Оптимална филтрация: практически съвети

[kraltchev]

Информацията описана тук е резултат на доста наблюдения и усилие да се намерят смислени обяснения на проблемите и успехите при поддръжката на растителен аквариум.  Тези аквариуми представляват особено предизвикателство тъй като необходимите условия за развитие на растенията са подходящи и за бурното развитие на водорасли.  В растителните аквариуми често се внасят вещества които в други видове аквариуми активно се премахват.  Това важи и за други фактори – например светлината и въглеродния двуокис.

Така че растителният аквариум е особено интересно предизвикателство.  И както знаем е напълно възможно да се поддържа в кристално чисто състояние.  Обяснение точно как се прави това не може да се намери написано черно на бяло.  Всеки си има виждане, добър и лош опит и в крайна сметка – практически подходи които са успешни, но често не могат да се повторят или обяснят добре.

Едно от особено важните неща във всеки аквариум е филтрацията. Интересно е че в света на растителните аквариуми дискусиите обикновено се въртят около всичко друго, но филтрацията се пропуска.  Проблемите се решават с други средства и често успешно.  Но това не означава че филтрацията може да е произволна.  Всъщност в растителните аквариуми може и изобщо да не се използва филтрация.  Но това не е правилен подход който да гарантира дълготраен успех.
В последните няколко месеца започнах активно да търся ясно обяснение каква точно трябва да е филтрацията на растителния аквариум. Информацията е на разположение на всеки, но е разхвърляна и  е много лесно човек да се заблуди какво точно се смята за ,,оптимална" филтрация.  Като резултат на усилията мисля че научих доста неща и особено факта че филтрацията не трябва да е скъпа, сложна или особена ако се спазват няколко напълно естествени и логични неща.  Това важи за всички сладководни аквариуми – не само растителните.

И така, ще опиша основните положения.  Мога да навляза в доста детайли по всяка точка, но мисля че първо е по-важно да се схванат основните принципи.

Оптимален обем на филтъра: 10% от обема на аквариума. Никакви механични и химични пълнежи.  Само пълнеж осигуряващ биологична филтрация.
Японците успяват да поддържат напълно чисти растителни аквариуми с много по-малък обем на филтъра.  Това се дължи на интегрираната система която използват и на стриктния контрол на тази система.

За дълготрайния успех на растителния аквариум (работа без никакви особени проблеми) филтъра наистина трябва да е голям.  Ето снимкa на филтрите на един от многото аквариуми на Оливър Нот. Tози аквариум е с обем 5 500 литра.  Забележете двата сини филтъра - това са пясъчни филтри предназначени за плувен басейн. Това което е важно да се забележи тук е колко пъти тези два филтъра могат да се поместят в аквариума над тях.  Изглежда като 10-12 пъти.  Тоест те са горе-долу 10% от обема на този аквариум:
http://i.pbase.com/o6/11/259611/1/83084274.yYMKcgus.250707.jpg

Пълнеж: Не бива да се замърсява и запушва лесно. Трябва да е способен да поддържа свободно протичане на водата за много дълго време (тоест пълнежа не бива да не е много дребен). Най-логичния избор за биологичен пълнеж е вулканична скала.



Използването на механична филтрация (гъби, вата) е резултат от несъвършенна биологична филтрация.  Механичните филтриращи материали се запушват бързо. В правилно работещия растителен аквариум са напълно ненужни тъй като липсват свободно плуващи едри  частици.  Тук основния важен момент е да се поддържа добър дебит на водата през филтъра без запушвания и забавяния.

Ето как японците използват филтърните пълнежи. 


- В първият месец от развитието на аквариума филтъра се зарежда с 2/3 активен въглен (наречен "Anthracite" защото японците обичат ефектни имена) + 1/3 германски биологичен филтърен пълнеж (наречен тук "Bio Cube 20") който развива бактерии много бързо.  Това е всъщност гъба известна в Европа като "Филтър от Хамбург" - обикновено се ползва тази която е синя на цвят. Японците я ползват накълцана на правоъгълни парченца.
- През втория месец активният въглен се заменя изцяло с вулканична скала (наречен тук "Bio Rio").  Скалата развива бактерии по-бавно от германската гъба и затова не се ползва в първите седмици от развитието на аквариума. Все още се ползва германският пълнеж.
- След това германският филтърен пълнеж се маха и филтърът се допълва догоре с още вулканична скала.

