Загадка биофильтра

[Берсенёв Андрей]

Посмотрел форум на тему биологической фильтрации и решил написать что-то вроде заметки. Если имеются возражения по тексту, прошу их аргументировать.

Любой аквариумист знаком со словом биофильтр, более того любой знает, для чего предназначен биофильтр. Идея применения биологической фильтрации в аквариумистике столь популярна, что вокруг нее возникло множество заблуждений, ошибок и спекуляций.

Прежде всего, в таком положении дел повинны сами аквариумисты. Многие рыбоводы в целях успешного содержания и разведения своих питомцев усердно изучают литературу ихтиологического профиля. Как правило, познания аквариумистов со стажем распространяются далеко за пределы аквариумной литературы. При построении аквариума, не остается без внимания вопрос организации фильтрации воды. Источниками информации по этой части становится аквариумная литература, рекламные тексты и домыслы «авторитетов».

По разным причинам люди, настроившие у себя аквариум и получающие в нем требуемые результаты, начинают защищать использованную систему фильтрации. Не трудно попасть в положение, когда незнание одного порождает незнание другого.

Как пример приведу ситуацию. Аквариумист сооружает внешний фильтр. В фильтре кроме всего прочего имеются ступени озонирования и активированного угля и помпа с производительностью два объема в час. Измерение уровня нитритов на входе и выходе из фильтра показывают снижение оного. Для того, чтобы анализ работы аэробных организмов был качественным нужно сравнивать не только уровень нитритов, но и уровень нитратов. Нитриты до определенной степени можно удалять из воды при помощи озона – окисление происходит без участия бактерий. Активированный уголь вполне сносно адсорбирует нитриты – работа бактерий исключена. Нужно сказать, что имеются и не учтенные факторы захвата веществ из раствора.

Довольно сильное влияние на умы аквариумистов оказывают фирмы – производители аквариумного оборудования. Весьма не дешевую свою продукцию производители сопровождают красочными и убедительными инструкциями и аннотациями. Если верить текстам, ведро с пластиковыми шариками от «Флювала» или «Эхейма» может творить чудеса с соединениями азота – нужно только правильно наполнители применять. Во всех случаях подчеркивается, что перед потребителем биологический фильтр. Приводятся рекомендации как следить за эффективностью работы купленного прибора. Имеет место банальный вариант впаривания товара. Несообщение всей информации о продаваемом товаре это ведь не обман, тем более, что биологическая фильтрация хоть чуть-чуть, но имеет место.

Эксплуатация идеи биологической фильтрации производителями весьма удачна в коммерческом плане. Выпускаются разнообразные тесты для анализа воды по азоту. Так или иначе, в инструкциях по эксплуатации канистровых фильтров фигурирует использование тестов. Постоянно модернизируются наполнители для биофильтров. Убедительные объяснения, чем новый наполнитель лучше прочих, провоцируют аквариумистов к покупке. Меняются формы канистр. Последняя модель всегда обеспечивает лучшую циркуляцию воды в канистре. Меняется все, все улучшается. Не меняется только одно – теория работы биологического фильтра.

Промежуточное положение между заблудшими аквариумистами и производителями аквариумного оборудования занимают продавцы. Продавец успешен тогда, когда он продает много того товара, который обеспечивает ему наибольшую прибыль с наименьшими затратами. Конечно, продать мешок сухого гаммаруса стограммовыми стаканчиками гораздо сложнее, чем один канистровый «Флювал», особенно если прибыль при этом одинаковая. Продавцы прекрасно знают, как воздействовать на чувства покупателей. В любом зоомагазине можно услышать убедительную речь о том, что для нормальной жизни рыб нужно установить фильтр, лучший фильтр это биологический, и конечно следует покупать фирменный (фирма веников не вяжет..), оптимальные модели представлены на полках по весьма приемлемой цене.

Аквариумы которые обслуживаются в общественных местах и в частных владениях не редко оснащаются канистровыми «биологическими» фильтрами. Контора, которая устанавливает такие аквариумы, конечно, пытается извлечь наибольшую прибыль на комплектации. Клиента убеждают в необходимости оборудования биологической фильтрации и невозможности потому обойтись без «Эхейма» самой последней и навороченной модели. Далее следует благодатный процесс обслуживания. Заселяются культуры микроорганизмов, меняются фильтрующие элементы и т.д.

Всех приведенных выше бед можно избежать если обратиться к профессиональной литературе. Проблемы очистки воды, прежде всего, решаются специалистами обслуживающими коммунальное хозяйство. Написано множество учебников, практических руководств, методичек по организации биологической фильтрации воды. Рассуждения о том, что оборот азота в аквариуме отличается от оборота в канализационных водах, могут себе позволить лишь люди с ограниченным уровнем образования.

