Внутренний мир внешнего фильтра

[Starcomputer]

Внутренний мир внешнего фильтра

Ромашевский Ю.
Аквариум №4 2000 г
(опубликовано 09.11.2004)

Фильтр-канистра, устанавливаемый вне аквариума - отличное средство очистки воды, позволяющее едва ли не полностью устранить нежелательные примеси как механической, так и химической природы. Чем он вместительнее, чем больше в нем секций для наполнителей, чем продуманней организована схема прохождения воды через них, тем совершеннее, универсальнее конструкция и, соответственно, эффективнее процесс очистки.
Но даже безукоризненный с инженерной точки зрения фильтр без регулярного вмешательства аквариумиста спустя какое-то время существенно снижает свой потенциал, а затем превращается и вовсе в бесполезный или даже опасный для обитателей комнатного водоема атрибут.
Грамотная эксплуатация внешних фильтров, позволяющая полностью использовать заложенные в них конструкторами возможности, складывается из нескольких существенных моментов. Рассмотрим их на примере наиболее распространенных у российских аквариумистов канистр Fluval, выпускаемых фирмой Hagen.
Объясню свой выбор. Во-первых, внешние фильтры с этой торговой маркой были едва ли не первыми импортными изделиями, которые свыше десяти лет назад пришли на смену кустарным (но, надо сказать, зачастую весьма эффективным) конструкциям, созданным привычными к труду руками наших "самоделкиных". Во-вторых, модельный ряд "Флювалов" (103, 203, 303, 403, а также усовершенствованные 104, 204, 304, 404) представлен наиболее типичными образцами массового полупрофессионального аквариумного оборудования, обладающего высоким качеством, вполне удовлетворительными потребительскими свойствами и в то же время приемлемой ценой.
Итак, допустим, вы достаете из красочной коробки Fluval 203, призванный стать надежным помощником в обслуживании вашего 200-литрового аквариума. Что же нужно сделать, чтобы потребляемые этой двухлитровой канистрой 7 Вт мощности обеспечили заявленную в техническом паспорте эффективную фильтрацию до 420 литров воды в час?
Обратите внимание на это "до". Дело в том, что указанная в инструкции производительность - максимальная. Фактическая же будет близка к ней настолько, насколько вы об этом позаботитесь. И начать надо с правильной установки фильтрационного оборудования.
Конструкция внешних фильтров предусматривает их установку не выше уровня воды в аквариуме. Дизайнеры, руководствуясь эстетическими аспектами, обычно рекомендуют размещать их в тумбочке под аквариумом. С точки зрения маскировки оборудования это действительно один из наиболее приемлемых вариантов, но... Канистра, а точнее ее насос, может поднять воду на 1-3 метра (в зависимости от технических характеристик модели). Однако чем больше энергии затрачивается на эту работу, тем меньше остается на все остальное. В результате общая производительность фильтра может упасть на 10-80% даже при необходимости преодолеть высоту всего в 20-40 см. Поэтому если функциональные соображения фильтрации для вас ценнее эстетических, ставьте канистру так, чтобы ее электронасос находился на уровне воды.
Но это еще не все. Фильтры, помимо шлангов, комплектуются различного рода переходниками, коленами, кранами и пр. С одной стороны, все они предназначены для максимального упрощения работы с фильтром, оптимизации водопотока. С другой, чем длиннее и извилистее путь, который приходится преодолевать воде от аквариума к фильтру и обратно, тем больше (до 5-10%) потеря производительности - за счет трения о стенки шланга, преодоления образующихся завихрений и пр. Так что не стоит в обязательном порядке использовать все, что есть в комплекте, а тем более докупать дополнительные переходники, если в этом нет настоятельной необходимости. В идеале лучше ограничиться одним Г-образным коленом на каждом шланге (оно предохраняет его от перегиба), а U-образной водозаборной трубке обрезанием короткого плеча также придать Г-образный профиль.