Както се вижда няма никаква механична филтрация.  Всъщност най-отдолу има много тънък слой от влакна на кокосова палма, но те са минимална дебелина.  Така изглежда пълнежа в първият месец на снимка:


Идеята с представянето на тази диаграма е да се отбележи че японците, които са майстори в поддръжката на растителни аквариуми, не намират за нужно да използват никаква механична филтрация в нормално действащия растителен аквариум.  Активният въглен се използва само в самото начало.

Дебит на водата: В аквариума (не през филтъра, но нека не усложняваме обяснението за сега) е практично да се осигури поток който да е от 8 до 10 пъти обема на аквариума за час. Това правило има изключения, но обясненето е много просто. Без да се задълбаваме в подробности можем да кажем че ако течението на водата в аквариум е такова че листата на всички растения се поклащат значи сме осигурили достатъчен дебит.  При това движението на водата не трябва да е хаотично, а плавно и насочено. Тоест има значение какъв вид е движението на потока.

Ако се върнем към снимката на 5 500 литровия аквариум на Оливър Нот която се вижда по-горе трябва да отбележа че само един от двата пясъчни филтри които се ползват в този аквариум има минимален дебит от поне 6 000 литра на час.  Значи този аквариум има дебит равен на само 2 пъти обема на аквариума на час.  Но забележете колко е открит – растенията не блокират течението на водата.  Също така филтрите може и да са с двойно по-голям дебит, аз просто приех че са от най-малките филтри за басейн.

Ето още един аквариум на Оливър Нот.  Обемът му е 1200 литра но е много гъсто засаден с растения и е с дискуси – риби които не са особено чисти.  Забележете размера на филтрите, но също така и дебелината на тръбите.  Такъв диаметър тръби са предназначени за много висок дебит.  Определено повече от 5 пъти обема на аквариума на час.
http://www.pbase.com/plantella/image/108395231
http://www.pbase.com/plantella/image/94764801

Движение на потока: Това е много важен фактор който често се бърка със скоростта на потока. Според общата логика всички мъртви зони в аквариума (в които водата не се движи) биха изчезнали ако засилим течението (сложим по-силни помпи).  Но това не е така.

Нека да го обясня с пример: Представете си че с градинарски маркуч мием малък басейн.  Без да мърдаме маркуча можем да отмием повечето от отпадъците в басейна.  Но в някой места те се задържат.  Ако заменим маркуча с пожарникарски ще можем да отмием още от останалите отпадъци.  И все пак – без да мърдаме маркуча винаги ще има отпадъци които не се отмиват.

Естествената реакция е да движим маркуча и да го насочваме в местата които искаме да отмием.  Но в аквариума това не е практично но често се прави. Постига се с допълнителни помпи, механизми движещи оттока на водата или с инсталиране на разклонена система от тръби.

Това което научих в последните месеци е че ако се използват физическите характеристики на водата аквариумът може да се пречиства идеално със доста бавен проток.  Буквално като с прахосмукачка която смуче едновременно от дъното, средния и горния воден слой. Това може да се постигне ако водата се движи плавно и насочено.  В никакъв случай хаотично. Движението трябва да е колкото се може по-близко до ламинарно. 



На практика ламинарно движение е невъзможно да се постигне в аквариума и затова просто се осигурява плавно и мощно движение и определена форма на потока.

Форма на потока: Водният поток трябва да е не само плавен и мощен но и с определена форма. Тази форма е като латинската буква ,,U". Формата не бива да бъде нарушавана чрез добавяне на допълнителни изочници на течение противоречащи на основната U–образна форма на движение на водата.  Водата трябва да идва от филтъра, да преминава през аквариума под формата на буквата ,,U" и да се засмуква обратно.  Никакви допълнителни странични пътища.

Тук пак опираме до някакви физически закономерности които не са очевидни. Обяснението е доста просто и всъщност доста интересно;
И така - водният поток трябва да е плавен, мощен и с подковообразна форма. Идеята е да не се разрешава на свободно плаващите частици да се задържат в аквариума, а да се отнасят към смукателната тръба. Също така да не им се разрешава да се утаяват на дъното, или да се полепват по листата на растенията, или по декорациите. Частиците просто трябва да се увличат във движение по посока на смукателната тръба. Това се постига чрез използването на поток които не е хаотичен.  Хаотичния поток задържа много от частиците в постоянна суспензия – те никога не се утаяват, а просто намират зони в които ,,танцуват" безкрайно и се разпадат на все по-дребни частици, което предизвиква множество проблеми. Аз лично съм наблюдавал частици в моя аквариум които в продължение на 10 минути се движат само в рамките на въображаема куб с размер 20 см.  Никога не се утаяват или отнасят настрани.

