Без кейворду

Рифівництво 101 – Природна фільтрація – Частина 3 Заключна глава

Минулого місяця я говорив в основному про глибокі піщані шари (DSB). Під час тієї дискусії я вказав, що хороший DSB:

має глибину майже 4″ Має пісок розміром з цукор (в межах 0,05-2 мм) Містить численні крихітні організми, що переміщують пісок, які циркулюють у піщаному шарі Не повинен надмірно турбуватися акваріумістом або надмірно активними, великими тваринами, що копають пісок. Якщо використовується основний пісок, він повинен бути засіяний справжнім живим піском Час від часу до ложа необхідно додавати новий живий пісок (ЖП) для підтримки різноманітності Арагонітовий пісок є найкращим, оскільки він легкий, забезпечує буферність, а гладка текстура дозволяє йому “текти”, коли пісок обережно перемішується піскопереміщувачами. Якщо ви можете знайти арагоніт, можна використовувати кремнезем або інші некарбонатні піски

Перш за все, є ще кілька моментів, на яких я хотів би зупинитися. Після того, як піщана подушка засипана в резервуар, на ній повинні з’явитися сліди. Ці сліди – це сліди переміщення піщаних мішалок по піску. Побачити ці сліди під піщаним шаром на фоні скла – дуже добра ознака, оскільки це свідчить про те, що мешканці риють тунелі в шарі піску. З настанням темряви, використовуючи ліхтарик з червоною лінзою, часто можна побачити, як снують нічні тварини, що мешкають у ложі. Через пару годин після вимкнення світла відбувається вибух активного життя. Копеподи та інші нічні мешканці піску виходять погратися, адже вдень, коли горить світло, вони були б легкою здобиччю для багатьох морських риб. Під покровом темряви вони об’їдають пісок акваріума, уникаючи будь-яких хижаків. Через пару місяців зазвичай спостерігається деяке потемніння арагонітового шару. Це зазвичай вказує на те, що формуються зони з темнішим піском, що позначає аноксичні шари з водоростями, що ростуть біля скла. Зазвичай це відбувається тільки біля скла, оскільки в шарі недостатньо світла, щоб підтримувати що-небудь, крім найнижчих світлих водоростей. На деяких грядках, де живуть равлики, водорості ніколи не приживаються, оскільки їх з’їдають равлики.

Невелике застереження: після того, як камінь вилікуваний і резервуар встановлений, перше, що люди додають – це так звана “команда очищення”. Зазвичай вона складається в основному з равликів і крабів-відлюдників. Більшість равликів в порядку, оскільки вони, як правило, травоїдні. Відлюдники більш м’ясоїдні, ніж травоїдні, але якщо свіже м’ясо доступне, це “м’ясо”, як правило, є всіма тими цінними піщаними перевертнями, які так життєво важливі для ложа. Майже кожен акваріуміст дізнається, що відлюдники їдять равликів, іноді для того, щоб отримати їхні мушлі, але частіше просто для їжі. Вони можуть зробити досить коротку роботу з населенням піщаного дна. Якщо ви повинні їх завести, обмежтеся лише парою. Деякі конуси також ласуватимуть мешканцями дна, а великі морські огірки обов’язково вичистять дно. Люди кажуть, що “кукес” (морські огірки) очищають і оновлюють пісок. Це може бути правдою, коли мова йде про бактерії, але інші дрібні істоти (наприклад, стручки) не можуть розмножуватися досить швидко і з часом можуть зникнути.

