оборот воды и выбор канистрового фильтра для Nature Aquarium

> оборот воды через канистровый фильтр
> расчет поперечного сечения фильтра и количества бионаполнителя
> расчет сколько раз в час/сутки отфильтровывается вода
> избыточная биологическая фильтрация

Наша цель - сделать Nature Aquarium с оптимальной фильтрацией по Takashi Amano. Значит ориентиром будет оборот воды канистровых фильтров ADA¬ (каталог PDF).

Характеристики фильтров ADA Super Jet по каталогу:
ES-600 : помпа 6 л/мин, 360 л/час, канистра 6л, для аквариума 60-90см; (помпа х6 кратная *)
ES-1200 : помпа 19 л/мин, 1140 л/час, канистра 12л, для аквариума 90-120(45H)см; (помпа х7,6-6 *)
ES-2400 : помпа 27 л/мин, 1620 л/час, канистра 24л, для аквариума 120(60H)-180см (помпа х6-3 *)
Серия EX и EX2 отличается от серии ES тем, что в EX больший объем канистры. Во всех трех сериях используются помпы фирмы Iwaki - одни из лучших в мире¬.
* учитывается только 'живой' объем воды в аквариуме - за вычетом объема грунта, коряг и камней

В каталоге ADA в характеристиках Lily Pipe Outflow приводились следующие обороты воды через фильтр, которые ADA считает оптимальными для Nature Aquarium:
60х40х40см - <600л (помпа 360 л/час)
80х40х40см и 100х40х40см - = 600 л/час
80х40х40см и 100х40х40см типа Pool - 600-800 л/час
120х50х50см и 120х50х50см типа Pool - >800 л/час.

Но растения потребляют практически весь образующийся аммоний NH4 и по сути являются биофильтром в Nature Aquarium. Зачем тогда такая мощная фильтрация?

Нельзя рассматривать вопрос оборота воды через фильтр без учета типа бионаполнителя, помпы, устройства самого канистрового фильтра и организации потока воды¬ в аквариуме. Биосубстрат в фильтрах ADA это Bio Rio - гравий ~4-8мм из пористой лавы с умеренной площадью поверхности. Судя по последним исследованиям и данным о фильтрах на матах Matala®¬, PORET®aqua, Bio-Bale® и им подобных эффективность биофильтрации вовсе не так критично зависит от площади мелких пор бионаполнителя как считалось ранее. Наоборот, именно наполнитель с крупными порами дает больше кислорода культуре бактерий, и развитие биопленки значительно больше - она буквально хлопьями покрывает биосубстрат. ADA Bio Cube (= кубики PORET®aqua) колонизируется бактериями быстрее, но и заиливается быстрее чем лава требуя более частой промывки. Такие наполнители обычно используются в орошаемых фильтрах сампов и имеют гидрофильную (притягивают воду) поверхность, что значительно способствует формированию биопленки без прибегания к помощи жидких химических препаратов. В глубине пор лавы и биопленки также может развиваться анаэробная денитрификация. На таком биосубстрате значительно лучше развивается колония гетеротрофных бактерий¬, тех что перерабатывают органическую взвесь. Лава очень долго не заиливается (см. Nature Aquarium Filtration), конструкция фильтра без корзин вмещает намного больше биосубстрата, что в сочетании с помпой Iwaki развивающей большее давление чем обычный асинхронный двигатель дает заметно больший оборот воды через фильтр при равной производительности помпы. Детально что такое помпа с синхронным двигателем Iwaki смотрите в разделе фильтрах ADA¬.
 Канистровый фильтр в Nature Aquarium кроме функции биофильтрации выполняет ещё одну, не менее важную - циркуляцияводы в аквариуме. Это улучшает¬ рост растений благодаря улучшению доступности CO2 и питательных веществдоставки питательных веществ к листьям растений. При подаче CO2 лучшим из способов, методом распыления¬, течение улучшает доставку растениям CO2, а часть пузырьков затягивается в фильтр и он становится реактором CO2. Кроме того взвешенные частицы, споры/волокна водорослей и их главная причина аммоний NH4+¬ быстро уносятся в фильтр, предупреждая восстановление популяции после чистки. Это особенно важно на начальном этапе создания аквариума, так как в значительной мере предотвращает появление водорослей, особенно красных и нитчатки, и может полностью предотвратить цветение воды. Значительно улучшается и эстетика аквариума. Если принять в расчет только живой объем воды в аквариуме, рекомендации производителей фильтров точно соответствует минимальной рекомендации для "рыбного" аквариума "2-3 объема в час" - для аквариума с растениями этого категорически недостаточно! К счастью сейчас уже есть достаточно много канистровых фильтров с достаточно мощными для аквариума с растениями помпами.

