Обратна осмоза в аквариум

Системата за обратна осмоза (RO) е незаменим компонент на всяка аквариумна система със солена вода, в противен случай те просто не функционират много добре без такава.

RO системите са важни и за сладководните водиаквариуми, особено ако са големи резервоари. Добрата RO система помага да се поддържа правилната химия на водата, рН и установява правилно осмотично налягане за рибите (последната причина е защо не можете да поставите соленоводни риби в сладководен резервоар: клетките им стават бум).

Тук ще разгледаме качеството на водата, което можетеочаквайте от RO система, подробно описвайки какво прави човек за вашия резервоар, неговите компоненти, както и как правилно да го накарате и да го поддържате в рамките на функционалните параметри.

Какво представлява обратната осмоза (RO)?

RO системата е система за пречистване на вода, коятоприлага натиск върху полупропусклива мембрана (като микроскопично сито), която избирателно позволява на разтворените вещества да преминават през нея въз основа на ограничение на размера или заредено състояние, като по този начин ги отстранява от водата на продукта. Разтвореното вещество е всичко, което се разтваря свободно във вода, която е разтворителят.

Изцяло естествените източници на вода съдържат различниметални йони, неметални йони и някои многоатомни йони. Йонът е състоянието на атом или молекула (съвкупност от подобни или различни атоми), което приема заряд.

Това се случва или чрез добавяне, или чрез загубана електроните към електронния облак на атома или молекулата. Електроните са отрицателно заредените основни частици, които образуват орбитали около ядрото на атома.

Електроните също се споделят между атомите вмолекули и могат да образуват хибридни (слети) версии на атомни орбитали. В действителност няма истинско добавяне на електронна частица към облака, поради което тя се нарича „облак“.

Това, което всъщност се случва, е прехвърляне или загуба наенергия за облака и истински електрони всъщност не съществуват, докато не бъдат измерени (наблюдавани). Това е част от теорема, наречена двойственост частици-вълни, където фундаментални частици, като електрони или фотони, например, могат да проявяват или вълноподобни свойства, или частично подобно поведение, но не и двете едновременно.

Какви са частите на RO система?

RO системите се състоят от няколко части, коитода работим съвместно за постигане на по-високо качество на водата чрез селективно отстраняване на йони от водата на продукта. Това е много важно за поддържането както на благоприятна среда за вашата риба по химичен път, така и за създаване на подходяща среда осмотично (повече за това по-долу).

Мембрана

Мембраната на системата RO, която е частичнопропускливо (полупропускливо) е сърцето на цялата система. Това е вид микромолекулно сито, което пропуска водата и избирателно позволява на някои разтворени вещества да преминат. Тези разтворени вещества, които могат да преминат през мембраната, го правят, защото те са или достатъчно малки, за да могат да преминат отворите в нея, или имат заряд, който им позволява да преминават през мембраната.

Други по-високо заредени йони (като двувалентни йони,които имат два допълнителни или два по-малко заряда) са ограничени за преминаване, освен ако мембраната не е повредена. Като такива, мембраните имат работен живот и трябва периодично да се подменят, когато има пробиви или когато нивото на ограничено свързване на разтвореното вещество към мембраната значително намалява свободното преминаване на вода и разтворени вещества.

В някои RO системи, които са изградени за настаняванепо-големи обеми за филтриране на вода, се използват множество мембранни слоеве. Сред всички консумативи на RO система мембраната обикновено е най-скъпата част.

Предфилтърни системи

Тъй като RO мембраните могат да бъдат малко скъпи,предпазвайки ги от необходимостта от филтриране на високи концентрации на разтворени вещества от водата на продукта, това може да бъде повлияно чрез използване на система за предварително филтриране. Предфилтрите могат да отстраняват сурови частици и разтворени вещества, които обикновено се намират в твърди водни източници.

Тези системи за предварително филтриране са поставени предиосновният RO мембранен патрон и се състои от няколко вида, често използвани в комбинация за производство на доста чиста вода преди мембраната. Често срещан компонент за предварително филтриране е колона с активен въглен.

Активният въглен има множество места за свързванеповърхността му, за да абсорбира различни химикали и йонни разтворени вещества във вода. Ако във водата-източник има голямо количество твърди частици, пясъчните филтри често са предпочитаното устройство за отстраняване на частици преди подаване на вода в патрона с активен въглен.