Заповнення порожнечі

Так сталося, що незадовго до того, як глибокі піщані шари набули популярності, існував інший метод, заснований на субстраті, який робив обходи. Жан Жобер, який працював в акваріумі Монако, розробив метод, дуже схожий за своєю суттю на сучасне глибоке піщане ліжко. Вперше він потрапив до Америки завдяки Тому Фрейксу, і був запатентований в 1991 році Жабером. У США він став відомий як метод природного зменшення нітратів (NNR). Унікальною його частиною була порожнеча під грядкою, створена за допомогою пленуму. Пленум – це просто пористий ящик, розміщений на дні грядки. Потім він засипається гравієм. Сам пленум може бути від півдюйма до двох дюймів заввишки. Потім він засипається щонайменше 4 “дюймами додаткового гравію. Жобер стверджував, що його система дозволяє створювати зони, як у глибокому піщаному шарі, але пленум обмежує загальну площу, оскільки дозволяє частково насиченій киснем воді існувати в порожнечі пленуму. Це дуже добре працювало в Монако, але не дуже добре, коли потрапляло в руки домашнього акваріуміста. Це була не зовсім вина Жобера, оскільки багато хто не слідував його дизайну. Замість гравію використовувався живий пісок. Це настільки обмежило течію, що порожнеча пленуму незабаром стала повністю анаеробною. Людям не дуже подобалося, що чверть акваріума відводилася під субстрат, тому вони зменшили кількість гравію, що покривав пленум. Це дозволило занадто великій кількості насиченої киснем води потрапляти в порожнечу, і денітрифікація так і не була встановлена. Для циркуляції води в порожнечу використовували насоси з тим же результатом. Сьогодні рідко можна побачити пленумну систему, оскільки було виявлено, що глибокий піщаний шар так само добре справляється з денітрифікацією.

Ліжко у відрі

Ентоні Кальфо отримує кредит за цей метод. Хоча він сам називає його “піщаним шаром у відрі”, його правильніше називати віддаленим глибоким піщаним шаром (RDSB). Це просто глибокий шар піску, який, замість того, щоб знаходитися в резервуарі, знаходиться в іншій ємності, будь то велике відро, відстійник або рефугіум. Ентоні стверджує, що це дозволяє утримувати ліжко в темряві, тим самим усуваючи спалахи водоростей, які іноді трапляються в яскраво освітленому акваріумі. Він також використовує більш високі потоки, ніж більшість акваріумів. Нарешті, і це дуже важливий момент, це те, що його набагато легше вимкнути з мережі, ніж очистити глибоке піщане дно в акваріумі, якщо щось піде не так.

У мене є лише два заперечення проти цього методу. По-перше, деякі з цих шарів дуже глибокі, і навіть при запропонованих високих швидкостях потоку вони ризикують стати повністю анаеробними. По-друге, вони мають дуже обмежену площу поверхні у порівнянні з внутрішнім шаром. Це означає, що вони можуть витримувати менше навантаження. Рифівники, які їх використовують, часто повідомляють про хороші результати, але рівень нітратів коливається в межах 5 проміле. Хоча це не так вже й погано, деякі види риб, що утримуються в акваріумах, не можуть витримувати такий високий рівень протягом тривалого часу. Звичайний глибокий піщаний шар зазвичай утримує рівень нітратів біля межі виявлення, якщо він добре налаштований і підтримується. Ентоні знає свою справу і каже, що його метод простіший, ніж глибокий піщаний шар на основі акваріума. Оскільки рефугіуми стають набагато більш поширеними в домашніх акваріумах навіть у порівнянні з кількома роками тому, цей метод має багато переваг.

Ще одним широко розрекламованим методом є використання чудодійної грязі Ecosystem. На відміну від глибокого піщаного шару, грязь використовується в реакторі, подібно до більшості рефугіумів. Стверджується, що грязь усуває нітрати, знижує рівень фосфатів і забезпечує контрольоване вивільнення “необхідних” елементів у товщу води. Всі ці переваги досягаються при витратах в 4-6 разів менших, ніж при наявності глибокого піщаного дна. Воістину, це диво за будь-якими відомими мірками. Грязь є справжньою гряззю (розмір частинок менше 0,05 мм і складається переважно з кремнеземних глин і мулу). Вона також доповнена 68 “Мінералами та мікроелементами”, що практично охоплює більшу частину періодичної таблиці елементів. Ці мікроелементи з часом розчиняються і поповнюють втрачені мікроелементи в морському резервуарі. Я ще не знайшов жодного посилання на необхідність празеодиму для біологічного здоров’я, але знаючи, що він є, готовий поповнити біологічне поглинання цього “важливого” елемента в одному з акваріумів, повинен створити теплу атмосферу для будь-яких рифологів, які використовують цей продукт. Я дійсно здригаюся від того, що він перераховує срібло як один з доданих елементів. Мідь є потужним біоцидом, але вона блідне в порівнянні зі сріблом. Я вірю, що більшість перерахованих елементів знаходяться на дуже, дуже низьких рівнях, інакше потрібно мати дозвіл EPA на небезпечні відходи, щоб позбутися бруду, насиченого сурмою, барієм, кадмієм, хромом і безліччю інших металів, регульованих EPA.