Что касается подбора оборота воды через фильтр, то мне встречалась рекомендация Амано что "Идеальный фильтр должен иметь объем равный 8-10% от объема воды в аквариуме, и помпу с производительностью 8-10 объемов воды в аквариуме".(ADA Euro Manual) Но это 'в идаеле', и возможно касалось обычных (не производства ADA) фильтров с несовершенным асинхронным двигателем и сложным путем движения воды в канистре. Фильтры ADA имеют гораздо меньшую производительность - мощность помп с кратностью ~8-6 'живых' объемов аквариума.
 Производительность помпы фильтра совсем не одно и то же что реальный оборот воды через фильтр: из за гидродинамического сопротивления циркуляция на 20-30% меньше, к тому же она зависит от типа наполнителя, от степени загрязненности фильтра, профиля трубок забора/выброса воды, от типа двигателя помпы и формы импеллера и прочих факторов. Исключить влияние конструкции фильтра, помпы и трубок просто - путем подбора фильтра не по производительности помпы, а по реальномуобороту водычерез фильтр с уложенными наполнителями, присоединенными шлангами и трубками забора/выроса воды в аквариум. Вы смело можете использовать простой ориентир - по результатам замеров реальный оборот воды для фильтров Eheim/JBL/Tetra/AquaEL всегда составляет 0.7-0.75 от указанной производительности помпы (у Tetra убрать колена заменив на нормальные полукруглые трубки!).
 Учитывая все несовершенства канистровых фильтров (отличных от ADA), тип наполнителя (лава + поролон), замеры их реальной производительности с уложенным наполнителем, подачу CO2 методом распыления, установку трубок забора/выброса воды по Амано¬ и многолетний опыт я убедился что реальный оборот воды через фильтр должен быть не менее х6-4 'живых' объемов аквариума в час. Верхнюю или нижнюю границу принимать зависит от типа композиции в аквариуме - если растений очень много принимаеть х6, если растений мало х4. Предельный минимум для пустой композиции х3 объема. Это будет соответствовать и биологической нагрузке, т.к. чем меньше растений, тем меньше в аквариуме и рыб. При меньшей кратности движение воды в аквариуме слишком слабое, что ухудшает рост растений и общее состояние аквариума. При большем (~9) обороте воды движение воды будет слишком сильным, растения будут сильно наклоняться, а рыбы будут стоять в одном месте борясь с течением (если трубки установлены по Амано¬!).
 Пример подбора фильтра: аквариум 90х45х45см 180л с живым объемом около 150л, плотная посадка растений требует оборота х6 живых объемов в час, 150л х 6 = 900л/ч, учитывая снижение производительности помпы на ~25% она должна быть мощностью 900 / 0.75 ~ 1200л/ч. Если в аквариуме немного растений и много свободного пространства можно спокойно принять оборот х4 'живых' объемов в час, что даст фильтр с помпой производительностью (150л х 4) / 0.75 ~ 800 л/ч.
 При этом вы обязательно должны выполнить следующие условия:
- наполнитель фильтра состоит из биосубсртара с крупными гранулами вроде лавы + поролоновые губки с крупным и средним размером пор сверху (тонкий фильтр сверху вроде синтепона - только временно!);
- не использовать на шлангах угловые соединения - только округлые;
- трубки забора/выброса воды в аквариуме должны стоять как у Амано¬ (даже если нет ADA Lily Pipe!)
- не ставить на выходе из фильтра проточных реакторов CO2.

