Зворотний осмос у аквариумі

Система зворотного осмосу (RO) є неодмінним компонентом будь-якої акваріумної системи з морською водою, інакше вони просто не дуже добре функціонують без неї.

RO-системи також важливі для прісних водакваріуми, особливо якщо це великі резервуари. Хороша система RO допомагає підтримувати належний хімічний рівень води, рН і встановлює правильний осмотичний тиск для риб (остання причина - це те, чому ви не можете поміщати морську рибу в прісноводний резервуар: їхні клітини бумлять).

Тут ми розглянемо якість води, яку ви можетеочікуйте від системи RO, де детально описуйте, що хто робить для вашого бака, його компонентів, а також як правильно його запустити та підтримувати в межах функціональних параметрів.

Що таке зворотний осмос (RO)?

Система RO - це система очищення води, яказастосовує тиск через напівпроникну мембрану (наприклад, мікроскопічне сито), яка вибірково дозволяє розчиненим речовинам проходити через нього на основі обмеження розміру або зарядженого стану, виводячи таким чином їх із води продукту. Розчинена речовина - це все, що вільно розчиняється у воді, яка є розчинником.

Цілком природні джерела води містять різнііони металів, іони неметалів та деякі багатоатомні іони. Іон - це стан атома або молекули (сукупності подібних або різнорідних атомів), що приймає заряд.

Це відбувається або через додавання, або через втратуелектронів до електронної хмари атома або молекули. Електрони - це негативно заряджені основні частинки, які утворюють орбіталі навколо ядра атома.

Електрони також розподіляються між атомами вмолекули і можуть утворювати гібридні (злиті) версії атомних орбіталей. Насправді не існує справжнього додавання електронної частинки до хмари, саме тому її називають «хмарою».

Насправді відбувається передача або втратаенергія хмари та справжні електрони насправді не існують, поки їх не виміряють (не спостерігають). Це частина теореми, яка називається подвійність частинок-хвиля, де основні частинки, такі як електрони або фотони, наприклад, можуть виявляти або хвилеподібні властивості, або поведінку, подібну частинкам, але не одночасно.

Які складові частини системи RO?

Системи RO складаються з декількох частин, якіспільно працювати над досягненням води вищої якості шляхом вибіркового видалення іонів із води, що випускається. Це дуже важливо для підтримки як сприятливого середовища для вашої риби хімічно, так і для створення належного середовища осмотично (докладніше про це нижче).

Мембрана

Мембрана системи RO, яка є частковопроникний (напівпроникний) - це серце всієї системи. Це тип мікромолекулярного сита, яке пропускає воду і вибірково пропускає деякі розчинені речовини. Ті розчинені речовини, які можуть пройти через мембрану, роблять це, оскільки вони або достатньо малі, щоб отвори всередині мембрани проходили через неї, або мають заряд, який дозволяє їм проходити через мембрану.

Інші вищі заряджені іони (такі як двовалентні іони,які мають два додаткові або два заряди менше) обмежений прохід, якщо мембрана не пошкоджена. Як такі, мембрани мають тривалий термін служби і їх необхідно періодично замінювати, коли є порушення або коли рівень обмеженого зв’язування розчиненої речовини з мембраною істотно зменшує вільний прохід води та розчинених речовин.

У деяких системах RO, які побудовані для розміщеннябільші обсяги фільтрації води, використовуються багатошарові мембранні шари. Серед усіх витратних компонентів системи RO мембрана, як правило, є найдорожчою частиною.

Системи попереднього фільтрування

Оскільки мембрани RO можуть бути дещо дорогими,захист їх від необхідності фільтрувати високі концентрації розчинених речовин з води продукту може вплинути за допомогою системи попередньої фільтрації. Попередні фільтри можуть видаляти сирі тверді частинки та розчинені речовини, які зазвичай містяться у джерелах жорсткої води.

Ці системи попереднього фільтрування розміщені вище за течієюосновний мембранний картридж RO складається з декількох типів, які часто використовуються в комбінації для отримання досить чистої води перед мембраною. Загальним компонентом попереднього фільтра є колонка з активованим вугіллям.

Активоване вугілля має численні місця зв'язуванняїї поверхня для поглинання різноманітних хімічних речовин та розчинених речовин іонів у воді. Якщо у вихідній воді є велика кількість твердих частинок, часто використовуються піщані фільтри для видалення твердих частинок перед подачею води в картридж з активованим вугіллям.