Друга популярна опция за предфилтър, която се превърнапо-широко използван след въвеждането му са специални полипропиленови цилиндри, които се инжектират по време на формоването с влакна от нетъкан полимер. Тези полипропиленови колони са основно 5-микронна филтърна система, докато повечето RO мембрани работят до диапазона от 0,0005 микрона (повечето RO системи за аквариуми използват 0001-микронна RO мембрана).

Манометър

Уверете се, че не случайно издухвате свояхубавата скъпа RO мембрана е нещо много важно и това може да се осигури чрез инсталиране на манометър. Манометърът ще ви позволи да регулирате дебита на системата до оптимални параметри за мембраната и ще ви уведоми дали свръх или под налягане на системата или не.

Някои готови RO системи за по-малки приложения не се предлагат с манометър. Въпреки това, габаритът може лесно да бъде монтиран на вашата система. Това е компонент, който силно препоръчваме.

Ограничител на потока

Ограничителите на потока са чудесен помощник врегулиране на водата, оптимизиране на работата на системата и защита на RO мембранния патрон от повреда. Ограничителят на потока е един вид възвратен клапан, който ще ограничи входящия поток на водата, докато се достигне правилното вътрешно налягане за оптимална работа в системата RO.

В случай на свръхналягане, ограничители на потокаще поддържа върхови вътрешни налягания в отделението на RO мембранния патрон и ще позволи да се отклони излишната входяща вода, за да се заобиколи системата до изхода за отпадъчни води.

Промивен клапан

Промивните клапани позволяват на водата да заобикаля потокаограничител, за да позволи на големите отлагания да се измият обратно от мембранната система. Това помага да се увеличи продължителността на живота на вашата мембрана и предотвратява задържането на увреждащи материали върху нейната повърхност.

Повечето RO системи нямат промивен клапан, но те могат да бъдат закупени отделно и да бъдат монтирани почти до всяка система за обратна осмоза.

Продукт вода (изход)

Продуктът вода е първият от двата изхода на систематаи е основната цел на вашата RO система: производство на пречистена вода. Добре функциониращата RO система обикновено е в състояние да премахне около 90% от нежеланите компоненти от общата чешмяна вода.

За да сте сигурни, че вашата RO система е ефективна, добре е редовно да проверявате дали водата на продукта е в рамките на определени параметри. Това може да се направи с няколко комплекта или сензори.

Измервател на общо разтворени твърди вещества (TDS) или общкомплектът за твърдост (GH) ще анализира качеството на водата на продукта и ще ви каже дали системата работи правилно. Разтворените твърди вещества в добре поддържана RO система трябва да са около 10 ppm или по-малко, а общата твърдост на водата на вашия продукт трябва да бъде точно нула.

Отпадъчни води (продукция)

Това е вторият изходен компонент на ROсистема и съдържа вода с всички отделени разтворени вещества, които не сте искали във вашия аквариум. Типичната продукция на отпадъчни води съдържа по-високи нива на нитрати, фосфати, метали (като олово, живак и мед), пестициди и продукти за разграждане на пестициди, отколкото можете да намерите в нормалната чешмяна вода.

Отпадъчните води могат да се използват за домашни растения, за вашитеградина или вашата оранжерия, защото растенията реагират добре на нитрати и фосфати, които са хранителни вещества за растежа на растенията. Имайте предвид обаче, че ако имате повишени концентрации на тежки метали в отпадъчните си води, не искате да използвате тази вода върху хранителни растения.

Какво прави RO системата за резервоара

За да бъдем кратки, добрата RO система премахва разтвориматакомпоненти от изходната вода, които могат да имат вредно въздействие върху водните растения и организми. В някои случаи, ако не премахнете тези разтворени вещества, това може да доведе до отравяне на вашите животни и убиване на живота в резервоара ви.

RO системите могат ефективно да премахнат излишните количествана хлор, флуорид, арсен, бензен, калций, магнезий, олово, живак, мед, пестициди и много други органични твърди вещества. Отстраняването на тези разтворени вещества е идеално за здравето на всеки аквариум, но всъщност е неразговаряща част от всеки аквариум със солена вода.

Вярно е, че някои премахнати компоненти саполезно за водните растения (т.е. нитрати и фосфати), но тези хранителни компоненти често се попълват във водата в резервоара от животните в резервоара (риби, миди, охлюви и др.)

Нека разгледаме всички химически промени, които една RO система налага върху пречистената вода и какво премахване на тези разтворени вещества прави за вашия аквариум.

Твърдост на водата

RO системите намаляват твърдостта на водата, като премахват високанива на калций и магнезий от нормалната източна вода. Тези елементи могат да реагират с много биологични системи, а също и инертни материали, оставяйки натрупвания, които циклично продължават да разтварят отново калций и магнезий обратно във водата в резервоара.

