Без кейворда

Защита системы от Meltdown – останавливаем Мерфи на его пути: Часть I

Примерно раз в месяц я слышу о том, что у одного из членов моего местного риф-клуба разбился аквариум. Под катастрофой аквариума я подразумеваю событие, в результате которого погибло или значительно пострадало множество организмов. Многие из этих катастроф настолько серьезны, что после них рифовод настолько разочарован и раздавлен потерей, что продает оставшееся оборудование и живность и полностью опускает руки. Хобби рифоводства может быть настолько полезным, что мне всегда жаль видеть, как любители уходят из жизни.

При правильном планировании нет особых причин терять красивый риф, такой как изображенный здесь. Многие кораллы в центре 400-галлонного рифового аквариума автора были раздроблены бесчисленное количество раз за последние семь лет. Очень немногие виды/цветовые морфы кораллов когда-либо были непреднамеренно потеряны. Большинство кораллов было пересажено из 110-галлонного аквариума летом и осенью 2005 года. Оранжевопятнистая рыба-фила (Oxymonacanthus longirostris) на фотографии живет у автора уже около двух лет и пока не потребляла никакой другой пищи, кроме коралловых полипов.

Большое количество потерь можно легко предотвратить, если проявить немного планирования и предусмотрительности и понять, что именно может пойти не так. Необходимо тщательно оценить ценность организмов, собранных в аквариуме, с точки зрения их долларовой стоимости, сентиментальной ценности и увеличения стоимости от роста кораллов и созревания рыб (особенно рыб-клоунов, откладывающих икру). Оцените эту стоимость, а затем добавьте к ней усилия, необходимые для повторного получения всех этих организмов, и можно быстро понять, что защита ваших инвестиций с помощью советов, о которых я расскажу в следующей серии статей, – не слишком большая цена за душевное спокойствие. Если учесть все поездки в аквариумные магазины в поисках необычной цветовой морфы, усилия, затраченные на размещение всех кораллов и, возможно, их выхаживание до здорового состояния после приобретения в магазине в менее чем идеальном состоянии, время карантина для рыб, а также определение порядка подсадки рыб, чтобы минимизировать драки, можно понять, что для большого аквариума, который был установлен в течение нескольких лет, ценность живности в вашем аквариуме может измеряться тысячами, а не сотнями долларов!

Если заранее подумать о предотвращении несчастных случаев в аквариуме, то нет причин, по которым многие красивые морские виды не могут сохраняться в течение многих лет. Здесь изображена коралловая рыба-ястреб автора (Cirrhitichthys oxycephalus), сидящая фотогенично на зеленой Montipora digitata с синим моллюском Tridacna maxima на заднем плане.

Потеря циркуляции воды

Самой распространенной причиной потери поголовья, от которой я пострадал дважды, является потеря циркуляции воды. В зависимости от конструкции вашей системы, как только основной циркуляционный насос перестает работать, падение концентрации растворенного кислорода в аквариуме может быть очень быстрым. Скорость этого падения зависит от многих факторов, но больше всего оно происходит ночью в сильно заселенном аквариуме с песчаным дном. Я ничего не имею против песчаного дна (оставлю эти споры яростным сторонникам “голого дна” против “глубокого песчаного дна”), но несомненно, что организмы в песчаном дне, по крайней мере в его верхних слоях, потребляют кислород и ускоряют падение концентрации растворенного кислорода в аквариуме.

Я заметил, что первыми организмами, страдающими от низкого уровня кислорода, обычно являются крупные, активные рыбы, такие как танги и рыбы-бабочки. Рыбы, которые естественным образом происходят из особенно хорошо насыщенной кислородом части рифа (например, Pseudanthias spp.), также быстро страдают от кислородного голодания. Однако рыбы, привыкшие жить в местах со слабым течением, или там, где оно отягощено детритом, или те, которые отличаются меньшей активностью, кажутся гораздо менее восприимчивыми (мандаринки и рыбы-клоуны, например). Удивительно, но я обнаружил, что кораллы, включая Acropora и другие мелкополиповые каменистые кораллы, удивительно устойчивы к коротким периодам (несколько часов) низкого уровня растворенного кислорода. Обычно, когда циркуляция возобновляется, многие кораллы расправляют свои полипы как ни в чем не бывало, даже те, которые были подвержены воздействию воздуха и частично высушены им во время потери циркуляции.

