Биофильтрация в аквариуме с точки зрения специалиста по очистительным сооружениям (страница 11)

Посмотрел на ютубе ролик «Внешние фильтры: МИФЫ, ликбез и заблуждения. Какой наполнитель выбрать». Хронометраж более 2 часов.

Автор ролика сообщает (то есть не автор темы), что у него хоть и нет большого опыта аквариумиста, но он «имеет отношение к очистке сточных вод», «которые являются родственной отраслью к аквариумным биофильтрам». Так же он ссылается на книгу С.В. Яковлев, Ю.В. Воронов «Биологические фильтры », из которой он приводит результаты нескольких экспериментов.
Два с половиной года назад я выкладывал тему « Какой наполнитель лучше для аквариумного фильтра? Теория и неожиданные факты », в которой также рассмотрел биофильтрацию с точки промышленного рыбоводства. Тема не «зашла» — была затроллена.
По опыту прошлой темы сразу сообщу, автор видео не рассматривает цихлидники, аквариумы с крупными рыбами, аквариумы без грунта и без растений. Как известно в интернет-форумах очень популярны обесценивающие высказывания: «это давно известно», «это не так, но как «так», мне лень писать», «надергано», «компиляция». Прошу, если хотите, что-то сказать, говорите по теме.
Я отметил информацию, мне кажется будет полезной, тем кто интересуется биофильтрацией в аквариуме.
1) В промышленной биофильтрации никто не рассматривается отдельных бактерий. А утверждается, что биофильтрация осуществляется биопленкой -конгломератом бактерий и микроорганизмов, которые осуществляют множество биологических, химических и прочих реакций, в том числе нитрификацию и окисление органики. В биопленке бактерии работают эффективнее. Почему обратил внимание на биопленку: в аквариумистке все спорят, могут ли нитрифицирующие бактерии разместиться внутри высокопористые наполнителей, или размер пор слишком мал. Биопленка покрывает только внешние поверхности наполнителей.
2) Толщина биопленки 0,35 мм. У нее два слоя внешний аэробный и внутренний анаэробный. То есть если шарик «высокопористых наполнилей» покрыт биопленкой, внутренние поры не используются.
3) Биопленка обладает отрицательным зарядом, в растворенные вещества в воде положительный заряд. Поэтому растворенные вещества притягиваются к пленке.
4) Постепенно биопленка «омертвляется» и ее смывает поток.
5) В промышленной биофильтрации важнейшим является удалении органики из воды. Нитрификация не отделяется от этой задачи.
6) Для роста биопленки требуется кислород, фосфор, углерод, азот, водород и микроэлементы. Особенно это важно на начальной стадии запуска биофильтрации в аквариуме.
7) Самым эффективным биофильтром является «Высоконагружаемые биологические фильтры»/Moving Bed Bio-Reactor MBBR, то что в аквариумисте называется фильтры «кипящего слоя».
8) Высота бионагрузки в промышленных установках 1-6 метров. В 1950-х годах в биофильтрах использовали щебень/шифер. Сейчас используют объемные загрузочные блоки. В промышленных установках наилучшую эффективность показали «мягкие» загрузки – сетки, синтетические ткани, пластиковые пленки. Например пластиковые ленты с расстоянием между лентами в 20мм.
9) Чтобы «удалить азот из аквариуму нужно в 20 раз больше органики».
10) Биофильтрационная способность фильтров определяется площадью поверхности занятой биопленкой и количеством свободного кислорода в воде. Гидравлическая производительная фильтра важна только с точки зрения доставки кислорода к бипленке. Кислорода для окисления органики биполенке нужна небольшая часть. Большой поток нужен чтобы донести основной объем кислорода, питательных веществ, углекислоты до других потребителей в аквариуме – растения, рыбы.
11) Автор утверждает, что для фильтра в аквариуме «достаточно производительности в 4-10 объемов», называя такое соотношение «классическим». С моей точки зрения это самое спорное утверждение. Классической производительностью считалось 3-х кратная производительность, так как она обеспечивает прохождение за час 99% воды через фильтр. Такие исследования проводили в 1960-х годах. 4-6-10 кратная производительность появилась в более поздний период в густых травниках, где нужный сильный поток чтобы «пробить» всю длину аквариума.
12) Эффективность биопленке циклична. На начальной стадии биопленка резко растет для окисления органики, нитрификация начинается на третьем этапе. На пятом этапе накапливается загрязнения биопленки. Нитрификация на максимуме, а окисление органики падает и вода загрязняется в том числе и продуктами распада биопленки. Далее мои мысли. Собственно говоря, для этого и нужно в аквариуме промывать фильтры, в том числе внешние. Коричневая грязь в фильтра – отмершая биопленка. Многие жалуются, что фильтр не работает, что мол не видно грязи. На самом деле, если нет грязи, то это означает, что фильтр справляется с задачей вымывать отмершую биопленку из корпуса. Также это означает, что внешник действительно нужно промывать достаточно регулярно (раз в 1-3 месяца, как рекомендуют производители).
13) Микропоры высокопористых наполнителей (сикем матрикс, пеностекло, эхайм субстрат) быстро забиваются биопленкой и не работают.
14) Исследования показали, что увеличение скорости потока приводит к уменьшению массы биопленки. Наибольшая масса биопленки была при скорости потока 10000 литров/сутки — 153 г/м2, при 4000 литров/сутки — 48 г/м2, при 16000 литров/сутки -80 г/м2. Объем фильтра 7000 литров, объем загрузки 1760 литров (площадь не указана, но указана «удельная площадь» 40 квадратных метров на метр кубический). То есть переводя на аквариумный язык, максимальная эффективность была на 416 литров/час (или 0,23 литра воды в час на литр бионаполнителя).
15) Срок наращивания биопленки на пластмассовых (поливинилхлорид, полиэтилен) и металлических (алюминий) наполнителях 3-4 недели. На тканевых (нейлон, капрон), керамических (кольца Рашинга), асбестоцементных, пленочных (гофрированная перфорированная поливинилхроридная пленка) биопленка наращивается за 2-3 недели.
16) Лава и керамзит показывают одинаковую эффективность.
17) Мелкопористый поролон эффективнее лавы.
18) Лава стабилизирует PH. Но теряет буферную способность за год.
19) Площадь поверхности губок 10 PPI -899 м2/м3, 20 PPI -1266 м2/м3, 30 PPI -1447 м2/м3, 45 PPI -1600 м2/м3
20) По подсчетам автора видео «реальная площадь» площадь поверхности лавы/пеностекла 190 м2/м3, сикем матрикс 280 м2/м3, коктейльные трубочки — 628 м2/м3, керамические кольца 190м2/мз, российская загрузка К1 330 м2/м3, мочалка 330 м2/м3.
21) 1 грамм аммиака конвертируется в 3,3 грамма нитрита, который преращается в 4,4 гр нитрата. На эту конвертацию тратятся 4,5 грамма кислорода и 7,5 грамм солей кальция.
22) 50 грамм протеина в корме конвертируются в 8 грамм аммиака. Для нейтрализации 1 грамма аммиака требуется 1 м2 биопленки.
23) Площадь аэробного слоя грунта в аквариумах теоретически достаточна для биофильтрации без фильтра. Используется пример с 30 вишневыми барбусами в 37-литровом аквариуме.