Ще один популярний варіант попереднього фільтра, який ставз його впровадження більш широко використовуються спеціальні поліпропіленові балони, які вводяться під час формування з волокнами нетканого полімеру. Ці поліпропіленові колони в основному є 5-мікронною фільтруючою системою, тоді як більшість мембран RO працюють до діапазону 0,0005 мкм (більшість систем RO для акваріумів використовують мембрану RO 0001 мкм).

Манометр

Переконайтесь, що ви випадково не продули свійприємна дорога мембрана RO начебто важлива, і це можна забезпечити встановленням манометра. Манометр дозволить вам відрегулювати швидкість потоку системи до оптимальних параметрів мембрани та повідомити, чи надмірно чи тисне система.

Деякі готові системи RO для невеликих додатків не мають манометра. Тим не менш, датчик можна легко модернізувати у вашій системі. Це компонент, який ми настійно рекомендуємо.

Обмежувач потоку

Обмежувачі потоку - чудовий помічник урегулювання води, оптимізація роботи системи та захист мембранного картриджа RO від пошкодження. Обмежувач потоку - це своєрідний зворотний клапан, який обмежує потік води, що надходить, доки не буде досягнутий правильний внутрішній тиск для оптимальних характеристик системи RO.

У разі надлишкового тиску обмежувачі потокупідтримуватиме максимальний внутрішній тиск у відсіку для мембранного картриджа RO та дозволить відводити надлишки води, щоб обійти систему до виходу стічних вод.

Промивний клапан

Змивні клапани дозволяють воді обходити потікобмежувач, щоб дозволити змивати великі осади з мембранної системи. Це сприяє збільшенню терміну служби вашої мембрани та запобігає потраплянню пошкоджуючих матеріалів на її поверхню.

Більшість систем RO не мають змивного клапана, але їх можна придбати окремо та модернізувати майже до будь-якої системи зворотного осмосу.

Продукт води (вихід)

Вода продукту - це перший з двох системних виходіві є головним завданням вашої системи RO: виробництво очищеної води. Добре функціонуюча система RO зазвичай здатна видаляти близько 90% небажаних компонентів із загальної водопровідної води.

Щоб забезпечити ефективність вашої системи RO, радимо регулярно перевіряти, чи відповідає вода продукту заданим параметрам. Це можна зробити за допомогою декількох наборів або датчиків.

Вимірювач загальної кількості розчинених твердих речовин (TDS) або загальнийНабір твердості (GH) аналізує якість води в продукті та повідомляє, чи працює система належним чином. Розчинені тверді речовини в доглянутій системі RO повинні бути приблизно 10 ppm або менше, а загальна твердість води вашого продукту повинна бути рівно нульовою.

Стічні води (вихід)

Це другий вихідний компонент ROі містить воду з усіма відокремленими розчиненими речовинами, яких ви не хотіли у своєму акваріумі. Типовий вихід стічних вод містить вищий рівень нітратів, фосфатів, металів (таких як свинець, ртуть та мідь), пестицидів та продуктів розпаду пестицидів, ніж у звичайній водопровідній воді.

Стічні води можна використовувати для кімнатних рослин, для вашихсаду або вашої теплиці, оскільки рослини добре реагують на нітрати та фосфати, які є поживними речовинами для росту рослин. Однак майте на увазі, що якщо у вас підвищена концентрація важких металів у ваших стічних водах, ви не хочете використовувати цю воду на харчових рослинах.

Що робить система RO для танка

Якщо коротко, хороша система RO видаляє розчинні речовиникомпоненти вихідної води, які можуть згубно впливати на водні рослини та організми. У деяких випадках, якщо не видалити ці розчинені речовини, це може призвести до отруєння ваших тварин та загибелі життя у вашому резервуарі.

Системи RO можуть ефективно видаляти надлишкові сумихлору, фтору, миш’яку, бензолу, кальцію, магнію, свинцю, ртуті, міді, пестицидів та багатьох інших органічних твердих речовин. Видалення цих розчинених речовин ідеально підходить для здоров’я будь-якого акваріума, але насправді є предметом обговорення будь-якого морського акваріума.

Це правда, що деякі видалені компоненти єкорисний для водних рослин (тобто нітратів та фосфатів), але ці поживні компоненти часто поповнюються у воді резервуару тваринами в резервуарі (риба, молюски, слимаки тощо).

Давайте розглянемо всі хімічні зміни, які система RO накладає на очищену воду, і те, що видалення цих розчинених речовин робить для вашого акваріума.

Жорсткість води

Системи RO зменшують жорсткість води, видаляючи високурівень кальцію та магнію у звичайній джерельній воді. Ці елементи можуть реагувати з багатьма біологічними системами, а також з інертними матеріалами, залишаючи накопичення, які циклічно продовжують повторно розчиняти кальцій і магній назад у воду в резервуарі.