Добре, осигурили сме плавен, мощен подковообразен поток. Но си знаем че винаги ще има някакво утаяване, някакво полепване, някакво количество частици които не можем да извлечем. Именно тук става ясно колко значителна е ефективността на поток който е плавен, мощен и подковообразен.  Такъв поток използва физическите характеристики на водата и извлича частици от всички точки на аквариума.  Да, точно така – вдига тиня от дъното, издърпва полепеното по декорации и растения, хоризонтално, вертикално...  ако нещо не се държи здраво посоката е само една – към смукателната тръба на филтъра.

Знам че е много очевидно колко много детайли пропускам.  Както казах целта ми тук е да се схванат основни положения.  Цифри, термини, единици на измерване не са важни в момента.  Ето и един пример за опростена наука, надявам се че ще допринесе за разбирането на това което описвам и за основанията ми да не го усложнявам:

Как именно водата увлича боклуци от всички точки на аквариума? Водата е флуид.  Тоест има определен вискозитет.  С други думи има някаква гъстота.  Ако си представим аквариума пълен с мед ще ни е по-лесно да разберем как този мед може да ,,полепва" и увлича дребни частици.  Представете си че в аквариума пълен с мед топим дървена шпатула и я издърпваме навън.  Образуват се медени нишки.  При това ако в меда има някакви дребни частици те се увличат нагоре.  Ако повторим това множество пъти ще забележим че частици от какви ли не странични части на аквариума постепенно се насочват към мястото в което топим и вадим шпатулата.  Меда от целия аквариум започва да се придвижва натам където го дърпаме.

Водата се държи по същия начин като меда, само че не е толкова гъста.  Много е лесно да я приведем в хаотично движение при което частиците няма да се придвижват в една посока, а ще правят каквото им скимне в момента. 

Споменахме че водата трябва да се движи като ,,U".  Японците са установили как оптимално да разположат тръбите на филтъра за да е най-ефективно това подковообразно движение. Винаги слагат двете тръби една до друга.  Водата изтича от горната тръба, преминава през аквариума и се засмуква от долната тръба.  Долната тръба не достига до дъното. Това е важен момент.  Идеята е водата от дъното да се придвижва под лек ъгъл нагоре и по такъв начин да повдига тинята от дъното.

Тръбите в японските аквариуми обикновено са разположени отстрани и близо до предното стъкло.  Това е много логично.  Потока на водата покрай предното стъкло няма да се натъкне на препятствия.  Тоест водата ще изтича от горната тръба, отива до противоположното странично стъкло, завива надолу към дъното, завива покрай дъното, движи се покрай дъното (но с лек наклон нагоре) и накрая се всмуква от смукателната тръба.



Тоест тук описваме движение което е вертикално – U-то е успоредно на предното стъкло.  Но има и нещо което се вижда само ако наблюдавате един такъв аквариум на живо.  Второ ,,U" което е хоризонтално.  То е успоредно с повърността на водата. Когато описах първото, вертикално,,,U" на един познат хидробиолог той веднага ми каза че ако в аквариума съществува такава движение в която и да е плоскост значи има и увличане на вода от всички части на съда.  По-късно един друг човек ми каза че е правил експерименти със плаваща суха храна и действително съществува второ ,,U".

Да си спомним примитивния пример с меда – как увлича частици от всички части на акариума. Водата от целия аквариум се увлича в това полукръгово движение.  Вода от задните части на аквариума, из зад растения, камъни, корени, техника... Можем да си представим това като смучене на прах с мощна прахосмукачка – прах от множество повърхности бива засмукван без да се налага да движим тръбата.

И разбира се след като сме изнесли мръсотията от аквариума ще се наложи да измием филтърния пълнеж.  Но дали това е най-добрия подход?

Чистене на филтърния пълнеж: Идеята е филтърния пълнеж да се подбере така че чистенето да е възможно най-рядко.  Смисъла тук не е да не се претоварим от работа.  По-скоро целта е бактериите които извършват биологичната филтрация да се оставят да се развиват по естествен път.  Ако непрекъснато се намесваме в естественото им развитие биофилтъра пак функцира но в несравнимо по-неефективен режим.

Така наречение ,,бактерии" които извършват биологичната филтрация всъщност са цяла цивилизация от не само бактерии но и други организми.  Физическото чистене на филтърния пълнеж нарушава това естествено установяване на тези различни видове организми.  Биофилтърен пълнеж които е изисква чистене на определени интервали е оптимален.