Итак, для аквариума с растениями с размерами по стандарту ADA¬ подойдут фильтры:

Размераквариума
Канистровый фильтр
60х30х36H
Eheim Ecco 2233 480л/ч, оборот ~360л/ч*
Tetratec® EX 400 400л/ч, оборот ~300л/ч(убрать угловые трубки!)
Eheim Classic 2213 438л/ч, оборот ~385л/ч**
 
90х45х45H
&
 120х45х45-60H
Tetratec® EX 1200 1200л/ч, оборот ~900л/ч* (убрать угловые трубки!)
JBL CristalProfi 500¬ 1200л/ч, оборот ~900л/ч*
JBL CristalProfi e1500 1500л/ч, оборот ~1100л/ч
Eheim pro 3 mod.2078 1850л/ч, оборот ~1100л/ч*
AquaEL UNIMAX 500 1500л/ч, оборот ~1000л/ч
AquaEL UNIMAX 700 1700л/ч, оборот ~1200л/ч
Eheim Classic 2217 994л/ч, оборот ~790л/ч**
 
180х60х60H
&
120x90x60H
Fluval FX 5 3500л/ч, оборот ~1991л/ч*
Eheim Classic 2262 3400л/ч, оборот ~2700л/ч**
Tetratec® EX 2400 2400л/ч, оборот ~1700л/ч (убрать угловые трубки!)
 
* фактический замеренный оборот воды с наполнителем и установленными трубками забора/выброса воды
** по данным производителя

Самым привлекательным выбором фильтра для аквариума 180х60х60см является Fluval FX5 48W 3500л/час с оборотом 2300л/час (замерено с наполнителями ~1991л/ч). Eheim Classiс 2262 не меет множества полезных функций и стоит намного дороже, а Tetratec® EX 2400 слишком высокий для тумбы ADA¬. К сожалению Fluval FX5 имеет очень большое падение производительности - 3500л/ч становятся 2300л/ч даже без наполнителя (но со всеми штатными трубками). С наполнителем замеры показали оборот 1991л/ч (см. Fluval FX5 против Eheim pro 3). Он хорош тем что имеет автоматический прайминг, функцию откачки воды для подмен воды, ежедневный сброс воздуха/CO2, слив воды из канистры, и очень простую и надежную конструкцию. Слив воды из канистры очень полезен для длительного отключения фильтра при уходе за аквариумом (а 600л аквариум быстро не обслужишь!) - культура бактерий получает много кислорода из воздуха и сохраняется намного дольше чем в воде. Трубки очень громоздкие и некрасивые, замените их на более тонкие виниловые шланги 17мм приклеив переходники к кранам, это позволит установить стеклянные ADA Lily Pipe¬ или их аналог. Fluval FX5 при вдвое меньшей цене имеет реальный оборот на 800л/час больше чем Eheim pro 3e (замеренный оборот 1200л/ч) и будет намного лучшим выбором для Nature Aquarium. Можно снять помпу и подключить более мощную наружную помпу с синхронным двигателем вроде Sicce Multi и Lifegard® Aquatics Quiet One®. Разумеется с удалением штатной помпы вы потеряете такие функции как остановка раз в сутки для сброса воздуха (потребуется испытание на допустимость такой модернизации), можно попробовать избавиться от скопления воздуха сделав отводок в верхней части трубы внутри канистры (T-отвод + узкое сопло внутри трубы чтобы создать эффект всасывания из верхней части канистры). Недостаток - это довольно шумный фильтр.
Фильтры серии Eheim Pro II имеют очень слабую помпу (оборот 650-750л/ч) и просто не выгодны. Будьте внимательны с фильтрами Tetratec® EX 1200¬- в продаже была протекающая бракованная партия!
Для аквариумов объемом более 600л используйте фильтрацию с внешним сампом¬ на базе Hamburger Mattenfilter¬ или биокольцами как в домашнем аквариуме Takashi Amano¬.
^

Теперь воспользовавшись известными расчетами для проектирования канистровых фильтров попытаемся выяснить насколько обычный (не ADA) фильтр соотвествует требованиям предъявляемым к фильтрам для Nature Aquarium.