Биологический фильтр это колония аэробных микроорганизмов прикрепляющихся к субстрату, через который протекает вода с растворенными азотными соединениями и циркулирует кислород. В обиходе аквариумистов встречается словосочетание «активный ил». С чьей легкой руки это понятие попало в тему биологического фильтра, сейчас не установить, однако нужно сказать, что активный ил абсолютно ошибочно переместился в нее из системы аэротенков.

Начнем с субстрата. Наилучшим наполнителем для тела биофильтра прфессиональной практикой водоочистки, определен керамзит. Керамзит имеет хорошо развитую поверхность, не дорогой, технологичный. Встречаются работы, где рассматривается практика использования других материалов, мотивацией здесь является лишь дешевизна варианта. Предложения от производителей аквариумных товаров – шарики пластиковые, трубочки керамические, пластинки перфорированные и т.д. – может быть и дают лучшие результаты чем керамзит (кто бы сравнивал...), но при сравнении цен любой разговор на эту тему теряет смысл.

Скорость протекания воды через тело биофильтра. Встречается среди аквариумистов ошибочное мнение, что если скорость высока, то поток будет смывать биопленку с субстрата. Захват растворенных веществ из воды как любой процесс требует определенного времени. Если скорость воды более 8 м/час аэробы не успевают уловить питание из раствора, а следовательно не селятся в таких местах. Скорость протекания воды через канистру «Флювала» обычно выше раза в три.

Кислород необходимый для питания микроорганизмам может поступать либо с водой (погружной биофильтр), либо с воздухом (орошаемый биофильтр). В самом элементарном конструкционном исполнении погружной биофильтр имеет восьмисантиметровый аэробный слой.

Колония микроорганизмов для «зарядки» биофильтра. Технология актуальна при запуске густонаселенного аквариума. За многолетнюю аквариумную практику мне редко приходилось видеть водоемы, где действительно требовалось извне «заряжать» биофильтр. Микроорганизмы входящие в состав биопленки являются космополитами и всегда присутствуют в аквариумной воде. При устройстве биофильтра скорость прироста биопленки вполне достаточна, чтобы не отставать от поступления в воду продуктов жизнедеятельности рыб. При внесении лишних бактерий в тело фильтра получить мощность впрок не удастся, поскольку они просто умрут от голода.

В этой короткой заметке мне хотелось обратить внимание коллег на качество информации, которой приходится пользоваться в аквариумной практике. В вопросах систем жизнеобеспечения аквакультуры нужно быть очень внимательным. За наши ошибки платят наши питомцы и часто своими жизнями.

[Vutty]

Прочитал вышеприведённую заметку, если Вы так отрицаете канистровый фильтр как систему биофильтрации, то приведите схему достойной замены, если есть подобная и более доступная и дешовая замена, то приведите фактический материал по сравнению результатов полученых при исспользование обоих конструкций.

С ув. Vutty

[Берсенёв Андрей]

Если Вас действительно интересует как сделать эффективную биофильтрацию в аквариуме зайдите ко мне на сайт, там даны некоторые выкладки по практическому решению. Если хотите разобраться в вопросе с позиций физических показателей, лучше обратиться к профессиональной литературе (совсем ни к аквариумной).

[Михаил Погребиский]