Він вимагає лише 1-дюймового шару в реакторі, що складає приблизно четверту частину від того, що використовується в справжньому глибокому піщаному шарі. Хоча шар тонкий, він, ймовірно, має аноксидні зони близько до верхньої частини шару. Воді дуже важко циркулювати в піщаному шарі, не кажучи вже про шар бруду. Це вже саме по собі означає низький рівень кисню в системі “Чудо-грязі”.

Механізм видалення фосфатів не дуже добре пояснений. Можливим ключем до цього є те, що ліжко реактора засаджене Caulerpa sp., макроводоростями з сумнівною користю. Припускаю, що мінімальна коренева структура Caulerpa sp. підтримує цілісність шару і слугує основним експортним агентом для винесення фосфору, з чим активно зростаючі водорості дуже добре справляються.

The Mud is partly replaced after a two-year period, 50% each year. Although that is not a great deal, it costs twice as much as true live sand and with live sand, you only add about 5-10% per year. I guess you figured out that I am not a major proponent of this system. Still, it has a large following. But I sure wish they would publish a paper on the long term (>3 роки) результатів використання цього методу.

Як би там не було, а тут – каламуть в оці.

У літературі описано багато інших фільтрів піщаного типу, але перераховані вище є найбільш поширеними. Передував шаровим фільтрам метод природної фільтрації, розроблений для Смітсонівського інституту на початку 1980-х років Уолтером Ейдеєм (Walter Adey). Він називався “водоростевий скрубер” і складався з великих лотків біля резервуару з переривчастим потоком води через матеріал лотка (пластиковий екран). Він освітлювався, і на екранах заохочувався ріст коричневих або зелених дернових водоростей. Ці водорості поглинали як нітрати, так і фосфор у міру зростання. Час від часу екран обережно зішкрібали і видаляли деякі водорості. Це все одно залишало плівку активних водоростей для продовження процесу. У деяких конструкціях використовуються два набори лотків, які очищаються по черзі.

Я ніколи не був впевнений, чому на лотках використовується переривчастий потік. Ейді використовував відра для забезпечення сплесків потоку, які, за його словами, імітували хвильову дію. Я не знаю, чому це важливо, але припускаю, що, можливо, на лотках також присутні бактерії. Періодичний вплив атмосфери забезпечував би бактерії киснем, не вимагаючи від самої товщі води; дещо схоже на фільтр, що стікає (мокрий/сухий).

Основним недоліком цієї конструкції є періодичне вивільнення водоростей з решітчастих матів. Це часто призводить до появи “зеленої води” в акваріумі, і для очищення акваріума після такої події потрібен каністровий фільтр. Фільтр також був досить великим, його важко сховати і він досить шумний, коли відро скидає воду, тому з часом він втратив популярність. Деякі люди використовують його як природний метод фільтрації сьогодні, і цей метод дійсно працює.

В даний час спостерігається тенденція до використання макроводоростей для виконання тієї ж роботи, що і дернові фільтри Адея. Перевага полягає в тому, що макроводорості не потребують складної системи дозування і не виникають спалахи “зеленої води”, принаймні майже не виникають. Це, ймовірно, допомагає утримувати піщаний шар на місці і, можливо, допомагає переміщати шар по мірі росту його кореневої системи. Caulerpa sp. росте дуже швидко, і її можна збирати у великій кількості в резервуарі. Основним недоліком є її бур’яноподібна природа і розмноження шляхом утворення спор. Час від часу вона стає “статевозрілою”, і в кінцевому підсумку водорості з’являються по всьому акваріуму. Він дуже інвазивний, фактично, настільки інвазивний, що є проблемою на нашому тихоокеанському узбережжі, і його використання в Каліфорнії заборонено.

Однією з прихованих небезпек водоростей, що вступають у стадію спороношення, є потік незапліднених спор, які можуть розпастися незабаром після того, як вони будуть випущені назовні. Це може спричинити серйозне падіння вмісту розчиненого кисню в акваріумі, що може призвести до травмування або загибелі мешканців акваріума. Не тільки Caulerpa sp., але й привабливі кактусові водорості Halimeda sp. можуть мати ці статеві репродуктивні стадії з відповідними проблемами.