О размещении трубки-флейты. Ее предназначение - рассечение выходящей из фильтра струи для обогащения воды атмосферным кислородом. Поэтому логичнее всего крепить флейту выше уровня воды. Правда, при этом образуются брызги и характерный плеск. Если эти явления по той или иной причине для вас неприемлемы, можно погрузить флейту под воду, но это снизит производительность насоса на 10-15%. Струи, бьющие из находящейся над водой флейты, служат своеобразным индикатором: если их интенсивность существенно снизилась по сравнению с неким начальным уровнем, значит, пора проводить очередную профилактику - заменять или промывать фильтрующие материалы, прочищать шланги и пр.
К заранее прогнозируемым неизбежным потерям производительности следует отнести наполнение канистры средствами механической, химической и биологической фильтрации. Естественно, чем плотнее структура материала, тем меньше его водопроницаемость, а соответственно -ниже скорость прохождения воды. Конечно, здесь ничего не поделаешь - без наполнителей не будет и очищения воды. Но разумную достаточность соблюдать все же следует. Давление, создаваемое электромотором фильтра, очень незначительно, и использование плотных материалов в подобных конструкциях не оправдано. Но и избыточная рыхлость не лучший вариант: вода будет прокачиваться вхолостую. Оптимальное решение -использование фирменных наполнителей, произведенных авторитетными изготовителями.
В Fluval(ах) первой серии имеются три чашеобразных лотка для наполнителей, однако из фильтрующих материалов в комплект входит только поролоновая губка. Остальное аквариумисту предстоит приобрести самостоятельно, исходя из целей, которые он ставит перед водоочистной системой.
Сразу хочу обратить внимание на некоторую несуразицу. Если следовать инструкции к Fluval (это касается опять же только изделий первой серии), нижний лоток заполняют активированным углем, средний - биокерамикой, верхний - губкой. Но конструкция этих фильтров предусматривает прохождение воды в канистре снизу вверх, то есть первым встретит грязную аквариумную воду активированный уголь; его микропоры быстро забьются механической взвесью, и он придет в негодность. Фильтрация будет гораздо более эффективной, если нижний лоток наполнить поролоном, средний - субстратом для бактерий (биокерамика, шары и пр.), а уголь, если уж он нужен (например, в морских аквариумах или в пресноводных, но без живой высшей растительности), помещать в верхний. Конечно, вскрывать фильтр для промывки в таком случае потребуется чаще - раз в 1-2 недели, зато и результат будет налицо. Но если на решетчатый колпачок водозаборной трубки, служащий для предотвращения попадания в фильтр рыб, моллюсков и свободно плавающих крупных фрагментов растений, надеть поролоновый цилиндр от небольшого фильтра-стаканчика, то паузу между промывками "внутреннего" наполнителя можно увеличить как ми нимум в 2-3 раза, ограничившись еженедельным удалением взвеси с "внешнего".
Лотки скрепляются между собой байонетными замками, состоящими из выступов в дне лотков и пазов в верхней части их бортов. Иногда эти элементы имеют технологические дефекты - наплывы, заусенцы. Уже при первоначальной сборке фильтра имеет смысл устранить замеченные изъяны, чтобы лотки легко, но достаточно прочно крепились друг к другу. В последующем это упростит обслуживание фильтра.
Периодичность замены или промывки содержимого лотков зависит от многих факторов, доминирующим среди которых является, естественно, степень загрязнения воды. Легче всего контролировать состояние губки, которая служит в основном для адсорбции механической взвеси: чем плотнее полости губки забиты грязью, тем слабее напор воды из флейты. Проблематичнее следить за потенциалом ионообменных смол и прочих наполнителей, предназначенных для химической фильтрации. Зрительное восприятие здесь обычно не помогает, приходится пользоваться специальными тестами. В любом случае не следует пренебрегать рекомендациями, данными в инструкциях по использованию того или иного фильтрующего материала, хотя они и носят некий усредненный характер. Манкирование сроками обычно приводит к тому, что фильтр из водоочистительного устройства превращается в водозагрязняющее.