Воздушный насос с датчиком потери тока и автоматической активацией, работающий от аккумулятора, может обеспечить обитателей аквариума живительным кислородом в случае отключения электроэнергии. Насос может работать в течение нескольких дней на свежих батарейках.

Потеря циркуляции может произойти по многим причинам, но самой распространенной и самой простой для планирования является временная потеря электроэнергии. Конечно, вероятность потери электроэнергии зависит от того, где вы живете, но нигде, насколько я знаю, вероятность потери электроэнергии не равна нулю. Несколько лет назад я наткнулся на обязательный продукт, который, по моему убеждению, должен быть у каждого, у кого есть аквариум, рифовый или иной: воздушный насос на батарейках, который содержит внутреннюю схему для определения потери напряжения переменного тока, после чего немедленно включается и начинает качать воздух. Со свежей парой щелочных батареек размера D эти насосы могут работать несколько дней на полную мощность. При возобновлении подачи электроэнергии они немедленно отключаются, чтобы свести к минимуму попадание солевых брызг. Цена этих насосов обычно составляет около 13-17 долларов США, поэтому они по карману любому. Я обнаружил, что одной такой помпы примерно на каждые два фута (609 м) длины аквариума достаточно, чтобы поддерживать уровень кислорода в здоровом диапазоне для всех рыб и беспозвоночных в среднем аквариуме. Я сделал свои собственные небольшие акриловые кронштейны, чтобы повесить насос около верхней части аквариума в задней части, вне поля зрения. В качестве альтернативы, насосы можно расположить на некотором расстоянии, при условии, что не будет слишком большого противодавления через трубки, идущие к аквариуму. Насосы должны быть прикреплены к куску жесткой воздушной трубки. Трубка проводится до самого дна аквариума и заканчивается аэртоном. Я обычно прячу трубку и аэратор за камнями (все мои аквариумы в итоге выглядят как “каменная стена”, которую, как пишут во всех книгах, нельзя иметь). Между насосом и жесткой воздушной трубкой также следует установить недорогой пластиковый обратный клапан. Это, в сочетании с расположением воздушного насоса вблизи верхнего уровня воды в резервуаре, исключает возможность непреднамеренного сифонного слива воды из резервуара на пол вашей гостиной. Удивительно, но я обнаружил, что ни жесткая трубка воздушной линии, ни воздушный камень не засоряются из-за роста водорослей или других организмов, и обычно можно рассчитывать на нормальную работу системы даже после того, как она не работает в течение многих лет. Тем не менее, конечно, рекомендуется проверять систему каждые несколько месяцев, поскольку контроль качества этих недорогих насосов может быть не таким высоким, как у другого аквариумного оборудования.

В краткосрочной перспективе мало сомнений в том, что потеря поголовья при циркуляции вызвана низким уровнем растворенного кислорода. Хотя воздушный насос с аирстоуном предотвращает эту потерю, при такой конфигурации создается незначительное движение воды. Я провел в лаборатории эксперименты по массообмену, которые убедительно доказали, что скорость переноса кислорода в водоем с соленой водой намного выше при использовании воздуха, выходящего из аэротрубы, чем при использовании простого открытого куска жесткой трубы. Однако открытая трубка создает в аквариуме большую турбулентность, чем аэротруба, поскольку крупные пузырьки воздуха поднимаются гораздо быстрее. По моему опыту, большинство кораллов не страдают от потери тока в краткосрочной перспективе, однако можно добавить дополнительный аварийный воздушный насос, заканчивающийся открытой трубой, чтобы создать дополнительную турбулентность для поддержания здоровья кораллов.