Итак, ВЫЗОВ брошен! Очень интересно и интригующе! Кинуто обвинение настолько важное для всех нас - участников форума - обычных рядовых аквариумистов - что можно, безусловно, считать поднятый вопрос самым важным и актуальным в ближайшее время на форуме. Мы все сдесь, как правило, не продавцы и, тем более, не производители канистровых фильтров - поэтому не должны быть предвзяты в этом вопросе. Т.е. у нас не должно быть никаких субъективных симпатий в ходе выяснения этого вопроса ни на стороне А.Берсенева, ни на стороне производителей и продавцов канистр. Надеюсь, дискуссия на этом не заглохнет. Надеюсь, присоединятся серьезные защитники канистровых биофильтров - и выдвинут свои аргументы и факты. Нам останется только сравнивать, чьи аргументы и факты сильнее. То, что канистровые биофильтры, суть обман - вполне может быть, только потому, что в этом мире в общем все - ОБМАН! Но мне хочется услышать более подробные доводы или ссылки, факты о том, что канистровый биофильтр в современном фирменном изготовлении - это всего лишь жалкое подобие биофильтра. Ведь так я понял автора? Забудем об озонировании и активированном угле! Возьмем "Эхейм", забитый "эфимешом" и "эфисубстратом" - ЭТО работает? Это биофильтр или нет? Т.е. сдесь ведь нет окисления озоном, адсорбции активированным углем! Нитриты куда-то деваются или нет? Или это все "не учтенные факторы захвата веществ из раствора"?? Т.е. по идее пропорционально снижению нитритов должно происходить повышение уровня нитратов! Ну , вот и тема для эксперимента - всем тем, кто может обеспечить проведение такого эксперимента в чистом виде. Думаю, среди нас нет тех, кто заинтересован в коммерческом обмане?
Итак, кратко, своими словами то, что сказал Андрей Берсенев:
1. Современные фирменные канистровые биофильтры - это обман, т.е. это очень слабые биофильтры, чтобы обеспечить адекватную биофильтрацию, так как скорость потока воды в них чересчур высока и нет распространенния кислорода на весь субстрат. Так?
2. Настоящий биофильтр предполагает низкую скорость потока воды - не более 8 м/ч. Субстрат для колонии бактерий может быть и фирменный, но он очень дорогой. Вполне подходит и керамзит. Кстати, тут же вопрос, который я задавал на Аквария.ру, но так и не получил ясного ответа - какой срок годности субстрата? Ну не бесконечно же он будет работать? Т.е. забиваются ли поры всякими отходами, которые невозможно очистить?
3. А вот тут не совсем понятно:"При устройстве биофильтра скорость прироста биопленки вполне достаточна, чтобы не отставать от поступления в воду продуктов жизнедеятельности рыб. При внесении лишних бактерий в тело фильтра получить мощность впрок не удастся, поскольку они просто умрут от голода." - Т.е. с этих слов выходит, что "отставания" не происходит - следовательно при наличии биофильрующей флоры аммиачных/нитритных пиков тоже не происходит, ибо "отставания" в приросте то нет? ????

[Jaster]

Отчасти я согласен с автором.. нет необходимости тратится на крутой ехейм, если можно купить того же объема Акваель. Тут вопрос отчасти в надежности и удобстве пользования. Фильтр из канализационной трубы Лисовского работает ничуть не хуже того же ехейма, а стоит в десятки раз дешевле.
Я себе вообще пока купил Акваель-БИО, т.к. не могу поставить канистровый - некуда. Объем более одного литра субстрата - скорость достаточная.. шума нет. Единственный минус - место в банке занимает и глаза мозолит (лень задекорировать).

[Vini]

Тема, честно говоря, немного обесскураживает глубиной мысли.

То, что подразумевается под полной БИОфильтрацией, конечно нельзя достичь в относительно малых объемах по сравнению с рекой Днепр.

Но тогда вопрос чисто практический: мои рыбсики без фильтра делают воду мутной и вонючей через 36 часов, с фильтром канистровым не очень воняет и через неделю.
Пусть канистра не делает на 100% родниковой воду в аквариуме, но на каком-то уровне всеодно разлагают амиак на другие соединения.
И еще одна мысль, мы то говорим об бактериях которые заводятся сами по себе, может у них и есть скорость фильтрования на скорости течения озера, а как же с бактериями которые живут в родниках или горных реках??? Форель - то тоже как бы рыба, со всеми вытекающими и выделяемыми последствиями??? Если в ручьях нет бактерий и в горных реках, то в устье такая водичка воняла бы как канализация.

Вот вопрос - о каких штаммах бактерий мы ведем беседу??? О канализационных, речных, ручейных или штаммы из бутылочки Сера Нитривек или JBL ???
В эффективности Нитривека я убедился на практике - лил в аквариум вообще без грунта, фильтра, воздуха, аэрации или перемешивания с подросшими мальками гурами - муть и запах исчезали через 6-12 часов, правда потом снова появлялась через пару суток, но оно и понятно - нет фильтра или субстрата, не на чем и селиться бактериям.

Я не великий теоретик по бактериям или способам оббеззараживания и очищения, я просто практик, который смотрит и наблюдает за своими аквариумами.

[Jerom]

сложно представить отлаженную банку с углем и озоном...и тем более керамзитом...это Уважаемый болотце будет...и очень быстро...когда все это перестанет работать как должно работать...а происходит это давольно быстро..

тут стоит только немного подумать к какимм результатам приведет например: передозировка озона, конец срока действия угля, и разложение или засорение керамзита..

много в ваших словах противоречий...уж извините..
но а вообще мыли про несоответсвие объемов канистры и аквариумов..это верно..