Производительность фильтра определяется не только уровнем загрязнения наполнителей, но и состоянием шлангов. В процессе эксплуатации на их внутренних стенках образуется бактериальный налет, водорослевые обрастания. Они затрудняют свободное прохождение воды по шлангу за счет формирования дополнительных неровностей и сужения просвета. Очищают шланги специальными ершиками (фирменными, независимых производителей или самодельными) с жестким ворсом и каркасом. Этой же процедуре следует подвергать и жесткие элементы водозаборной и сливной цепи. Поскольку некоторые из них имеют изогнутую форму, для прочистки пригодятся ершики с гибким металлическим или пластиковым каркасом.
Бактериальная слизь скапливается также на контактирующих с водой роторе и крыльчатке электронасоса. Плотный слой налета может не только существенно снизить темпы фильтрации, но и вообще заблокировать работу мотора. К тому же сильное загрязнение ротора приводит к смещению центра его тяжести и провоцирует появление посторонних шумов (в нормальном режиме канистра работает совершенно беззвучно). При промывке мотора особую осторожность надо соблюдать по отношению к оси. Часто она выполнена из хрупкой металлокерамики (как наименее подверженной коррозии, к тому же имеющей минимальный коэффициент трения), и сломать ее проще простого.
Разборка фильтра начинается с извлечения из аквариума водозаборной трубки или перекрытия вентилем (если он задействован) соответствующего шланга. Как только из флейты перестанет течь вода, фильтр отключают от сети. Теперь можно ослабить накидные гайки, отсоединить шланги, отстегнуть клипсы-защелки и снять крышку с моторным блоком. При этом из канистры выливается небольшое количество воды, поэтому под нее лучше загодя подставить невысокий поддон. Сборка осуществляется в обратном порядке с той разницей, что шланги перед запуском фильтра нужно наполнить водой (если в вашем аквариумном хозяйстве завалялась головка-насос от старого фильтра-стаканчика, то она здесь очень может пригодиться).
Самое большое неудобство во "Флювалах" и им подобных конструкциях -верхнее расположение моторного блока, в котором при промывке фильтра образуется воздушный пузырь. Для его ликвидации с канистрой после заполнения водой некоторое время приходится обращаться, как с шейкером. В принципе можно этого и не делать, но самопроизвольное устранение пузыря может продлиться несколько суток, сопровождаясь неприятным (хоть и не громким) треском, периодическим фырканьем и, естественно, снижением производительности насоса.
Герметизация крышки канистры достигается резиновым кольцом-уплотнителем и пластмассовыми фиксаторами. К кольцу у потребителей обычно претензий не возникает (хотя не помешает иметь одно в резерве), а вот фиксаторы, надо сказать, весьма хлипкие. При неаккуратном обращении они легко выходят из строя. По крайней мере не используйте их в качестве рычагов для "дожима" крышки; сначала руками установите ее на место до упора и лишь потом защелкивайте фиксаторы. А еще лучше не скупиться и купить себе 2-3 запасных. Кстати, во "Флювалах" последнего поколения вместо четырех хлипких фиксаторов стоят всего два, но гораздо более надежных.
Итак, ориентировочный график обслуживания внешнего фильтра выглядит следующим образом:
Объект Периодичность (дней)
Поролоновая губка:
-без насадки на водозаборную трубку 7-10 (промывка)
-с насадкой на водозаборную трубку 45-60 (промывка) 30-45 (замена)
Активированный уголь 60-90 (очистка) 60-90 (очистка)
Ионообменные смолы
Элементы водопровода, Элементы мотора по мере истощения (замена)