Липсата на контрол за твърдост на водата може да причинибалансирането на pH в резервоара ви е кошмар. Всеки път, когато регулирате pH, това или ще доведе до повишено натрупване на калций и магнезий върху съществуващите отлагания или ще увеличи освобождаването на калциеви и магнезиеви йони от тези отлагания.

Резултатът е, че ще бъдете непрекъснатопреследвайки опашката си, опитвайки се да постигнете желаната зададена точка за рН на резервоара. Освен този проблем, някои видове риби са по-чувствителни към повишени нива на калций и магнезий, които са други видове.

Тропически риби от дъждовната гора на Амазонка, такивакато ангели и дискус, не оцеляват добре или се размножават в твърда вода. За разлика от тях има много толерантни към водата видове като гупи, мечове, риба стрелба и други сладководни видове.

Това е само кратка проба и трябва да го направитедомашното си или се консултирайте със специалист по аквариуми, ако трябва да знаете спецификата на екологичните изисквания на организма, който възнамерявате да поставите в резервоара си. В обобщение, контролирането на твърдостта на водата ви предоставя по-широк спектър от организми, които можете да приемете във вашия аквариум.

Нитрати

Нитрати (NO3-), а също и нитрити (NO2-), са азотно-кислородни молекули, които могат да съществуватнезависимо като йони или са прикрепени към по-големи молекули като функционални групи. Те са продукти на животински биологични системи, въпреки че могат да се образуват и във въздуха чрез плазмените енергии, произведени от мълнии по време на гръмотевични бури.

При животните тези азотни съединения сапродукти от реакции на дезаминиране, които са стъпки в метаболизма на аминокиселини, получени от консумацията на протеини. Провеждащите се реакции на трансаминиране произвеждат кетокиселини, които могат да влязат в цикъла на Креб и да осигурят енергия на клетките.

Азотните странични продукти от този процес са отпадъципродукти и се елиминират. В зависимост от животното и водните предизвикателства, азотните съединения се трансформират в амоняк, урина или пикочна киселина и се отделят чрез микция (уриниране) и дефекация. В околната среда нитрифициращите бактерии разграждат тези отпадъчни продукти до нитрати и нитрити, които обикновено се консумират от растенията като хранителни вещества.

В източника на вода, като чешмяна вода, присъствиетоот тези химикали обикновено е антропогенен и е резултат от прекомерното използване на торове и оттока на селското стопанство към сладководни източници като потоци, реки и езера. Що се отнася до въздействието им върху аквариумните системи, ако не се контролират, сладководните аквариуми са донякъде толерантни към умерени нива на нитрати (горна граница от 40 ppm), докато аквариумите със солена вода определено не са толерантни (горна граница от 0,25 ppm).

Тъй като нитратите ще се натрупват във вашия резервоарчрез разграждането на урината и изпражненията на рибите и трябва да се филтрира от водата в резервоара, като се започне с ниски нива на нитрати във филтрираната ви източна вода ви осигурява известна свобода за поддържане на химията на резервоара. В допълнение към системата RO и редовното почистване на резервоара, поставянето на определени растения или материали в средата на резервоара може да ви помогне при контролирането на нивата на нитрати.

Жив пясък и жива скала, които съдържат нитрифициращибактерии, ще намали нивата на нитрат в резервоара. Мангровите растения също са доста опитни в приемането и използването на нитрати като хранителни вещества за растеж, като по този начин създават екосистемна верига в резервоара.

Фосфати

Високи нива на фосфати, които са растениехранителни вещества, може да причини цъфтеж на водорасли в резервоарите ви. В крайна сметка цъфтежът на водорасли ще намали напрежението на кислорода във водата в резервоара чрез състезание и ще започне да убива живота в резервоара.

За резервоарите със солена вода нивата на фосфатите трябва да се поддържат под 0,2 ppm или водораслите ще унищожат вашите корали и ще задушат вашите риби и миди.

Силикати

Силикатите могат да бъдат намерени в подпочвените води и дориако са филтрирани от водата източник, също се разтварят от пясъчни субстрати във вашия резервоар. Те могат да бъдат източници за хвърляне на хайвера за растеж на водорасли и често водят до цъфтеж на водорасли от чакълести водорасли (вид кафяви водорасли).

Освен това силикатите могат да задвижватразпространение на диатоми (някои видове от които са водорасли), които ще пасат върху корали. RO системата намалява общото налягане на натрупване на силикат върху аквариумния резервоар.