ВНИМАНИЕ. Ролик на ютубе, и то, как тезисы автора ролика были представлены мной на форуме, вызвали бурное обсуждение. АВТОР РОЛИКА прокомментировал претензии и ответил на вопросы Биофильтрация в аквариуме с точки зрения специалиста по очистительным сооружениям

Изменено 23.2.24 автор Alex2804


Изменено 27.2.24 автор Alex2804

Изменено 28.2.24 автор Alex2804

Изменено 29.2.24 автор Alex2804

Erlang

Моя была в сампе, сейчас не решил, самп строить, или что-то другое, попроще...

При таких вводных лучшим фтильтром будет максимально возможно длинная пластиковая трубка диаметром например сантиметр с помпой и неким отстойником, из которого помпа выгоняет воду в акву.

Т. Е. Выход воды спускается вниз, много метров трубки, на стенках которой та самая пленка, трубка поднимается на пол высоты оттойника, а с поверхнтсти отстойника вода в акву перегоняется. В отстойник, нижнюю треть, набрасываем мох для осаждения выхлопа из трубки.

И в анаэробную живность под слоем аэробной толщиной в 0.3 мм+ не верится вообще.

Galkov
При таких вводных лучшим фтильтром будет

Непонятно, при каких вводных? Вы к кому обращайтесь?

А не могли бы умные и знающие люди, участвующие в этом обсуждении, прокомментировать результаты следующих опытов 'в стакане' с добавлением аммиака с точки зрения различий между пром очистными и внешним фильтром, матрикса, коктельных трубочек, сеток и тд:
1) тесты ребят с канала 'аква ферма' по разведению промысловой рыбы с разными вариантами плавающей биозагрузки, которые показали, что площадь имеет значение, но также влияет тип и материал. Можно найти на их канале 4г назад
2) опыты тов. Стахова 3г назад на этом форуме в ветке про сикем стабилити, которые показали, если не ошибаюсь конечно, преимущество hel-x и матрикса против тех же губок
3) опыт В.Ковалева с цеолитом против эхейм субстракт про (могу ошибаться, по внешнему виду по крайней мере).
Вот ссылка на статью:
https://aquariumok.r...