[Ихтиолог]

Первое литература ихтиологического профиля очень слабо соотносится с биофильтрацией и тем более не видно никакой связующей нити с темой.
пожалуйста поконкретнее, 8 м/ч воды через что?
Конкретики я прошу по многим причинам: во первых, если приводится конкретный пример, нужны все сотавляющие его,
и например фраза:
"Если верить текстам, ведро с пластиковыми шариками от «Флювала» или «Эхейма» может творить чудеса с соединениями азота – нужно только правильно наполнители применять"
говорит о том, что вы прочитали гдето информацию, что Эхеймовские или Флюваловские канистры наполняются пластиковыми шарами, так эту фразу и нужно было разместить в сообщении с указанием источника.
Я никогда не видел канистр наполненных наполнителями для капельной (влажно-сухой фильтрации). В принципе я не согласен и с рекомендациями производителя флювала, многоуважаемой фирмой Хаген. Но к примеру, Эхейм более менее логичен в своих рекомендациях (не без пользы и для себя разумеется)

[Melissanda]

2Jaster
Есть резон в покупке дорогого фирменного фильтра, если не можешь смастерить хорошо функционирующий самостоятельно. Как говорится, скупой платит дважды. Дешевые фильтры быстрее теряют мощность и ломаются. Тот же Эхейм очень удобен в обслуживании, а за комфорт приходится тоже платить.

[Берсенёв Андрей]

Посмотрел ряд высказываний по заданной мной теме и хочу сделать несколько комментариев.

Видно, что многие из высказавшихся, очень не внимательно прочитали мою заметку. Скорее всего причина в том, что люди изначально настроены против всего сказанного в заметке. Столько лет верили, а тут кто-то посмел…

Про озон и уголь сказано было для примера, как может быть удален нитрит из оборота.

Поскольку высказавшихся по теме пока не много, я попробую ответить каждому.

«Крокодил».
Распространение кислорода с потоком воды в канистровом фильтре решено хорошо. Но в этом все противоречие. Высокая скорость течения воды демонстрирует эффективный транспорт кислорода во все слои фильтра, но ограничивает его ресурс по окислительной мощности. Именно эта ситуация служит причиной искажения работы биофильтра: высокая скорость течения воды – больше аэробный слой и хуже захват питания; низкая скорость – тонкий аэробный слой и эффективная работа бактерий (хорошо окисляют аммоний – много потребляют кислорода).
Про субстрат. Ну нет срока годности у субстрата. Важна шероховатость, а не пористость поверхности как фактор, способствующий закреплению микроорганизмов. Биопленка имеет срок жизни и по истечении его она отмирает, вымывается из тела фильтра, а на ее месте вновь образуется колония микроорганизмов. Пористость, это характеристика физических адсорбентов.
Скорость прироста биопленки следует рассматривать в ракурсе нормально функционирующего аквариума. Рыбы едят – выделяют аммиак – растет уровень аммиака – идет прирост биопленки. Пиковых выбросов аммиака я здесь не вижу… Обратите внимание на то, что если в аквариуме присутствуют аммиачные пики, то аквариумисту нужно думать не над типом фильтра.

«Vini»
Нет бактерий речных, болотных, родниковых, аквариумных. Во-первых, бактерии являясь космополитами живут в свободном виде просто плавая в воде (собственная окислительная мощность воды). Во-вторых, бактерии всегда могут закрепиться в толще грунта там, где условия им подходят.
Штамм – чистая культура микроорганизмов данного вида.
Nitrosomonas – они везде Nitrosomonas и в канализации, и в аквариуме, и в роднике.

«Jerom».
Думать, конечно хорошо.
Относительно озона. Перид полураспада озона – 15 минут. Передозировка озона в аквариуме, маловероятна поскольку аквариумные озонаторы маломощные, а распространенная система барботажа может обеспечить переход озона в воду не более 30 %.
Разложение керамзита – мысль оригинальная и требует отдельного обсуждения.

[doctor]

Автор оригинала Берсенёв Андрей
Если Вас действительно интересует как сделать эффективную биофильтрацию в аквариуме зайдите ко мне на сайт,

Андрей! Пошел на Ваш сайтв рубрику "Техническое обеспечение" начал читать. Потом кликнул на "практическую часть", а она увы не работает. Не подскажете в чем дело. Хочется больше информации получить.
С уважением.
Андрей.