Для Caulerpa sp. існують кращі варіанти, і найбільш використовуваним макроорганізмом сьогодні є Chaetomorpha, відома як водорості-спагетті. Ці швидкозростаючі плаваючі водорості майже так само добре, як і Caulerpa sp., видаляють поживні речовини шляхом експорту. Всі водорості поглинають азот і фосфор; все, що потрібно – це водорості, які швидко ростуть. Швидкий ріст прирівнюється до швидшого поглинання. Після досягнення достатнього росту водорості просто обрізають, а надлишки викидають (що викликало гнів каліфорнійської влади у випадку з каулерпою). “Chaeto” легко отримати і це кращий вибір, ніж Caulerpa sp.

Рефугіум – місце притулку

Як випливає з назви цього розділу, рефугіум – це безпечний притулок. Він не є природним фільтром, але часто заселений великою кількістю макроводоростей, що робить його частиною природного фільтра. Рефугіуми, також відомі як “фуги”, іноді є частиною відстійника, але також можуть бути автономними. Окремий резервуар – це просто резервуар, який освітлюється і, як правило, має меншу швидкість потоку, що проходить через нього з основного резервуару або відстійника. Часто він має DSB і може мати живий камінь (LR). Макро водорості використовуються в більшості випадків, але не обов’язково. Деякі люди пропускають через фугу високу швидкість потоку, і це, як правило, краще, якщо фуга також використовується як віддалений DSB. У відстійнику немає худоби – це дозволяє крихітним істотам, які мешкають у відстійнику, мати безпечне місце для росту і розмноження. Це добре для макроводоростей, оскільки рослиноїдні риби, як правило, їдять макроводорості в акваріумі. Проблема з цим типом обрізання водоростей полягає в тому, що нічого не вивозиться з акваріума, і більшість поживних речовин у водоростях повертається у товщу води шляхом виділення. У разі збереження фуги, її можна збирати, а поживні речовини виводити за допомогою ретельної обрізки. Дуже часто висаджені фуги мають так званий зворотний фотоперіод. Це коли рефугіум освітлюється, коли в основному резервуарі темно. Це дозволяє макроводоростям у фузі виробляти кисень вночі. Це допомагає контролювати низькі коливання рН і знижений рівень розчиненого кисню, які зазвичай відбуваються в акваріумі вночі.

Такі важливі для DSB істоти, як черв’яки і копеподи, недовго живуть в акваріумі, оскільки хижі риби і безхребетні поїдають їх. Знову ж таки, вони плідні і розмножуються в простому рефугіумі. Сьогодні багато рефугіумів є досить великими, тому для піщаного шару потрібна набагато більша площа поверхні, ніж для маленьких рефугіумів, що використовувалися в минулому. Встановити його настільки просто, що будь-який серйозний рифовод повинен подумати про його наявність. Примітка редактора: Ознайомтеся з Reefslides цього місяця: “Рефугіуми, природно!”

Денітрифікатори – старий метод отримує нове життя

Тепер перейдемо до методу денітрифікації WaterKeeper, біомеханічного видалення азоту з резервуару. Ну, насправді ніхто ніколи не називав це методом WaterKeeper, оскільки я ніколи не оприлюднював свої власні розробки. Коли я займався лише рибами на початку 1980-х років, було широко проголошено, що нітрати є токсичними для морських риб, якщо їх вміст перевищує 40 проміле. Цей рівень був цікавим, оскільки він також був лімітом EPA для нітратів у питній воді, що, можливо, не було простим збігом. Так чи інакше, так сталося, що я працював над розробкою установок денітрифікації упаковки для фармацевтичного заводу. Звичайно, я побудував прототип, але використовував його на власному морському резервуарі, а не на переробці свинячих кишок, які використовувалися для вирощування лікарських препаратів. Це був популярний на той час мокрий/сухий спосіб, з додатковими модулями, які створювали додаткові аноксидні умови після мокрого/сухого способу. Першим модулем був деоксигенатор, в якому газ азот барботувався через стічні води з мокрого/сухого способу для деаерації. Потім невеликий дозуючий насос додавав кукурудзяний сироп, пізніше замінений на етанол, оскільки кукурудзяний сироп забивав насос, забезпечуючи джерело вуглецю. Потім він має модуль, де азот продуває підгравійний фільтр для перетворення нітратів на газоподібний азот під дією бактерій. Звідти він проходить через іншу аеровану підгравійну секцію, де повітря знову потрапляє у товщу води. Заключним етапом був мікрополірувальний фільтр. За словами Джорджа, він працював. Він мав той недолік, що був більш ніж вдвічі більший за 55-галонний бак, який він обслуговував, і коштував більше 500 доларів на будівництво. Також було потрібне джерело дешевого азоту. Як я знав, жоден доглядач рифів ніколи в здоровому глузді не заплатить більше 500 доларів за обладнання; це була єдина в своєму роді модель. Звичайно, якби я приділяв більше уваги на уроках економіки, я б продавав його сьогодні.