Естественно, что особенности конкретного хозяйства (объем аквариума, количество и видовой состав его обитателей, режим их кормления и пр.) могут внести в этот график изменения, порой весьма существенные. Свою роль могут сыграть и различные форс-мажорные обстоятельства вроде долговременного отключения электричества. Ведь поступление кислорода в фильтр-канистру осуществляется только вместе с водой, поэтому остановка фильтра продолжительностью свыше часа приводит к гибели колоний аэробных микроорганизмов, использующих наполнители в качестве субстрата и являющихся непременными участниками водоочистных процессов (биофильтрация). Если такая неприятность случилась, надо вскрыть фильтр и тщательно промыть все его содержимое.
К слову, прибегать к генеральной уборке (с одновременной промывкой всех компонентов фильтрационной системы) желательно как можно реже. Конечно, гораздо рациональнее вскрыть канистру, сделать все необходимое и забыть о фильтре месяца на два. Но, с точки зрения биологической целесообразности, подобный подход не оправдан. При такой массированной уборке мы наносим слишком сильный ущерб все тем же микроскопическим животным, без которых, в частности, немыслимы процессы нитрификации воды. Не случайно губка в подобных системах состоит из двух частей, которые промывают поочередно. При этом колонии микроорганизмов в значительно более короткий срок восстанавливают утраченный потенциал и обеспечивают качественную фильтрацию.
Существует расхожее мнение, что общая эффективность внешнего фильтра зависит от его конструкции, схемы прохождения водного потока, а главное производительности. Однако практика свидетельствует, что это не так. Самыми необходимыми условиями являются: максимально возможная площадь фильтрующей поверхности; правильный расчет плотности и состава наполнителей; и наконец равномерная интенсивность прохождения воды через каждую секцию.
Если не рассматривать модели "корректирующих" фильтров с узкой спецификацией, ориентированных на изменение или стабилизацию рН, жесткости и солевого состава воды, то остаются две главные составляющие процесса - механическая и биологическая. С механической очисткой при высокой производительности насоса проблем обычно не возникает, а пригодность фильтрующего материала сводится в основном к его нетоксичности, пористости и химической индифферентности. Выбирая наполнитель для этой части фильтра, вовсе ни к чему идти на поводу у эксклюзивного диктата именитых производителей, особенно если любитель имеет собственный практический опыт по данному вопросу. Кроме того, все импортные предложения из коммерческих соображений дороги и ресурсны, тогда как, например, синтетическое мочальное волокно - дешево и вечно.
Для устранения механической взвеси главное - не выбор материала (хотя его плотность приходится подбирать эмпирически), а отсутствие перегрузки прибора. Не стоит приспосабливать фильтр для сбора крупных частиц и экскрементов, которые легко могут быть удалены с поверхности грунта при очередных чистках аквариума. Задача механической секции - физическая чистота воды, и ничего более.
Активная площадь фильтрующей поверхности в мощных системах может составлять 1/15-1/20 часть площади дна водоема, и этого будет вполне достаточно для эффективной очистки воды от взвеси -разумеется, при своевременном проведении остальных гигиенических мероприятий.
С полноценной биологической фильтрацией дело обстоит намного сложнее и хлопотнее. Площадь поверхности биологического отсека фильтра должна равняться площади дна аквариума, а в идеале и объемы этих сосудов должны быть одинаковыми. В домашних условиях это непрактично и труднореализуемо, однако польза от создания подобной системы несомненна. В частности, она позволяет увеличить плотность посадки рыб в 5-6 раз (!), что в 3 раза превысит таковую при простом заселении рыбами обоих водоемов (круглосуточная аэрация и гигиена среды обитания при этом не отменяются). Возникает прочное биологическое равновесие, ихтиофауна благоденствует, прекрасно развивается и достигает предельных для вида размеров.
Все это происходит благодаря активной деятельности бесчисленных невидимых друзей - бактерий, населяющих гравийную кассету биофильтра. Гетеротрофные и некоторые автотрофные микроорганизмы минерализуют и усваивают продукты метаболизма, сложные органиче ские кислоты и все азотсодержащие соединения. В процессе выедания органики образуются катионы аммония NH4, которые с успехом разлагаются при участии нитрифицирующих бактерий Nitrosomonas и Nitrobacter. Происходит это в два этапа: вначале аммоний окисляется до нитритов (NO2), а затем и до нитратов (NO3). Нитриты намного токсичнее и чрезвычайно опасны для населения аквариума. Чтобы они перешли в нитраты, в водоеме должны быть хорошие кислородные условия. Завершают процесс азотного цикла денитрифицирующие бактерии, расщепляющие соединения до двуокиси азота и в конце концов до его газообразной формы.
Бурная жизнедеятельность микроорганизмов обеспечивается стабильностью температурных условий и нейтральным показателем рН. В слабокислой воде (рН 6,5 и ниже) процесс окисления аммония и расщепления нитритов практически прекращается; особенно не любят такую среду нитрифицирующие бактерии, для которых желателен диапазон значений водородного показателя в пределах 7,5-8,0. При недостатке в воде кислорода нитрификация резко тормозится и в больших количествах образуется аммоний, занимающий второе после аммиака место по ядовитости среди всех азотсодержащих соединений.