[Михаил Погребиский]

Автор оригинала Берсенёв Андрей

Про озон и уголь сказано было для примера, как может быть удален нитрит из оборота.
«Крокодил».
Скорость прироста биопленки следует рассматривать в ракурсе нормально функционирующего аквариума. Рыбы едят – выделяют аммиак – растет уровень аммиака – идет прирост биопленки. Пиковых выбросов аммиака я здесь не вижу… Обратите внимание на то, что если в аквариуме присутствуют аммиачные пики, то аквариумисту нужно думать не над типом фильтра.

Ну, так вот опять же повторяю вопрос - фирменная канистра, набитая субстратом, насколько эффективна в плане биофильтрации - ну, типа КПД какой?
Далее, с ваших слов выходит, что в "нормальном" аквариуме - т.е. с адекватной биозагрузкой, кормлением и т.п. никаких пиков аммиака не должно быть. Т.е. запуская такой аквариум можно ничего не бояться - т.е. по сути и запуска в том смысле, который вкладывают в это слово, и не будет - все будет плавно, никаких пиков. Я правильно понял?

[Ихтиолог]

По поводу круговорота азота:
http://aquaforum.kiev.ua/showthread.php?s=&threadid=162
Здесь я не говорил о том что круговорот азота в аквариуме отличается от природного....
Речь идет о том, что биофильтр это не обязательно агрегат работающий по принципу аммиак-нитрит-нитрат. В системе о чистки сточных вод такое количество загрязнителей, что там существуют сотни видов организмов это и простейшие и грибы и бактерии, и преносить опыт работы очистных сооружений на аквариум не рационально.
"В любом случае биофильтр населяют одни и теже организмы, в любом случае они питаются одной и той же пище."
Цитата из вышеприведенного треда .
Никогда!!! биофильтр заселится разными штаммами бактерий, даже если они были залиты из стартера в стерильной банке.
Биофильтр перерабатывает не только соединения азота, такие как аммоний и аммиак, но и многие другие, не содержащие азота....

[Vini]

Блин ну намутил :

....Нет бактерий речных, болотных, родниковых, аквариумных. Во-первых, бактерии являясь космополитами живут в свободном виде просто плавая в воде (собственная окислительная мощность воды). Во-вторых, бактерии всегда могут закрепиться в толще грунта там, где условия им подходят.
Штамм – чистая культура микроорганизмов данного вида.
Nitrosomonas – они везде Nitrosomonas и в канализации, и в аквариуме, и в роднике.........

Я об этом и так знаю, в прошлом столетии вообще не было фильтров в продаже, у народа газ булкал прямо из грунта.

Я вел речь о скорости БИОфильтрации в разных экосистемах, где и кто видел горный ручей на скорости 8 метров за 1 час ??? Болото и то круче по скорости течения воды.

В общем, Итого: БИОфильтрация в канистрах ЕСТЬ, но не на 100%. КПД у всех пользователей разный и зависит от многих факторов:
- наполнители,
- наличие префильтров,
- напряжение в сети 210 - 230 вольт,
- объем канистр.
- и т.д.

Поэтому в этом никто не сомневается, и все рекомендуют подмену воды еженедельно, а то и чаще (Гена рекомендует протоку).

[Ярослав]

Хорошая тема и дискуссия. Я уже проголосовал, даже не зная дальнейшего развития.

Возможно, по сравнению с коллегами не смогу так глубоко дискутировать на данную тему, но -
цитата
<<.."Биологический фильтр это колония аэробных микроорганизмов прикрепляющихся к субстрату, через который протекает вода с растворенными азотными соединениями и циркулирует кислород....."
>> Аэробные есть. А как же анаэробные? Ведь они тоже есть. Я не проводил исследования под микроскопом, но более продвинутые в этом люди это уже сделали и доказали существование анаэробных. И они же работают с нитритами.
-------
<<....."Важна шероховатость, а не пористость поверхности как фактор, способствующий закреплению микроорганизмов. Биопленка имеет срок жизни и по истечении его она отмирает, вымывается из тела фильтра, а на ее месте вновь образуется колония микроорганизмов. Пористость, это характеристика физических адсорбентов......"

>>Для аэробных. Они на поверхности субстрата, так как это логично, там больше кислорода. А там где его немного, в порах, в междугрязевом пространстве ? Там же отличное место для размножения анаэробных. (и тогда ни угля ни озонатора не потребуется)

<<...Керамзит
>> Хорошая вещь. Но тогда нужно проводить сравнение с одинаковыми фракциями, как у дорогих производителей.
И сравнение самого материала. Керамзит приходится чаще промывать, субстрат - реже. Где-то здесь есть принципиальная разница.


Я понимаю, что цитатами можно совершенно исказить смысл первоначально сказанного, но я не отвергаю или критикую - я просто высказываю свою точку зрения.