Расчет поперечного сечения фильтра.

Эффективность работы канистровых фильтров напрямую зависит от соответствия оборота воды через фильтр площади его поперечного сечения. Существует оптимальный оборот воды через единицу площади бионаполнителя - это 500л/ч на каждые 100см2 площади. Глубина слоя бионаполнителя не должна превышать 15см(прим.: ADA это требование не соблюдает, и все нормально). В случае установки наружной помпы на маломощный фильтр нужно проверить соответствие ее производительности поперечному сечению фильтра.
 Проверим поперечное сечение фильтра EHEIM Ecco 2233 с помпой производительностью 480л/час. Диаметр его корзинки 142мм, площадь поперечного сечения 154см2. 154см2 / 100см2 = 1,54, 1,54 х 500л/ч = 770л/час. То есть поперечного сечения этого фильтра достаточно для оборота воды 770л/час. Увеличим на 30% (потери от гидродинамического сопротивления), получим 770 х 1,3 = 1000л/ч. Это максимальная помпа которую можно ставить - больший поток превысит максимальные 500л на 100см2, что приведет к неэффективной работе фильтра и более быстрому заиливанию. Комбинация EHEIM Ecco 2233 + помпа Hydor SELTZ II L25 или L30 подойдет для аквариума 90см. Как видим даже фильтр с таким небольшим объемом фильтра вполне подходит по скорости движения воды через биосубстрат, но значительно лучше использовать фильтр с большей канистрой.
  Другой пример. У меня одно время прекрасно работал фильтр JBL CristalProfi 500¬ с канистрой объемом 12л с присоединенной наружной помпой Hydor SELTZ L40 II 2800л/ч. Проверим соответствие площади его корзинки рекомендуемому обороту воды. Площадь его корзинки ~20х20см=400см2, то есть можно применить внешнюю помпу дающую оборот (400см2/100см2) х 500л/час = 2000л/ч. Учитывая падение оборота воды через фильтр от гидродинамического сопротивления и падения эффективности от несовершенства нашего технического решения ~40% получим помпу: 2000л/час х ~1.4 = 2800л/ч, то есть помпа Hydor SELTZ L40 II 55W 2800л/ч подойдет идеально. Так как объем канистры составляет 12л и это примерно соответствует рекомендациям ADA (~6.7% "живого" объема аквариума) такой вариант модернизации можно смело рекомендовать для аквариума 120х45х45см, для которого штатной помпы с оборотом 900л/чявно недостаточно. Кстати, шум будет значительно меньше, если оставить помпу подвешенной на шлангах фильтра.
ВЫВОД: По площади поперечного сечения и объему бионаполнителя для Nature Aquarium подойдет практически любой канистровый фильтр, даже если он имеет увеличенную мощность помпы.

Определение требуемого количества бионаполнителя.

Определив оборот воды, нужно вычислить объем бионаполнителя. Что касается объема фильтров, то в руководстве¬ ADA на adaeuro.com говорится: "Объем фильтра не должен быть менее 5% объема аквариума. Идеальный фильтр должен иметь объем равный 8-10% от объема воды в аквариуме, и помпу с производительностью 8-10 объемов воды в аквариуме".(ADA Euro Manual)
  В фильтрах Eheim ECCO толщина укладываемого слоя в корзинке - 4см. При диаметре 142мм это дает объем 0,6л. Теперь берем какой-нибудь наполнитель, и смотрим, сколько его нужно по рекомендациям производителя на 100л воды в аквариуме. Если объема наполнителя полученного в результате расчетов достаточно для простого наполнителя вроде мелкой лавы, используйте её. Если нет, подбирайте более эффективный наполнитель¬. Можно положить бионаполнитель с малой площадью поверхности в две/три корзинки не досыпая его до верха корзинки на 0,5см. Так объем биосубстрата, и соответственно биологическая мощность фильтра, удвоится/утроится. Чрезмерное увеличение оборота воды сделает биофильтрацию менее эффективной.
У фильтров ADA всегда большой объем канистры и значительный оборот воды, а как наполнитель используется лава с крупными порами дающая наилучшее снабжение колонии бактерий кислородом и минимальное заиливание.