В период лечения рыб необходимо также помнить, что многие окислители (КМп04, метиленовый синий), почти все антибиотики и сульфамиды смертоносны для бактерий азотного цикла.
Биофильтрация необычайно эффективна, и ни один из способов очистки воды не может даже частично ее заменить. Единственным прекрасным дополнением к ней является активная деятельность высшей водной растительности, завершающая усвоение конечных продуктов распада, в том числе и игнорируемых бактериями солей тяжелых металлов. Не случайно последней секцией в крупных стационарных биофильтрах служит просторный отсек с плавающими в толще воды растениями.
Канистры типа Fluval хорошо подходят для работы в системах внутренней и внешней биофильтрации, предполагающих наличие единственного электроприводного прибора. Остальное оборудование состоит из секционной емкости, фильтрующего и субстратного материала, а также мелких вспомогательных приспособлений. Емкость, как уже говорилось, должна иметь равный с аквариумом объем; она устанавливается на 5-7 см выше водоема для обеспечения слива воды самотеком по специальному широкому желобку.
Забирая воду из водоема, насос перекачивает ее в корпус биофильтра, после прохождения всех секций которого жидкость стекает в исходный сосуд. Производительность сливного потока - не менее одного объема в час. Все три секции "Fluval(а)" заполняются материалами механической очистки: нижний - синтетическим мочальным волокном, средний - хорошо расправленным по площади, но неплотным комком синтепона, а верхний - тугим клубком мелкосетчатой ткани (на аквариумном жаргоне -"фата") с диаметром ячей 0,3-0,5мм.
Забор воды может производиться двумя способами: либо через мелкопористую насадку, либо -если аквариум оборудован фальшдном - через выходную трубку последнего (так называемая внутренняя биофильтрация). С выхода насоса вода поступает по короткому шлангу в первую секцию.
В идеальном варианте биофильтр должен состоять из пяти секций. В первую укладывается мелкий гравий; его роль сводится к сугубо механической фильтрации и задерживанию частиц, "проскочивших" через тройной заслон внутренностей "Fluval(а)". Грунт должен быть помещен в легко извлекаемую кассету шириной 5-6 см, так как его придется периодически промывать. Далее идет слой из толстого (4 см) синтепона, стеганого капроновыми нитками -это последний редут макроочистки.
Следующий этап - кассета с диатомитом (ищите, да обрящете), физические свойства которого позволяют улавливать микрочастицы размером до 1 мкм; некоторым патогенным организмам - ихтиофтриусу, тетрахимене и т.п. через такой барьер ни за что не пробиться. После микроочистки вода поступает в главную секцию биофильтра, заполненную мелким (2-3 мм), неправильной формы гравием или керамзитом (последний предпочтительнее, ибо содержит большое количество микрополостей и пустот, пригодных как для аэробной, так и для анаэробной флоры). В этой секции и происходят все таинства азотного цикла. Здесь мирно уживаются и гетеротрофы, и нитрификаторы, и денитрификаторы, исправно выполняя возложенные на них обязанности; рабочий объем камеры должен составлять 4/5 от емкости корпуса биофильтра.
И, наконец, последний отсек заполняется фирменными компонентами типа керамики или BioSphere, располагаемыми своей самой широкой плоскостью перпендикулярно к потоку воды. Их желательно уложить в два слоя равномерно по всей высоте кассеты, стараясь не допускать щелей. Способ заполнения двух последних секций очень выгоден, так как со временем гетеро- и авто-трофные бактерии "переселятся" в керамзит, где больше растворенной органики, а последний отсек практически уступят более избирательным де- и нитрофицирующим микроорганизмам.
Состав воды, очищенной подобным образом, приблизительно схож с таковым у медленнотекущих естественных водоемов. При еженедельном освежении трети объема основного аквариума можно считать, что ихтиофауна и гидрофлора содержатся практически в проточной природной воде - отсюда и все успехи, достигаемые в системах с биофильтрацией.
Одними только фильтрами-канистрами добиться подобного результата не удается. Не помогут ни BioSphere, ни высокотехнологичная керамика, несмотря на огромную биоемкость - не те воды их омывают, и стабилизировать микроклимат (а тем более увеличить плотность ихтиофауны) в емкостях свыше 120 л им не под силу. А вот в приведенном выше варианте многоступенчатой системы в качестве последней ступени эти наполнители просто незаменимы.
Обслуживание системы практически сводится к выполнению гигиенических мероприятий, предусмотренных для внешних фильтров. Один раз в полгода полностью перемывают две первые секции биофильтра; раз в год меняют диатомит. Последние же два отсека, как показывает практика, не требуют внешнего вмешательства 5-7 лет. По истечении этого срока керамзит осторожно промывают тонкой струей обес-хлоренной воды - и то больше для самоуспокоения, чем по реальной необходимости. Биокерамику и сферы промывают только частями по одной трети с интервалом в 3 месяца.
Биосистема выходит на расчетную мощность примерно через полгода. Очень важно рассчитать каждую ее ступень, чтобы не допустить "перекорма" бактерий или же, наоборот, не посадить на "голодный паек" - и то, и другое не просто снижает эффективность их деятельности, а практически сводит ее к нулю.