Неможливість контролювати жорсткість водибалансування рН у вашому резервуарі - це кошмар. Кожного разу, коли ви регулюєте рН, це або спричинить посилене накопичення кальцію та магнію на наявних відкладах, або збільшить вивільнення іонів кальцію та магнію з цих відкладень.

В результаті ви будете постійнопереслідуючи свій хвіст, намагаючись досягти бажаного заданого значення рН резервуара. Окрім цього питання, деякі види риб більш чутливі до підвищеного рівня кальцію та магнію, ніж інші види.

Тропічна риба з дощового лісу Амазонки, такаяк ангели та дискуси, погано виживають і не розмножуються в жорсткій воді. На відміну від них, існує багато видів, стійких до жорсткої води, таких як гуппі, мечоносці, лучні риби та інші прісноводні види.

Це лише короткий зразок, і ви повинні це зробитидомашнє завдання або проконсультуйтеся зі спеціалістом з акваріумів, якщо вам потрібно знати особливості екологічних вимог організму, який ви маєте намір внести у свій резервуар. Підводячи підсумок, контроль жорсткості води забезпечує широкий спектр організмів, яких можна розмістити у вашому акваріумному резервуарі.

Нітрати

Нітрати (NO3-), а також нітрити (NO2-), є молекулами азоту-кисню, які можуть існуватинезалежно як іони або приєднуються до більших молекул як функціональні групи. Вони є продуктами біологічних систем тварин, хоча вони також можуть утворюватися в повітрі завдяки енергії плазми, що виробляється від блискавки під час грози.

У тварин ці азотисті сполуки єпродукти реакцій дезамінування, які є етапами метаболізму амінокислот, отриманих в результаті споживання білків. В результаті реакцій трансамінування утворюються кетокислоти, які можуть увійти в цикл Креба та забезпечити клітинами енергію.

Азотистими побічними продуктами цього процесу є відходипродуктів і виключаються. Залежно від тварини та її проблем із водою азотисті сполуки перетворюються на аміак, сечу або сечову кислоту і виділяються за рахунок міксії (сечовипускання) та дефекації. У навколишньому середовищі нітрифікуючі бактерії розщеплюють ці продукти життєдіяльності до нітратів та нітритів, які зазвичай споживаються рослинами як поживні речовини.

У джерелі води, такій як водопровідна вода, наявністьцих хімічних речовин, як правило, є антропогенним, що є наслідком надмірного використання добрив та стоку сільськогосподарських ресурсів у джерела прісної води, такі як потоки, річки та озера. Що стосується їх впливу на акваріумні системи, то прісноводні акваріуми, якщо вони не контролюються, дещо переносять помірний рівень нітратів (верхня межа 40 ppm), тоді як морські акваріуми категорично не толерантні (верхня межа 0,25 ppm).

Оскільки нітрати накопичуватимуться у вашому резервуарічерез розщеплення сечі та калу риби, і вони повинні бути відфільтровані з води в резервуарі, починаючи з низьких рівнів нітратів у вашій фільтрованій джерельній воді, ви отримуєте певну свободу у підтримці хімії резервуару. На додаток до системи RO та регулярного очищення резервуару, розміщення певних рослин або матеріалів у середовищі резервуара може допомогти вам контролювати рівень нітратів.

Живий пісок і жива гірська порода, що містять нітрифікуючі речовинибактерій, знизить рівень нітратів у баку. Рослини мангрових дерев також цілком вміють поглинати і використовувати нітрати як поживні речовини для зростання, створюючи таким чином петлю екосистеми в резервуарі.

Фосфати

Високий рівень фосфатів, які є рослиноюпоживна речовина, може спричинити цвітіння водоростей у ваших резервуарах. Врешті-решт цвітіння водоростей зменшить напругу кисню у воді в резервуарі через конкуренцію і почне вбивати життя в резервуарі.

Для резервуарів з морською водою рівень фосфату потрібно підтримувати нижче 0,2 ppm, інакше водорості знищать ваші корали та задушать вашу рибу та молюсків.

Силікати

Силікати можна знайти в підземних водах і навітьякщо фільтрується з вихідної води, також розчиняється з піщаних субстратів у вашому резервуарі. Вони можуть бути джерелами нересту для росту водоростей і часто призводять до цвітіння водоростей із гравійних водоростей (різновид бурої водорості).

Крім того, силікати можуть рухатипоширення діатомових водоростей (деякі види яких є водоростями), які будуть пастись на коралах. Система RO зменшує загальний тиск накопичення силікату в акваріумному резервуарі.