СО2 в биофильтрах

Аватар пользователя Батёк

Типа "записки сумасшедшего" - вечный жанр... Биологов на форуме нет, поэтому другой реакции и не ожидаю)))

В и-нете много тем о том, как сделать биофильтр. Хотелось бы обсудить биологию биофильтра т.к. если мы будем знать чуть больше о том что происходит в биофильтре, то и наше представление о том каким должен быть биофильтр тоже будет более осознанным...

Теперь конкретно - случайно заметил, что биофильтр выделяет газы. Газ получается в результате биологических процессов происходящих в фильтре. Кто что знает об этом, все у кого пузыряют фильтры или есть желание порассуждать на эту тему - пишите...

Видео не моё, но собрата по несчастью:
http://www.youtube.com/watch?v=b0EDy4TEn78&f...
замечательное видео - у меня практически то же самое: тёмная пластиковая бутылка с речной галькой и помпой на горловине... Пузыри вылетают так же - такое впечатление что крупные пузыри из био наполнителя разбиваются импеллером помпы на более мелкие...

Теперь поставил бутылку на решётку фальш дна, чтобы песок грунта делал предварительную механическую фильтрацию. Пузыряния год не было, теперь опять потихоньку начинается - наверное грунт сильно заилился...

Если исходить из того, что пишут учебники биологии - аммиак и нитриты перерабатываются микроорганизмами биофильтра в нитраты. Реакция идёт с выделением углекислого газа, хим формулы есть во всех учебниках биологии. Процесс пузыряния действительно идёт интенсивнее при хорошей аэрации аквариумной воды - процесс аэробный, микроорганизмы потребляют кислород, выделяют углекислый газ. Генератор СО2 за так дался... Полёт нормальный...

Продолжаю. Хотя, честно говоря, полагаю, что многие сами разобрались... Я этот фильтр уже со всех сторон облазил - там точно микро биология работает на пузыри...

В данном случае не важно, что поглощают микро организмы и что они выделяют... т.к. в любом случае - они дышат. И не важно, как они дышат - аэробно или анаэробно - т.к. в любом случае выделяется одно и тоже - СО2(!). Вот и всё, вот и весь секрет. И даже не секрет для тех, кто внимательно читал в школе учебники биологии... Спор не об этом...

... а о том, что у большинства аквариумистов био фильтры не пузыряют. А отсутствие пузыряния означает только одно - что фильтр не работает как био фильтр... (Хотя, есть технологии, где фильтр и не должен пузырять - например, если в аквариум регулярно льют химию. Или механический фильтр...). Био фильтр не пузыряет, но аквариумиста это не беспокоит т.к. он не знает, как фильтр должен работать. И, следовательно, аквариумист не знает, зачем био фильтр в аквариуме. А потом бьётся головой на форуме: "Дохнет рыба, замучили водоросли..." А когда ему говорят, что нужно обратить внимание на плохую био фильтрацию в его аквариуме, то начинает нарезать круги вокруг одного и того же. Вот и весь предмет спора...

Для упрощения понимания дыхания организмов, дёрнем примеры из школьного учебника. Учебник лежит в туалете (пардон), всё подёргано и разрознено, но тут кажется написано - Биология, под ред СГМамонтова, М 1984, о дыхании на стр 23-24... возможно, ещё было, но...
Пример анаэробного дыхания: С6Н12О6+2Н3РО4+2АДФ=>2С2Н5ОН+2СО2+2АТФ+2Н2О
Пример аэробного дыхания: 2С3Н6О3+6О2+36Н3РО4+36АДФ=>6СО2+6Н2О+36АТФ+36Н2О
Если я чего напутал, поправьте, писал с учебника; но, суть одна, дыхание идёт с выделением СО2(!)

Короче, фильтр может пузырять и может не пузырять - всё зависит от интенсивности процесса дыхания и растворения СО2 в воде... Здесь можно провести аналогию с фотосинтезом и выделением растениями О2 - Растения могут пузырять или нет - зависит от интенсивности фотосинтеза, но фотосинтез в любом случае идёт и растения растут... Короче, если ваш фирменный фильтр не пузыряет - волноваться не надо, всё идёт по плану... при условии если био фильтр организован правильно...

Вообще, процесс питания и дыхания (в нашем случае - выделение газов) невероятно разнообразен... Поэтому, если Диана пишет, что выделяется свободный азот (N2), то я не против и даже рад, а остальное к теме не относится, поэтому предлагаю наплевать и забыть...