Расчет сколько раз вода фильтруется за час [1].

Итак, мы выяснили какой должна быть мощность помпы канистрового фильтра для Nature Aquarium. Но за сколько часов, и сколько раз в сутки отфильтровывается все 100% воды в аквариуме? Сколько фильтру понадобится времени, чтобы очистить воду от взвеси после чистки аквариума или посадки растений? На эти вопросы ответ никто не дает.
В книге "Aquatic Systems Engineering: Devices and How They Function", by P.R.Escobal приведена методика расчета учитывающая тот факт, что вода из фильтра попадая в аквариум смешивается, поэтому чтобы отфильтровать 99,9% воды в аквариуме нужно чтобы фильтр пропустил весь объем воды 9,2 раза. Таким образом можно рассчитать сколько раз в сутки фильтр будет очищать 100% объема воды в аквариуме.

За сколько часов фильтр отфильтрует всю аквариумную воду один раз, если известна производительность фильтра? Формула расчета такова: ( V акв.* х 9.2) / произв. фильтра, л. в час = X часов.
Расчет сколько раз отфильтруется вода за сутки : 24 часа/X часов = N раз.

Теперь можно узнать что означает общепринятая для 'рыбных' аквариумов рекомендация мощности помпы фильра "2-3 объема в час": рассчитаем на примере аквариума 90х45х45см объемом 180л, живым объемом ~150 литров) и канистрового фильтра EHEIM ECCO 2233 (для аквариума до 200литров, производительность помпы 480л/ч, реальный оборот 360л/ч). (150 x 9.2) / 360 = 3.83 часа, за столько часов один раз отфильтруется весь полезный объем воды; 24 / 3.83 = 6.26 раз в сутки. Значит минимальная рекомендация "2-3 объема в час" соответствует тому, что весь объем воды в аквариуме отфильтровывается за 3.83 часа, а за сутки - 6.26 раз. При обороте воды ориентируясь по фильтрам ADA для аквариума 90х45х45см, фильтр с оборотом 900л/час (помпа 1200л/час), вся вода (живой объем ~150л) отфильтруется за: (150л х 9.2) / 900л/ч = 1.53 часа, а за сутки 15.68 раз, что в х2.5 раза больше. Более того, на самом деле при обороте фильтра 360л/час положение еще хуже - вода в аквариуме почти не перемешивается, и только малая часть взвешенных частиц и аммония будет доставлена в фильтр. Еще один важнейший фактор методики ADA - правильная организация циркуляции воды в аквариуме по Амано¬ которая очень способствует очистке воды и доставке CO2 и питательных веществ растениям.
 Как видим в случае следования этой рекомендации вся вода в аквариуме будет полностью отфильтрована всего за ~1.5 часа. Если вы используете для Nature Aquarium такой оборот воды не следует брать специальные бионаполнители с мелкими порами - лава 4-8мм подойдет идеально, и на самом деле является намного лучшим биосубстратом. Еще раз напомню, что мощность помпы канистрового фильтра х2-3 объема в час - это рекомендация для обычного аквариума для содержания рыб. Для подводного сада Nature Aquarium нужен фильтр с оборотом воды через фильтр х6-4объемов в час.
 Что касается "избыточной биофильтрации", то я считаю это мифом - при достатке CO2 большие энергозатраты растений на потребление азота из нитрата особой роли не играют, а растения всегда могут адаптироваться к потреблению преимущественно NO3 который мы вносим¬ в достаточном количестве.