Аварийные воздушные насосы, безусловно, являются недорогой страховкой для вашего рифового аквариума и могут помочь защититься от потерь из-за отключения электричества. Лучше всего подключить эти воздушные насосы к той же розетке, что и основной циркуляционный насос (при необходимости проложите удлинители или силовые планки), чтобы, если по какой-либо причине произойдет потеря электроэнергии (общая потеря электроэнергии в доме или потеря электроэнергии только в этой розетке, как в случае срабатывания прерывателя замыкания на землю), воздушные насосы были активированы.

Также возможно, что потеря рециркуляции может быть вызвана чем-то другим, кроме потери электроэнергии. В этом случае воздушные насосы не помогут решить проблему. Это обстоятельство также имело место в одном из моих аквариумов, что привело к гибели нескольких крупных рыб. Существует ряд причин, по которым потеря циркуляции может произойти без потери электричества, но обычно в аквариумах с отстойниками, если это происходит, уровень воды в самом аквариуме, а не в отстойнике, падает, поскольку вода стекает обратно в отстойник. Если ваш резервуар подключен правильно, уровень воды упадет только до уровня перелива или разрыва сифона. В этом случае головка питания, расположенная в верхней части аквариума таким образом, чтобы при небольшом снижении уровня воды, вызванном отказом основного циркуляционного насоса, воздух всасывался в головку питания, образуя рой пузырьков, которые будут распределяться по всему аквариуму, обеспечивая тем самым достаточное поступление кислорода в воду. Возможно, придется поэкспериментировать с правильным уровнем размещения такой головки, и в этом может помочь вставка куска трубки в аспирационное отверстие головки. Трубку можно обрезать до нужной длины, чтобы воздух всасывался, когда уровень воды в аквариуме достигает минимума, но не когда системы циркуляции работают нормально.

Снижение риска

Я описал, как подготовиться к потере циркуляции и обезопасить себя, но в идеале мы хотели бы сделать потерю циркуляции менее вероятной. Для тех аквариумистов, которые используют подвесной перелив, а не просверленный, перелив имеет значительный риск выхода из строя. Переливы могут выйти из строя из-за потери сифона либо в их U-образной трубке, либо в любом контуре, используемом для поддержания потока из аквариума (переливы типа CPR). Потеря сифона обычно происходит из-за скопления пузырьков в верхней части U-образной трубки или петли. Эти пузырьки могут образовываться в результате работы насосов, всасывающих воздух, или пузырьков, выделяемых в аквариум из водорослевых матов, песка, водорослей в трубках и т.д. Как известно тем, кто эксплуатировал переливные устройства, во многих случаях существует “золотая середина” для скорости потока через перелив. Слишком высокая скорость потока в резервуар приводит к тому, что перелив не справляется со своей задачей или, в некоторых случаях, из-за сильной турбулентности, когда вода устремляется в перелив, больше пузырьков попадает в U-образные трубки, что приводит к потере сифона. При слишком низкой скорости потока пузырьки могут попадать в U-образную трубку и не выходить наружу, что также приводит к потере сифона. Сифоны U-образных трубок также могут выйти из строя во время кратковременного отключения электроэнергии, если U-образная трубка немного приподнята и уровень воды по обе стороны трубки опускается слишком низко, что также приводит к потере сифона. U-образные трубки также могут засоряться рыбами, улитками, другими беспозвоночными или мусором, поэтому лучше всего попытаться защитить U-образную трубку от засорения такими животными. Я обнаружил, что наклеивание пластиковых кабельных хомутов крест-накрест на входное отверстие U-образной трубки обычно достаточно для защиты от внезапного засорения.