Тоест важно е да се подбере пълнеж които да не се задръства.  Тъй като това е практически невъзможно японците прибягват до един технически трик.  Те ползват помпи които са специално изработени да не намаляват производителността си дори ако пълнежа е задръстен до голяма степен. Никой външен филтър на пазара освен японските на фирмата АДА не се продава с такава помпа.  При задръстване на филтърния пълнеж обикновено потока на водата се намалява значително.  Японските помпи продължават да осигуряват същия дебит много по-дълго.  Тоест тези помпи не разрешават на бактериите да се задушат от липса на водно течение, но и също така дават доста време на аквариста да почисти филтъра преди в него да настъпят промени.  Обикновените помпи във филтър със механичен пълнеж намаляват значително дебита си само 2 дни след промиване!

Както споменах – пропуснах множество детайли които са основата на горните твърдения. Информацията е на разположение на всеки, но сметнах че е важно първо да се разберат общите положения.

--Николай

[Асен Евгениев]

5500 литровия нещо не мога да го видя, но филтрацията на тоя ме кефи. Много полезна статия.

[stefans]

Много полезна статия, но и много въпроси предизвиква. Почвам да гледам с недоверие към филтъра си 

[pro_filer]

Много добра статия!   

[Raven]

Не можах да разбера някои неща.
Защо в аквариума да няма механична филтрация при положение че основните замърсители са механични?
В коментарите към тази статия в АП Орлин пише че неговите филтри в фермата му с дискуси са пълни само с лава и биофракции, няма никаква механична филтрация като гъба и вата и чисти филтрите си един път на 3 години и повече.
И това му е достатъчно при положение че както сам признава-  дискуса вероятно е най мърлявата риба.

Тъй като и аз съм с едри американски цихлиди нещо не мога да схвана логиката.
При мен винаги има проблем с механичните летящи частици из водата при положение че имам филтрация десет пъти обема на аквариума а обама на филтрите е около 5% от обема на аквариума  пак едвам се справям и имам брада.
Ако махна механичните фракции и сложа само лава и биофракции няма ли да си въртя едни и същи боклуци?
Да- вярно е че няма да ми се запушва филтъра, ама кел файда като ла..ата си циркулират.

[anasarka]

Браво много ама много интересна статия. . Сега наистина възникват много въпроси, като как да я приложим идеята в нашите условия. Много ще са интересни и отговорите на въпросите на Raven. Ако тия частици които си плуват във водата и обикновенно се олавят от гъбата (и съответно я задръстват) са от органично естество, логично е да си помислиш че ще изчезнат като се разградят от бактериите във филтъра. Аз така си го обяснявам. Филтърът е наблъскан догоре само с лава по която се заселват много по-голям брой колонии от "добрите" бактерии, плюс това потокът на водата преминаващ през лавата е голям и тези частици преминават многократно през филтъра докато накрая се "изядат" от бактериите. Може би това е цялата идея силен постоянен поток и много повърхност за много бактерии изяждайки всичко органично във водата. Но това си е моя интерпретация интересно ще е какво е мнението на kraltchev.
Относно осъществяването на идеята и тука ще има интересни въпроси, как без да харчиш 90лв. за "лили пайп" да направиш същият ефект на течение на водата, и как да поддържаш постоянен силен поток на водата през филтъра без да си копуваш за 1000лв. филтър на АДА.

[borislav]

Предполагам,че като е с по-дребни частици лавата също задържа боклуците.
Не съм съгласен,че гъбите са само механична филтрация.По тяхната пореста структура бактериите намират голяма площ за колонизация.Има доста хора,които разчитат на филтрация само от голяма гъба и глава, сложени в аквариума .

[Buhoff]

Голямо Благодаря за статията . Много е полезна.

[anasarka]

Предполагам,че като е с по-дребни частици лавата също задържа боклуците.
Не съм съгласен,че гъбите са само механична филтрация.По тяхната пореста структура бактериите намират голяма площ за колонизация.Има доста хора,които разчитат на филтрация само от голяма гъба и глава, сложени в аквариума .