Гораздо важнее для аквариума с растениями:
- хороший оборот воды в аквариуме чтобы растения получали больше CO2¬ а детрит на листьях оседал как можно меньше (источник стимулирующего водоросли аммония),
- поперечная площадь фильтра соответствовала нашему довольно большому обороту воды чтобы не снижалась эффективность биофильтрации (наполнитель с очень большой площадью поверхности в этом случае не поможет!),
- и фильтр быстро не заиливался (лава - идеальный наполнитель).

Для увеличения производительности слабых фильтров вроде Hydor PRIME, EHEIM Ecco, EHEIM PRO II, и Fluval 305/405 можно установить внешнюю помпу Hydor SELZ II вытащив ротор двигателя фильтра. При этом нужно проверять соответствие поперечного сечения фильтра выбранному обороту воды¬. Например, для 90см аквариума (150л воды) нужен оборот воды порядка 1200л/час, для 60см - оборот 360л/час. Это можно рассматривать как вынужденную, но весьма выгодную меру по модернизации фильтра который у вас уже есть, разумеется если он имеет достаточный объем. Другое применение такой модернизации - использование хорошего фильтра большого объема с недостаточной производительностью помпы для аквариума большего размера.
^

Избыточная биологическая фильтрация?

Публикация Дианой Валстад статьи о том что растения потребляют гораздо лучше аммоний NH4 нежели нитрат NO3 в свое время наделала много шума породив два совершенно ложных предположения: биофильтрация в аквариуме с растениями не нужна или даже вредна, и питание растений будет улучшено если вносить или сохранять в системе или вносить аммоний NH4¬. Оба совершенно не верны.

Диана Валстад (фото) в своей книге говорит: "Нитрифицирующие бактерии полезны, если не существенны, в аквариумах без растений. Но в аквариуме с растениями они конкурируют с растениями за аммоний - энергия которую нитрифицирующие бактерии получают от окисления аммония до нитрата равна энергии которую теряют растения." [2 ] Да, лабораторные тесты показали что большинство растений предпочитает именно аммоний NH4. Мало того, сколько бы ни было нитрата NO3, растения всегда стремятся использовать именно аммоний. Но так ли это в реальномаквариуме/водоеме?

Как известно растения на 1-3% состоят из Азота N - это один из основных строительных материалов для клеток. Растения в мягкой воде (pH<7.0) всегда предпочитают потреблять азот из аммония NH4, только потом нитрата NO3, а водоросли не потребляют нитрат если аммония >0.02мг/л. Чтобы употребить нитрат NO3 растение должно сначала восстановить его до нитрита NO2, а потом до аммония NH4, так что при потреблении азота сразу в виде NH4 растения получают большую экономию жизненных ресурсов. Но значительное предпочтение аммонию растения отдают только когда его концентрация в воде достаточно велика, я имею в виду не ниже "фоновой". Аммоний NH4 образуется из разлагающейся органики: экскрементов, гниющих остатков растений и пр., всего что содержит белки разлагается гетеротрофными бактериями¬ с образованием аммония/аммиака. Далее нитрифицирующие бактерии в фильтре и на всех поверхностях аквариума окисляют его до нитрита NO2, а потом до нитрата NO3. Листья растений имея очень большую площадь поверхности и избыток кислорода являются очень большим плацдармом для поселения колонии бактерий, и в любом водоеме биофильтрация на листьях растений дает очень большую долю переработки органики и аммония. Растворенные в воде аминокислоты, мочевина, оседающая на листья органика перерабатываются бактериями поселяющимися на всех поверхностях. Бактерии разлагая органику выделяют аммоний NH4, который сразу же может потребляться растением еще до того как он попадет в фильтр. Мне также известны результаты исследований показавших что экскременты улиток выделяемые на листья являются важным(!) источником азота (в форме NH4) для растений.
 Субстрат тоже постоянно выделяет аммоний, так что даже если в аквариуме сверх мощная биофильтрация, растения и водоросли всегда получат свой аммоний. А в грунте ионы аммония NH4+ захватываются негативно заряженными участками субстрата (CEC¬) предотвращая его нитрификацию, что улучшает питание растений и препятствует его выбросу в воду. Более того, растения потребляют большое количество аммония, аминокислот и мочевины из субстрата. Многие коммерческие удобрения содержат аммоний NH4 (ADA Special Lights/Shade, Tropica Plant Nutrition +, Eudrakon,) или карбамид (NH2)2CO¬ (Seachem Nitrogen) который тоже является легко усваиваемым источником азота, кроме того часть его преобразовывается бактериями в NH4. Таким образом аммония для растений (и водорослей) всегда достаточно, В то же время канистровый фильтр в принципе не может конкурировать с этими процессами. Он не может препятствовать потреблению растениями аммония потому что он образуется непосредственно на листьях, да еще внутри Prandtl boundary¬, или же в субстрате. Фильтр работает над другой задачей - переработка органики и аммония который не был употреблен растениями.