Кроме того, Диана биолог никакой - полагает что растения питаются аммиаком. Растения аммиаком не питаются, а травятся - свежий навоз для удобрения не используют, а сначала дают ему перепреть, т.е. аммиак должен быть превращён бактериями в нитраты... К тому же Диана, как аквариумист, как и я (чтобы не было обидно) находится на противозачаточном уровне. Её аквариумы, один в один как мои, стыдно в и-нете выкладывать...

Пока Диана дёргает выдержки из чужих работ по биологии – всё замечательно. Но когда она самостоятельно рассуждает об аквариумистике – вот тут-то и начинается самое интересное… У Дианы «происходят преимущественно в субстрате» по понятной причине – Диана не юзает био фильтры, у неё только мех фильтры. Посмотрела бы она как преображается аквариум, когда в нём начинает работать биофильтр. Надеюсь, она достаточно насмотрелась на свои убогие аквариумы – теперь можно заняться био фильтрацией и сравнить…

Соглашусь со всеми аквариумистами, которые мне гораздо более интересны, чем Диана, и дополню… Да – и в грунте и в фильтрах проходят по сути аналогичные процессы. Именно в правильно обустроенном грунте и фильтрах и происходит то, что мы называем биологическим равновесием, био балансом, то, что создаёт здоровый и чистый аквариум. И конечно для этого нужно знать, как правильно сделать био фильтр…

И в аквариуме, где есть биологическое равновесие, все описанные в хим формулах процессы, конечно же существуют, но одно не превалирует над другим. В грунте и фильтрах идут аэробные и анаэробные процессы, есть метан, кислоты, спирты (только не надо сейчас кидаться пить аквариумную воду) и т.д., но всё это находится в сбалансированном равновесии. И, самое интересное, что все эти процессы идут с участием микроорганизмов, которые дышат и выделяют СО2(!)…

Нет у Дианы никаких выкладок, нет работы и нет системы - ничего нет... Пол книги советов начинающей аквариумистки начинающим аквариумистам - что любопытно и имеет место быть. (Дык здесь на форуме гораздо интереснее, подробнее и с большей пользой можно почитать). А вторая часть книги к аквариумистике отношения не имеет - надёргано ото всюду о токсичности хим в-в - можно читать из любопытства в туалете и использовать по назначению, что и было сделано...

Диана химик и этим всё сказано, себя ей не перепрыгнуть - нет способности к биологическому мышлению; не может она учитавать, что все химформулы проходят в живой среде, в животных, растениях и микроорганизмах; и микрорганизмы важнейшая составляющая... И поэтому такое отношение к грунту - положила и забыла. А о био фильтрах вообще ни слова - ну не может она, как химик, представить, что вода прошедшая через слой речной гальки может как-то измениться...

Перед биофильтром вода в обязательном порядке должна проходить хорошую механическую фильтрацию... а иначе, всё начнёт гнить и пузырять не по-детски метаном... а в штатном режиме он, конечно, пузыряет, но тихо и незаметно для приличного общества - углекислым газом...
Био фильтр это не только нитрификация... но невозможно в одном сообщении или даже в одной теме затронуть все аспекты био фильтрации... В аквариуме и био фильтре, как и азот, претерпевают изменения все элементы таблицы Менделеева... обо всех не расскажешь... А об азотном цикле для начинающих аквариумистов, в качестве погружения в тему, знать надо...

http://aquavitro.org/2013/01/29/obzo...dosna...
http://aquavitro.org/img/aquaculture...ering...
Если ссылки не будут открываться, то там написано об азоте и углекислом газе -

"В качестве эмпирического правила можно принять, что из 1 кг корма получается 0,03 кг аммония. В результате его переработки продуцируется нитрат, который обычно не представляет проблем. Однако образуется большое количество углекислого газа(!). Кроме того, при переработке 1 г аммония биофильтр продуцирует 4,42 г нитрата, 5,93 г углекислого газа(!) и потребляет почти 4,34 г или более кислорода и 7,14 г щелочей."

"Капельный фильтр является классическим типом биологических фильтров, совмещающих биологическую очистку, аэрацию и дегазацию в одном типовом процессе. Водные каскады орошают субстрат, на котором развиваются бактерии, при этом происходит диффузия кислорода и удаление углекислого газа(!). Колонны могут иметь диаметр от 3,5 см и более."