Прав си колега гъбата не е само за механична филтрация има бая площ за бактерийките да се заселят на нея. Но като се замислих какво всъщност става с тая гъба и защо се задръства. Като разгледах една гъба, примерно тая

Има множество кухинки през които минава водата и по стените се заселват колонии от бактерийки които в аеробна среда превръщат амоняка в нитрити и после в нитрати. Като се натрупа много органика в кухините на гъбата, те почват да се изпълват с нея и да се задръстват като не позволяват на водата да преминава през тях. Което пък води до липса на кислород точно в запушеният участък. Без кислород димек в анаеробни условия тези бактерийки умират и на тяхно място се заселват други които разпадат нитратите като им ползват кислорода и отделят N2 като газ. Като се запушат голяма част от кухините на гъбата дебита на водата намаля с което намаля и кислорода към бактериите като цяло и те предполагам почват да измират. Което пък сигурно води към лоша биофилтрация с всичките и последици. Аз така си го обяснявам. Сигурно слагат лава с определена големина на частиците нито малка нито голяма но оптимална да преминава водата добре между тях, така че да неможе да се задръсти. А и няма структурата на гъбата и трудно ще се получат запушвания на места. Така не загиват бактериите от липса на кислород и при постоянен силен поток те си свършват работата и "изяждат" органичните частици.
А тези гъби с помпичка в аквариума също се запушват, но си мисля че няма как да стане горният сценарий при тях защото те са директно сложени във водата и във всеки един момент има кислород до външните повърхности на гъбата, докато тая в канистара е затворена в тая кофа отвсякаде. Е това си е лично мое размишление може да е грешно, но като извод стигнах до тук. . Интересно ми е всъщност някой наистина запознат да обясни идеята на тази статия.

[Raven]

Все пак се чудя дали биофилтрацията има чак толкова пълно разграждане на всички механични замърсители че да няма нужда от механична филтрация.
Аз за първи път в живота си гледам едри риби и имам една "запрашеност" на водата която никога не съм имал до сега.
Имам и малко брадица тук там, не ме притеснява но все пак съм свикнал водата винаги да ми е кристално чиста и се замислих за филтрацията.
В момента в канистъра имам до половината синя гъба и нагоре средната  вата на Сера, но относително бързо се задръства.
Касетъчните филтри които са ми вградени фабрично в капака пък са с най ситният дунапрен, под него обаче имам един слой лава така че там имам и отлична механична и малко биологична филтрация, и въпреки това пак имам запрашена вода.

Мислех си да си напълня канистъра само с едра гъба, но като сметнах цената на гъбата за 10л. обем установих че сигурно по ефтино ще ми излезе да си купя 10 л. сипоракс.
По неясна причина цената на синята гъба се котира на фондовата борса наравно с цената на суровия петрол.

Мога да напълня целият канистър с лава, но се чудя какъв ли ще е ефекта.
От друга страна пък щом Орлин го твърди това- той определено знае какво говори 

[anasarka]

Това е супер интересно дали биофилтрацията може да изчисти всичката "запрашеност" която споменаваш само с лава. Ако се жертваш за благото и направиш експеримент ще следим случващото се с голям интерес.
Това с фондовата борса е  .
Наскоро почнах да се чудя на големия ти аквариум който участва в конкурса със супер корена какъв е филтъра който ползваш. Така като го гледам голямшак е аквариума, а казваш че филтрацията ти е 10 пъти обема и се замислих какъв ще да е тоя филтър?
: 10.03.2011г 16:04чСъщо ще е супер ако kraltchev даде мнение по тия въпроси, та да добием представа за идеята с лавата. Ама като гледам през какъв период пише във форума, отговора ще е догодина сигурно

[hajigeo]

Аз пък не мога да си обясня нещо друго.

Говорим за растителен аквариум. Как в един растителен аквариум и по-специално в придънната област ще се запази линейното движение на водния поток.  При едно добре залесено дъно, всяко коренче ще откланя струята в различна посока и потока ще стане хаотичен. Да не говорим за наличието на друга декорация като камъни и корени.   

[anasarka]

Ами той го е споменал, като си купиш "лили пайп" и я монтираш на предната част на страничното стъкло така че потока да се върти свободно. Това горе-долу може да стане само в предната част на аквариума защото там няма такива препятствия спиращи водата, а смукателната тръба се слага малко над грунда за да засмуче потока нагоре. Така с течение на времето поради споменатите свойствата на водата, при това движение ще засмуче и частиците в задната част на аквариума. 
: 10.03.2011г 17:05чЕто тук http://www.plantedtank.net/forums/diy/99443-diy-lily-pipe-nano-tank.html един интересен опит как да си направиш lily pipe. Доста изобретателно

[hajigeo]

Идеята е ясна, ама както сам казваш "това горе-долу може да стане само в предната част на аквариума"

какво правим със задната ???

[anasarka]

Цитат от статийката
"Да си спомним примитивния пример с меда – как увлича частици от всички части на акариума. Водата от целия аквариум се увлича в това полукръгово движение.  Вода от задните части на аквариума, из зад растения, камъни, корени, техника... Можем да си представим това като смучене на прах с мощна прахосмукачка – прах от множество повърхности бива засмукван без да се налага да движим тръбата."