Как и в обычном аквариуме, аммоний NH4 является одним из сильнейших Триггеров¬ роста водорослей, и снижение мощности биофильтрации всегда будет иметь негативные последствия. Поэтому в аквариуме с растениями биофильтрации и циркуляции воды уделяется ничуть не меньшее внимание, даже наоборот. В аквариуме с растениями всегда в наличии интенсивный свет, выброс питания из богатого субстрата¬, большое количество микроэлементов в т.ч. железа, обилие CO2¬. То есть среда для водорослей более чем благоприятная. Если к этому добавится еще и выброс аммония появляется нужная комбинация триггеров¬, и происходит вспышка роста водорослей. В таких условиях предотвращение всплесков концентрации аммония как одного из основных триггеров роста водорослей в аквариуме с растениями становится на порядок более важной задачей, нежели предоставление NH4 для питания растений, которого как мы выяснили в самом аквариуме всегда в достатке. Также ясно и то что роль биофильтра в аквариуме c растениями больше сводится к более эффективной доставке питания и CO2 растениям за счет циркуляции¬ и удаления из воды взвешенной органики, нежели нитрификации¬. А если еще учесть то что взвешенная органика оседая на листьях растений становится постоянным источником локального выброса аммония стимулирующего водоросли, а уровень аммония снижается благодаря растениям, становится понятно что для аквариума с растениями более выгодным будет биофильтр с большой мощностью переработки органики за счет культуры гетеротрофных бактерий¬ а не высокой нитрификации, что и подтверждается опытом применения Hamburger Mattenfilter¬ или сампа с биокольцами в домашнем аквариуме Амано¬.
 Понятно также что один только биофильтр без растений не сможет удалять весь аммоний, в аквариуме всегда будет достаточно много локальных источников которыми могут воспользоваться водоросли. Само по себе наличие одного только аммония не критично потому что водоросли появляются от совокупности триггеров¬, и исчезают не от сверх низких концентраций питания в воде, совершенно наоборот¬ - водоросли исчезают только когда есть оптимальные условия для растений и их биомасса достаточна.  Растения в считанные часы потребляют выброс аммония, и делают они это на порядок быстрее чем канистровый фильтр. Колония батерий в фильтре просто не может в течение минут увеличить свою популяцию чтобы переработать больше аммония - в фильтре существует ограниченная площадь и самое главное - количество кислорода. Растения же наоборот, сразу же готовы потреблять очень большие концентрации аммония оставляя в воде безопасный нитрат NO3. В Nature Aquarium растения постоянно утилизируют аммоний NH4+ как только он появляется в воде, еще до того как его успеют переработать нитрифицирующие бактерии. Чтобы лишний раз не стимулировать водоросли фильтрация в аквариуме с растениями всегда делается довольно мощной, и при хорошем росте растений уровень аммония вряд ли когда то будет превышать те самые 0.02мг/л NH4, а основным источником азота будет все же нитрат NO3.