Еще один способ снизить риск потери циркуляции – использовать более надежный основной рециркуляционный насос или, в идеале, в больших системах использовать дублирующие циркуляционные насосы. У меня в шкафу полно вышедших из строя погружных насосов самых разных производителей. Хотя я не утверждаю, что нетнадежных погружных насосов, я скажу, что как класс насосов они гораздо менее надежны, чем внешние насосы. Проблема с погружными насосами заключается в том, что очень немногие из них спроектированы так, чтобы правильно рассеивать тепло. В соленой воде в более теплой воде вблизи крыльчатки происходит медленное осаждение карбоната кальция, что в конечном итоге приводит к заклиниванию крыльчатки. Скорее всего, это произойдет сразу после отключения электроэнергии, когда насос просто не запустится. Некоторые общедоступные, недорогие и очень популярные погружные насосы имеют еще более серьезный недостаток конструкции. Когда эти насосы выходят из строя, они продолжают потреблять энергию и выделять тепло, а когда их пластиковый корпус трескается или плавится, они могут в конечном итоге выбросить в воду токсичные химикаты, что может привести к практически 100%-ному уничтожению аквариума. Некоторые любители заблуждаются, полагая, что если они будут регулярно чистить свои насосы, растворяя отложения кальция кислотой или уксусом, то проблема никогда не возникнет. Конечно, регулярная чистка помогает, но в действительности насосы с таким недостатком конструкции являются бомбами замедленного действия в каждом аквариуме, где они используются.

Внешние насосы не полностью защищены от отложений кальция, и по этой причине мы должны быть внимательны при их включении и выключении. Многие аквариумисты устанавливают основные циркуляционные насосы на таймеры кормления, которые отключают насосы на несколько минут во время кормления. Хотя это может быть способом минимизации отходов от пищи, потерянной из-за того, что она попадает в отстойник, это преимущество должно быть сопоставлено с риском того, что насос не включится. Внешние насосы различаются по степени риска заедания из-за образования кальциевых отложений, и при поиске надежного циркуляционного насоса я советую любителям провести небольшое исследование марки, которую они планируют использовать, или просто выбрать марку, которая имеет устоявшуюся репутацию надежного насоса среди любителей. Существует множество отзывов любителей о надежности различных насосов, например, на сайте Reef Central. Суть в следующем: все насосы рано или поздно выходят из строя, поэтому разумный аквариумист держит наготове запасной, исправный насос. Для очень дорогих систем можно использовать два или более циркуляционных насосов, что позволит избежать выхода из строя одного насоса без риска потерять систему. Существуют также датчики скорости потока, которые можно подключить к системе циркуляции и которые будут подавать сигнал тревоги и/или звонить по телефону, когда почувствуют снижение скорости потока, если их использовать вместе с контроллером системы.

Системы автоматического дозалива

Я твердо верю в автоматизацию рутинных работ по обслуживанию резервуара, насколько это возможно. Конечно, одной из самых распространенных операций является добавление пресной воды или калквассера (раствора гидроксида кальция) для замены ежедневного испарения. Чрезмерное добавление калквассера или пресной воды – еще одна распространенная катастрофа в аквариуме, которая, как я знаю, полностью уничтожила аквариумы некоторых членов моего клуба. Такое чрезмерное добавление может вызвать резкие изменения солености и pH, и может произойти из-за сбоев в автоматической технике добавления воды. При добавлении кальквассера из резервуара важно убедиться, что трубка для добавления воды не может соскользнуть вниз и случайно закачать суспензию гидроксида кальция в аквариум. Слишком быстрое добавление воды из резервуара может произойти, если резервуары для добавления воды находятся на более высоком уровне, чем отстойник или резервуар, в который они добавляются, поэтому образуется сифон, который добавляет жидкость до тех пор, пока уровни не выровняются.

