В аквариуме происходит постоянное накопление органических остатков (не съеденный корм, экскременты рыб и моллюсков, погибшие обитатели). Под действием кислорода и микроорганизмов эти остатки разлагаются до простых минеральных соединений (СО2, NН3, РО4.3-, S04.2-, NО3- и других).

В природных водоемах концентрация минеральных веществ в воде достаточно стабильна, поскольку часть их ассимилируется растениями, а другая часть выносится вместе с потоком воды. В аквариуме плотность посадки рыб значительно превышает природную. Поэтому весь органический материал в объеме аквариума не может быть преобразован в неорганические вещества.

При недостатке и при отсутствии растений происходит постепенное накопление минеральных веществ в воде. При достижении определенной концентрации начинается токсическое воздействие продуктов обмена на обитателей аквариума. Не успевающие разлагаться органические остатки образуют ил, который делает воду мутной, закрывает грунт, препятствуя кислородному обмену.

Азотный цикл: ключ к биологической фильтрации аквариума

Для удаления излишков минеральных и органических остатков из аквариума проводится чистка и подмена воды, о чем говорилось выше, а также применяется фильтрация аквариумной воды. Главное назначение фильтрации - это удаление из воды нежелательных составляющих (органических и минеральных частиц, молекул, ионов, микроорганизмов). Аквариумные фильтры обычно бывают двух типов: механические и биологические. Кроме фильтрации, существует еще несколько методов очистки воды: химический, флотация, озонирование и ультрафиолетовое облучение.

Красный попугай или рыба-попугай (Red Parrot Cichlid), фото фотография аквариумные рыбки pixabay
Красный попугай или рыба-попугай

Механическая фильтрация

Механическая очистка заключается в удалении из воды взвешенных частиц и водорослей за счет пропускания воды через фильтрующий элемент. Удаление частиц происходит при просачиваний воды через узкие каналы фильтрующего материала (гравия, сетки, волокна и т. д.). Эффективность очистки возрастает при уменьшении размера частиц фильтрующего материала или диаметра проходных каналов. Однако уменьшение каналов возможно лишь до определенных пределов, поскольку при этом начинает возрастать сопротивление потоку жидкости и снижается производительность фильтра. В процессе фильтрации взвешенные частицы начинают оседать в самом начале фильтра, уменьшая диаметр проходных каналов. Это приводит к более полной очистке воды в данной зоне, тогда как последующие слои фильтрующего элемента работают менее эффективно. Поэтому не нужна толщина фильтрующего слоя более 5 см. Целесообразно применять фильтрующие элементы с различной величиной проходных каналов. Вода, последовательно проходя через слои со все уменьшающимися каналами, будет равномерно очищаться во всем объеме фильтра.

В зависимости от скорости прохождения воды, фильтры делятся на быстрые и медленные. Источником движения воды в медленных фильтрах обычно является эрлифт. Принцип его работы состоит в следующем: поток воздуха от компрессора в виде мелких пузырьков смешивается с водой; газовоздушная смесь поднимается в узком вертикальном канале отрубке) выше уровня воды в аквариуме. Таким образом, через трубку прокачивается вода, а фильтрующий элемент может быть установлен на входе в трубку или при выходе из нее.

В быстрых фильтрах источником движения воды служат механические (чаще всего центробежные) водяные насосы (помпы}. Они создают высокий напор воды, обеспечивая тем самым более высокую скорость циркуляции ее через фильтрующий элемент.

Рис 26. Внутренний механический фильтр
На поверхности фильтрующего элемента поселяются бактерии, преобразующие органические соединения до минеральных. Однако, поскольку объем механических фильтров невелик, полного разложения органических веществ в них не происходит. Используя механические фильтры, аквариумисты часто допускают одну ошибку. При работе фильтра живущие в нем микроорганизмы окисляют органические соединения, для этого им необходим постоянный приток кислорода. Некоторые аквариумисты в ночное время, избегая шума или следуя инструкции по эксплуатации компрессора, отключают его, прекращая подачу кислорода в фильтр. При отсутствии кислорода вместо почти безвредных веществ начинают вырабатываться высокотоксичные для рыб сероводород H2S, метан СН4, аммиак NH3. За время остановки фильтра эти вещества накапливаются в нем и при повторном включении выбрасываются в воду сразу в большом количестве. Это может привести к массовому отравлению рыб или травмам, связанным со скачком параметров воды (прежде всего рН). Поэтому аквариумистам не следует отключать работающие механические фильтры, не проводя при этом промывки или замены фильтрующего элемента.

Защита аквариума от токсинов

При работе фильтра в нем происходит накопление отфильтрованного материала. Необходимо периодически проводить промывку фильтрующего элемента. Дать точную рекомендацию о частоте промывок невозможно, поскольку это зависит от объема аквариума, количества рыб, количества и скорости роста растений, объема и конструкции фильтра. Однако во всех случаях через 1-2 неделю непрерывной его работы необходима промывка. Уточнить эти сроки можно только на практике.

Теперь остановимся на конструктивных элементах и технологических особенностях фильтров. В зависимости от места установки различают наружные и внутренние фильтры.

Принципиальная конструкция внутреннего механического фильтра представлена на рис. 26. Фильтр состоит из корпуса (1), в котором имеются два отверстия: одно большое входное (2) и другое выходное (3) меньшего размера. В выходной канал можно опустить распылитель, соединенный с компрессором, создав тем самым простейший эрлифт. В этом случае диаметр входного канала должен быть чуть больше диаметра распылителя. Если предполагается присоединить фильтр к помпе, то конструкция выходного отверстия должна соответствовать диаметру соединительного шланга и обеспечивать надежное и герметичное соединение с помпой. Внутренняя полость фильтра между ограничительными решетками (4) заполняется фильтрующим элементом (5), фильтрующий элемент должен полностью заполнять эту полость, в противном случае могут образовываться не заполненные каналы, через которые устремится основной поток воды.