Таким образом фильтр не может устранить все источники аммония, в реальном аквариуме (не пробирке!) даже при хорошей биофильтрации растения всегда имеют доступ к аммонию и многим другим формам легко усваиваемого азота в воде и грунте. Роль нитрификации в аквариуме с растениями не столь важна, но это вовсе не означает что снижать биофильтрацию разумно, среда слишком благоприятна и для водорослей; вспышки аммония растения устраняют гораздо лучше чем любой фильтр, значит фильтрация аквариума с растениями должна быть с акцентом на гетеротрофные бактерии¬, а не нитрифицирующие; внесение аммония с азотными удобрениями вовсе не обязательно и весьма рискованно - при снижении его потребления растениями можно быстро получить вспышку водорослей, ведь мощность фильтра ограничена.

Для снижения заиливания и стимуляции гетеротрофных бактерий следует использовать наполнители с крупными порами - лучше лаву фракции ~4-8мм. Кроме того, это даст быстрое удаление взвеси из воды, а ваш фильтр будет заиливаться гораздо медленнее - то есть биофильтрация будет стабильнее = меньше выбросов аммония = меньше водорослей. Мое личное предпочтение (и ADA) - минимальная потеря оборота воды фильтра и максимальная площадь крупных пор, поэтому сейчас я укладываю во все три корзинки фильтра лаву фракции 4-8мм, и одну поролоновую губку с мелкими порами сверху в самой верхней корзине. Я также бы хотел использовать в самом низу слой из кубиков из PORET®aqua вроде ADA Bio Rio, но у меня таких нет. Ни в одном из отсеков я не заполняю корзинку полностью, оставляя вверху ~0.5см свободного пространства. Мелкую вату или синтепон использую исключительно временно, в случае большой пересадки растений, цветения воды, или диатомовых водорослей. Каждый раз после взмучивания воды (подмена, стрижка, пересадка растений и пр.) я пару часов периодически поднимаю в воду осевший на растения и грунт детрит при помощи чистилки для стекол. Хороший оборот воды + циркуляция воды по ADA¬ + подача CO2 распылением¬, и аквариум очищается очень быстро. Прозрачность воды будет всегда идеальной.
Обратите внимание что в Nature Aquarium неприменимы навесные и "орошаемые" (trickle)фильтры¬ с биокольцами - они приводят к сильному выветриванию CO2 из воды и денитрификации. Примеры таких фильтров смотри на странице о подаче CO2 в аквариум¬, колонка справа.
^

* следует брать объем не всего аквариума, а живой объем за вычетом грунта и декораций, то есть фактическое количество воды в аквариуме

[1] - CAS Journal, общество аквариумистов Калгари (Calgary, Canada).
[http://www.calgaryaquariumsociety.com/CAS_Journal.html];
по книге "Aquatic Systems Engineering: Devices and How They Function", by P.R.Escobal;
[2] - Diana L. Walstad, "Ecology of the Planted Aquarium: A Practical Manual and Scientific Treatise for the Home Aquarist", 1999, p.63, PDF 12.6Mb
PLANTS and BIOLOGICAL FILTRATION by Diana Walstad, PDF 12.6Mb
инструкция к фильтру Tetratec EX (*.pdf 900kB)
Current effects on plants and algae, Tom Barr

 

welcome

Главная - amania
что такое Nature Aquarium
галерея IAPLC
основы композиции
растения в NA
рыбы в NA
технологии NA
сделай сам (DIY)
вода
свет
co2
субстрат
фильтрация
азотный цикл
удобрения
борьба с водорослями
морской аквариум
что посмотреть
разное
карта сайта

фильтрация

фильтрация
циркуляция воды по Амано
пленка на поверхности
оборот воды
наполнители и промывка
фильтр ADA
jbl cristalprofi 500
tetratec® ex 1200
eheim ecco
eheim pro2
eheim pro 3
eheim intervall wet/dry
орошаемые фильтры и co2
estro-sieve
mattenfilter и Matala®
самп

поиск на сайте


  на » amania