По моему опыту, самый безопасный способ автоматизировать долив воды – использовать перистальтический насос в сочетании с недорогим датчиком уровня и стандартным ламповым таймером. Перистальтический насос перемещает воду, продавливая ее через участок трубки с помощью подвижных роликов. Эти насосы несколько дороже других устройств для перекачки небольших объемов воды, но их преимущество в том, что они могут перекачивать воду вверх или вниз из резервуара в резервуар, расположенный на много футов или даже несколько этажей выше по высоте. Эта способность перистальтических насосов позволяет располагать резервуар для пополнения воды на значительном расстоянии от резервуара, что удобно, если вблизи резервуара мало места и вы хотите свести к минимуму шум или беспорядок рядом с резервуаром. Наличие удаленного резервуара для воды также может позволить сделать резервуар очень большим, чтобы свести к минимуму частоту, с которой за ним нужно ухаживать, или обеспечить достаточную емкость для того, чтобы аквариумист мог находиться вдали от аквариума в течение длительного времени. К дополнительным преимуществам перистальтических насосов относятся отсутствие необходимости в заливке, отсутствие опасности повреждения в случае пересыхания и малая вероятность возникновения сифона в любом направлении при выключенном насосе. Ролики на насосе действуют как клапан на трубке, когда насос выключен. Однако перистальтические насосы не являются надежными, их трубки со временем изнашиваются и образуются утечки, поэтому их необходимо осматривать и заменять по мере необходимости.

Я обнаружил, что контроллеры уровня, активируемые давлением, гораздо надежнее поплавковых выключателей. Поплавковые выключатели могут выйти из строя из-за образования на них отложений или просто из-за того, что оборудование в отстойнике прислоняется к ним и не позволяет им свободно перемещаться вверх и вниз. Я использую недорогие регуляторы уровня, активируемые давлением, уже много лет, и у меня никогда не было никаких сбоев. В идеале перистальтический насос подключается к контроллеру уровня, а затем контроллер уровня подключается к таймеру. Длительность его работы и скорость перистальтического насоса устанавливаются таким образом, чтобы в крайне редких случаях, когда контроллер уровня выходит из строя во включенном состоянии, насос мог перекачать лишь немного больше требуемого ежедневного количества воды для долива. Таким образом, у вас будет много дней для обнаружения проблемы, а в это время не будет экстремального избыточного добавления воды для дозаправки. Кроме того, таймер может быть настроен таким образом, что в случае добавок кальквассера они могут быть разнесены на больший промежуток времени, а также могут быть настроены на то, что они будут происходить только ночью, тем самым минимизируя колебания pH день/ночь, которые могли бы произойти в противном случае.

Хотя, возможно, это не так удобно, самым безопасным способом снижения риска является использование пресной воды меньшего объема, чтобы в худшем случае, даже если все системы выйдут из строя и весь объем будет добавлен, его все равно не хватит, чтобы изменить соленость воды в аквариуме (или pH, если выкачивается калквассер) настолько, чтобы нанести значительный ущерб организмам аквариума.

Источник бесперебойного питания (ИБП)

Мы уже обсуждали воздушные насосы с датчиком электрического тока, которые могут поддерживать уровень растворенного кислорода во время отключения электроэнергии, но есть и другой вариант – подключить главный циркуляционный насос к какому-либо типу источника бесперебойного питания (ИБП). Системы бесперебойного питания, способные питать циркуляционный насос, могут быть дорогими, поэтому такую систему следует тщательно оценить в сравнении с ценностью обитателей аквариума. В качестве эмпирического правила я бы рекомендовал любителям сложить стоимость обитателей аквариума и рассмотреть возможность инвестирования не менее 5-10% от этой суммы в оборудование ИБП. Источники бесперебойного питания, предназначенные для компьютерного оборудования, могут подойти для этой цели, но, как правило, они не подходят для того типа потребления энергии, который требуется для аквариума. Компьютерные ИБП предназначены для обеспечения питания в течение короткого времени при относительно большом потреблении энергии, в то время как ИБП для резервного копирования рифового аквариума в идеале должен работать при немного меньшем потреблении энергии, но в течение гораздо более длительных периодов времени.