Сьогодні ви все ще можете придбати установки, які працюють подібно до тієї, яку я побудував тоді, однак без необхідності дуже великих резервуарів для азоту, які використовувалися в моїй конструкції. В даний час однією з найбільш популярних конструкцій є так званий змійовиковий денітрифікатор. Це просто трубка або шланг, загорнутий у довгу котушку. Потім через трубку направляється слабкий потік, і бактерії колонізують внутрішню поверхню. У деяких конструкціях джерело вуглецю (наприклад, цукор) додається на початку змійовика. Оскільки трубка дуже довга, щонайменше 50 футів, кисень виснажується, коли вода проходить вниз по довжині трубки. Вуглець забезпечується відходами бактеріального метаболізму перед аноксидними зонами в трубі. Зазвичай тільки цього достатньо для зменшення вмісту нітратів. Останній етап аерації видаляє газ азот зі стічних вод. Іноді його пропускають через скімер для досягнення реоксигенації. Невеликі установки використовують стандартні авіатранспортні труби. Більші установки виготовляються з садового шлангу, котушка якого занурюється в ємність з підігрівом. Потік через малі апарати становить близько півлітра на годину. Більші установки можуть обробляти вдвічі більшу кількість, а іноді і більше.

Інший варіант – блокові денітрифікатори. Тут лист лексану, подібний до того, що використовується для флуоресцентних світлових панелей, є денітрифікуючим пристроєм. Ці листи мають трубчасту структуру, в якій ростуть бактерії. Їх функція така ж, як і у котушкових денітрифікаторів у більшості установок.

Основним недоліком цих систем є дуже низький потік через змійовики. Виробництво нітратів у рифовому резервуарі відбувається безперервно, і, оскільки ці реактори щодня обробляють лише 5-10% води, це призводить до повільного накопичення нітратів на дисплеї. Більшість приладів стверджують, що вони знижують рівень нітратів до 5 проміле, що недостатньо для задоволення потреб більш чутливих організмів. Ви можете подовжити трубку, але це створює іншу проблему. Врешті-решт ви досягаєте такої довжини, коли останні стадії системи є повністю анаеробними. Тоді, з великою кількістю сульфатів у солоній воді, вона теж відновлюється до токсичного сірководню. Секція реаерації цих денітрифікаторів видаляє величезну кількість сульфіду зі стічних вод. Тим не менш, якщо стічні води смердять тухлими яйцями, то необхідно скоротити довжину котушки. Робіть це в невеликих кількостях, поки сульфіди не стануть невидимими. Якщо додати залізо, воно також зв’яжеться з сірководнем і зробить його нерозчинним. Багато конструкцій денітрифікаторів доступні на форумі Reef Central “Зроби сам”, тому побудувати свій власний не так вже й складно.

Тримайте руки подалі від цих пультів

Одна з найгірших відповідей “Допоможіть мені”, яку я бачу, це коли хтось запитує: “У мене є мокрий/сухий і я використовую біокульки. Чи слід мені замінити біокульки, оскільки у мене високий вміст нітратів?”. Тоді “помічник” каже людині, що вона повинна замінити біокульки на щебінь з живої породи (маленькі подрібнені шматочки LR). Погано те, що це нічого не вирішує і навіть може погіршити проблему.

