химической очистки.
Устройство механического фильтра уже известно. Аэратор - это свободная часть сосуда, в котором расположены распылители (один на 50 см² площади дна). Устройство биофильтрующего элемента аналогично механическому, но с той разницей, что промывка проводится очень редко. Важную роль играет размер частиц, используемых в фильтрующем материале: от него зависит рабочая площадь, заселенная бактериями. Допустим, что в 1 см³ поместили кусочек гравия шарообразной формы диаметром 10 мм. Однако, в том же объеме можно разместить 8 частиц диаметром 5 мм. Простейший расчет показывает, что во втором случае площадь поверхности частиц вдвое больше. Но слишком мелкий фильтрующий материал быстро засоряется. Поэтому на практике используется гравий с размером зерен 2-5 мм. При создании фильтра следует учитывать, что период созревания культуры бактерий длятся 1-4 недели, поэтому для ускорения этого процесса рекомендуется взять немного грунта с уже установившейся культурой из другого фильтра.