AKarpov

1) По Акваферме

Я смотрю, мы с Вами увидели разные результаты в одном опыте. Опыт АкваФермы я разбирал в своем видео и приводил два слайда.



Ребята испытвали разные бионосители по двум парамтерам: 1) как быстро запустится в работу; 2) после того, как зарастет пленкой, как быстро уберет весь аммоний из воды.

На втором слайде результаты - мелкопористая загрузка запустилась быстрее, но после запуска фильтра среднепористая сработала лучше. Но главная особенность, что аутсайдеры проиграли, но не с умопомрачительным разгромом.

И дальше остается открытым вопрос, как покажут себя разные виды загрузки с течением времени, когда поры начнут забиваться (через месяц, два, три, полгода). В описании к моему видео и в закрепленном комментарии давал ссылки на научные исследования, когда ученые в течние 8 месяцев испытывали разную загрузку, и мелкопористая показала себя хуже.

2) По опыту Стахова

Я говорил, что при выборе наполнителя нужно найти компромис: 1) наибольшая площадь несущей поверхности; 2) хорошая промываемость наполнителя водой для обеспечения микробиоты кислородом, подводом питания и отведением отходов.

На мой взгляд, опыт Стахова показывает, что губка со временем заиливается, что ухудшает условия жизни микробиоты.

3) По опыту Ковалева

На мой взгляд, опыт, описанный в статье, показывает, что более мелкая фракция размером примерно 10 мм имеет бОльшую площадь поверхности, чем крупная фракция примерно 15-20 мм. При все еще хорошо сохраняющейся промываемости обеспечивается более эффективная очистка.

То, что в этом опыте используется цеолит, не при чем. Хоть цеолит заложить, хоть щебёнку такой же фракции.

Самое главное замечание: биофильтр прездназначен для удаления растворенной органики. Для его оптимальной работы нужно определенное соотношение органики, азота и фосфора.

Изменено 13.8.24 автор Sergey PAT_A

Sergey PAT_A
Самое главное замечание: биофильтр прездназначен для удаления растворенной органики. Для его оптимальной работы нужно определенное соотношение органики, азота и фосфора.

И кислорода

uZot

Да, очень важное замечание.

Sergey PAT_A

1) ну по акваферме лично я увидел, что предварительно сказать, что будет лучше или хуже из общих представлений не всегда возможно. Их эксперимент показывает, что какое то влияние типа загрузки и материала имеет место быть (также как и в опытах Стахова), будь то какие-то процессы адгезии или ещё чего, не важно.
Но их вывод всё-таки - площадь поверхности решает. И тут не так наверное важно намного или нет, тем более, что объем внешнего фильтра достаточно ограничен и именно эти 'немного', на мой взгляд, имеют решающее значение.
С длительными экспериентами, которые вы указываете, я не знаком. Но думается их надо оценивать опять таки с точки зрения применимости к внешним фильтрам и конкретному пользователю, я имею ввиду например использует он префильтр или нет, как часто промывает фильтр и тд.
2) насколько я помню, в его опытах губка как раз оставалась чистой, а хорошая промывка только вредит
3) цеолит ли влияет или нет, не возьмусь спорить. Единственное отмечу, что промываемость более мелкого субстрата мне кажется хуже, чем более крупного. А это несколько противоречит тому, что вы написали выше. Или я вас неправильно понял
Для понимания - я не за матрикс или условные трубочки с сетками... Хотя сам и использую матрикс наравне с другими более дешёвыми наполнителями и стандартными губками от фильтра.
Тот же Олег Мацевич (надеюсь не ошибся) из фанфишки говорит, что свой известный конкурсный аквариум делал на губках, но также использует матрикс и ничего плохого про него сказать не может

Изменено 13.8.24 автор AKarpov

Изменено 13.8.24 автор AKarpov

AKarpov

Моя позиция на сегодня: биофильтр в аквариуме - хорошее дело. Особо не важно, какой из общепринятых в аквариумистике наполнителей в нем стоит. Все они работают плюс/минус одинаково.

Главное - обеспечить стабильность параметров в аквариуме, без острой необходимости не лить химию, избегать перенаселения. Тогда и гидробионты будут здоровы, и растения будут хорошо расти.