В настоящее время на рынке представлено устройство (показано ниже), которое сочетает в себе инвертор питания (постоянный ток в переменный), зарядное устройство и реле с автоматическим переключением, которое распознает потерю переменного тока. Это устройство можно легко подключить к блоку морских аккумуляторов глубокого цикла, соединенных параллельно, и оно может обеспечивать питание в течение значительного периода времени в зависимости от потребляемой насосом мощности и любого другого подключенного оборудования. Я установил одно из таких устройств с парой морских батарей и обнаружил, что оно может работать с насосом Gen-X Mak-4 более 16 часов при нормальной, полноскоростной работе; этого времени достаточно для большинства случаев отключения электроэнергии. Эти системы ИБП передают питание сразу же после пропадания напряжения в сети переменного тока, при этом оборудование не теряет ни секунды. Когда питание переменного тока восстанавливается, морские батареи начинают заряжаться, а оборудование, работающее от ИБП, автоматически переключается обратно на сетевое напряжение. Существуют даже регулируемые допуски для “качества” сетевого напряжения, необходимого для переключения оборудования обратно на сетевое напряжение.

Эта система ИБП состоит из преобразователя напряжения Tripplite/зарядного устройства/реле и пары морских батарей глубокого цикла, которые могут работать от главного циркуляционного насоса более 16 часов.

Воздушные насосы, работающие от аккумуляторов, также подключены к системе ИБП морских батарей, поэтому они не включаются до тех пор, пока ИБП не разрядится. Это минимизирует любые солевые налеты, которые могли бы возникнуть в противном случае. Если используется ИБП с меньшей резервной емкостью (т.е. меньшее количество морских батарей), аквариумист может в качестве альтернативы подключить насадку, которая может всасывать воздух при снижении уровня воды в аквариуме и циркулировать пузырьки воздуха по аквариуму. Небольшие головки, скорее всего, будут потреблять меньше энергии, чем основной циркуляционный насос. В идеале, лучше не использовать ИБП для нагревателей или охладителей резервуара, поскольку они потребляют очень большой ток и могут не работать должным образом даже от ИБП. В большинстве резервуаров кратковременное охлаждение вряд ли существенно повлияет на здоровье обитателей, и такое охлаждение фактически уменьшит вероятность низкого уровня кислорода, поскольку кислород лучше растворяется в холодной соленой воде. Если вам придется пережить действительно длительное отключение электричества в холодную погоду, резервуар можно подогреть с помощью плавающих пакетов или пластиковых бутылок с горячей водой. Воду можно нагревать любым способом (например, пропановой плитой, Sterno, камином и т.д.), не требующим электрического тока.

Выбор оборудования, которое будет работать от ИБП, конечно же, зависит от конфигурации вашего конкретного аквариума. Как мы уже говорили ранее, низкий уровень растворенного кислорода, скорее всего, станет причиной потери поголовья во время отключения электричества, поэтому любое оборудование, способное поддерживать уровень растворенного кислорода на высоком уровне, должно работать. В резервуарах с отстойниками и переливами происходит достаточная аэрация воды, поскольку богатая кислородом вода на поверхности отводится и циркулирует в остальной части резервуара. Кроме того, в большинстве резервуаров, когда вода переливается через перелив, дополнительный воздух увлекается и смешивается с водой, когда она попадает в отстойник. В аквариумах без отстойников протеиновый скиммер HOT (висящий на аквариуме) может стать лучшим оборудованием, которое будет работать в случае отключения электричества.

Те, кому есть что терять, и кто живет в районе, особенно подверженном перебоям с электричеством, могут рассмотреть возможность подключения автоматически активируемого генератора, работающего на пропане или жидком топливе, к наиболее важным частям аквариумного оборудования. Приобретение и установка таких систем может обойтись в тысячи долларов, но они могут обеспечить значительное душевное спокойствие во время длительного отпуска на Фиджи.

Во второй части этой серии мы расскажем об оборудовании для контроля температуры и аварийного оповещения, а также о различных проблемах, которые Мерфи хочет поставить вам в тупик.

Source: reefkeeping.com