[Nazgool]

Чтобы воздух из фильтра выгнать надо натуральным образом его трасти?! У меня когда включаю хруст, а потом уже тихо работает. Это его надо включить и трясти как погремушку?

[Алексей Днепр]

Трясти не надо,просто понаклонять в разные стороны и воздух выходит,можно вообще не трогать.

[Nazgool]

Допис від Алексей Днепр

Трясти не надо,просто понаклонять в разные стороны и воздух выходит,можно вообще не трогать.

А во время работы воздух никак туда попасть не может? Ато хоть и негромко но он день торохтит день не торохтит ...

Отправлено с моего SM-A300H через Tapatalk

[Nazgool]

Наблюдения о воздухе в фильтре.
Фильтр сбрасывает воздух только после того как я его помыл. Дальше прочихается и работает тихо, даже при постоянно пузыряющих растениях. Второй раз начинает чихать спустя месяц - два, когда набивается грязью. Не знаю почему так происходит но уже не первый раз использую этот сигнал и мою фильтр. И всегда когда он начинает сбрасывать воздух он солидно набит грязью. Как думаете, почему так происходит? Там органика закисает и газ какой то выделяет?

[vadimk005]

Допис від Nazgool

И всегда когда он начинает сбрасывать воздух он солидно набит грязью.

Вот вам и ответ. Когда синтепон или поролон, не знаю, что у Вас стоит, забивается грязью, под ними начинает скапливаться воздух. Отсюда и ноги растут.
С уважением.

[Крикс]

Допис від Nazgool

Как думаете, почему так происходит? Там органика закисает и газ какой то выделяет?

Если фильтр работает постоянно и не выключается надолго, ничего там закисать не должно за пару месяцев, и уж, тем более, забиваться.

Поставьте префильтр на заборную трубку, чтобы большая часть говнища в нем оставалась, и промывайте его раз в 2-3 недели. Это точно проще, чем внешник перетряхивать раз в 2 месяца.

Я свои внешники при установленных на входах префильтрах раз в полгода чищу и то не сказал бы, что они сильно засраны к этому моменту. Префильтры да - за пару недель набиваются мусором довольно плотно.

[Most Wanted]

Всем привет. Стал обладателем FLUVAL 303. Информации о нем фактически нигде нет. Даже в Youtube. Как его правильно собрать, как правильно запустить? Не могу соединить помпу с корытом. Помогите))

[Олег Кухарь]

Как лучше покупать фильтры и кислород все одном или по одельности все таки?