Пам’ятаєте, коли ми говорили про денітрифікацію, ми говорили, що повинні бути присутніми аноксичні умови. У повністю зануреній живій породі, що знаходиться в дисплеї або відстійнику, структура пор забезпечує обмежену площу для формування аноксидних умов. Тепер помістіть ту ж саму породу в повітря і просто розбризкуйте на неї воду, насичену киснем, годину за годиною. Аноксидні умови кидаються в очі; на породі немає зони з низьким вмістом кисню. Використання щебеню для заміни синтетичних середовищ у вологому/сухому стані не вирішує проблему нітратів. Насправді, це може погіршити її, оскільки часто на щебені будуть рости ціанобактерії. Ціанобактерії мають здатність “фіксувати” азот, тобто перетворювати газоподібний азот в аміак або безпосередньо в нітрати. Оскільки ціанобактерії отримують весь азот, який вони можуть використовувати з атмосферного повітря, вони можуть додавати нітрати в резервуар на додаток до того, що резервуар виробляє сам.

Ще один сумнівний фільтр – каністра, завантажена щебенем. Тепер ми маємо повністю занурену породу, яка сидить у темряві. Кораловий покрив, що покриває поверхню, не отримує світла і припиняє вироблення кисню. Незабаром він відмирає і через деякий час на камені залишається лише слиз бактерій. Він може зменшити кількість нітратів, але він також є кисневою губкою. Якщо біологічне навантаження (худоба) стає надмірним, воно може знизити рівень розчиненого кисню в системі до небезпечного або навіть смертельного рівня. Каністри призначені для механічної або хімічної фільтрації. Ніколи не використовуйте їх як біофільтр у морському акваріумі. Збережіть уламки і використовуйте їх у сховищі, якщо бажаєте.

Як Ви вже, мабуть, знаєте, старі методи фільтрації, такі як підгравійні фільтри (UGF), мокрі/сухі та біоколеса, не вважаються належними фільтрами для морського акваріума. Вони добре працюють в акваріумах з рибами, де можна терпіти більш високі рівні нітратів, але їх слід уникати в рифових акваріумах.

Скромне біоколесо є певним винятком. У минулому у мене був 20-галонний лікарняний акваріум, обладнаний UGF, і я дозволяв йому працювати весь час, якщо це було потрібно. Я думаю, що саме Стівен Про запропонував кращий метод. Стів встановлює лікарняний бак тільки тоді, коли це потрібно. Я запитав про те, як він підтримує його циклічність, оскільки при новому встановленні це майже стерильне середовище. Стівен відповів, що він використовує невелике підвісне біоколесо на відстійнику, і якщо потрібен Н-бак, він просто переміщує його в цей бак. Чудова ідея; тож я придбав маленький фільтр з біоколесом Whisper, і він стоїть на відстійнику. Він невеликий, близько 100 галонів на годину і працює тільки на біоколесі, без носія, він дійсно не робить багато для збільшення нітратів. Коли мені потрібен відстійник, я просто наповнюю його водою з основного резервуара і переміщаю фільтр з біоколесом в цей резервуар. Миттєвий лікарняний резервуар і це економить необхідність компенсувати випаровування та інші рутинні обов’язки, необхідні для підтримки постійного лікарняного резервуару

На ринку доступні всі види біологічних фільтрів з механічною підтримкою. Нові з’являються щодня. Як говорить старе прислів’я: “Важко вдосконалити матінку-природу”. Якщо ви використовуєте хороший DSB і маєте принаймні фунт живого каміння на кожен галон ємності резервуара, то єдина механічна допомога, яка потрібна, – це насос для забезпечення потоку через дисплей. Будьте обережні – якщо ви хочете використовувати дистанційний DSB або денітрифікатор котушкового типу, вони, ймовірно, допоможуть, але вони можуть не знизити рівень нітратів досить далеко для дуже чутливих безхребетних.

Наступного місяця ми коротко поговоримо ще про декілька речей, які слід врахувати перед зарибленням акваріума. Побачимося одразу після 4 липня.

Якщо у вас є питання або коментарі щодо цієї статті, будь ласка, відвідайте цю тему на форумі New to the Hobby на Reef Central.

Source: reefkeeping.com