Ну, допустим, никакого открытия здесь нет – всё давно известно, стало банальностью и общим местом… Азот, конечно, важная часть биологических процессов, но не единственная… Есть, например, фосфорный цикл… Там всё тоже самое – поступает с кормом, усваивается микроорганизмами, потребляется растениями… Т.е. куда в таблицу Менделеева ни плюнь – всё изменяется и движется по своему циклу…

И какая разница – капельный, внешний, внутренний – всё это био фильтры т.е. субстрат с микроорганизмами… Каждый имеет свои преимущества и свои недостатки – ставим тот, который лучше вписывается в данные условия… Естественно, каждый раз это компромисс… Строительство био фильтра это бесконечный поиск совершенства, и помпой с поролоновой губкой он не заканчивается…

Атлас фауны аэротенков не курил – было бы любопытно… А нитрификация это так – отмазка. Типа: « – А вы что здесь делаете? – Та нитрификацию… - А, ну-ну…» Самое интересное – как микроорганизмы попали в био фильтр и хорошо ли это для аквариума…

Всем, кто дочитал до этого места, попробуете найти похожую тему... Но не просто "в грунте и фильтре идёт образование СО2, его не видно, но он есть" - таких сообщений много... А конкретно: "Хэлп! Из фильтра вырываются пузыри газа... Что это? - Метан, пропан, кислород, водород? Поднесу спичку - если рва... Я жив, спичка погасла – неужели СО2? – Эврика!"

Курю книгу - "Мартин Сандлер Техническое оснащение аквариума"

Книга «Мартин Сандер Техническое оснащение аквариума» по-истине замечательная – чувствуется, что автор биолог и аквариумист. Хочу процитировать то, что касается нашей темы – образование СО2 из ограники с помощью микроорганизмов -

«Минерализация. Под минерализацией понимают разрушение органической субстанции до неорганических веществ. Это разложение осуществляется в основном микроорганизмами. Минерализации подвержены …экскременты, продукты обмена веществ, такие, как белковые соединения, аминокислоты, мочевина и мочевая кислота. В процессе минерализации образуются неорганические вещества, такие как фосфор, углерод, азот, а также соединения на их основе. Рисунок - Органические соединения разлагаются до неорганических путем минерализации»

В следующей главе говорится о выделении СО2 при дыхании микроорганизмов -
"Двуокись углерода образуется посредством дыхания и обмена веществ некоторых бактерий и служит растениям в качестве источника углерода"

Далее идёт наша любимая глава - "Круговорот азота", где говорится о токсичности аммиака-аммония, о роли микроорганизмов в его переработке и необходимости в аквариуме, в связи с этим, аэрации и биофильтрации...

На этом, пожалуй, остановлюсь - край где-то должен быть, даже у бреда (смотрю на фильтр - пузыряет "зараза")...

Аватар пользователя Батёк
Россия
Саратов
Сообщения: 1656
Сергей Попов :

... вместо того чтобы писать бред, сначала надо изучить физику и химию аквариума.

Сергей, не буду я изучать физику и химию аквариума - не интересно мне это. А вот биология аквариума - совсем другое дело, это так интересно, вы представить не можете. Жаль, что нет биологов на аква форумах - и "мрамор имеет право на пузыряние, а фильтр нет". В одной темке аквариумист сделал грунт из толи из известняка, толи из ракушечника, и все дружно согласились - "ну теперь СО2 попрёт". А микроорганизмы чёт никого не вдохновляют. Хорошо, пусть будет по-вашему - если фильтр пузыряет, то он сломан, в нём дырка...

Батёк :

И как бы я не прыгал вокруг фильтра, он пузыряет по своим правилам - вечером интенсивнее, чем утром; на подмену воды хорошо реагирует, нравится ему (т.е. микроорганизмам в фильтре) свежая вода...

Вечером вода насыщена кислородом больше чем утром - растения "надышали". При подменах тоже концентрация растворённых газов выше .Поэтому и булькают фильтры, при интенсивном "пузырянии" растений фильтр аж захлёбывается от выделяющихся на импеллере газов. Так что , вместо того чтобы писать бред, сначала надо изучить физику и химию аквариума.

Аватар пользователя Батёк
Россия
Саратов
Сообщения: 1656
Василий 12 :

А не могут ли эти вылетающие из помпы пузыри быть следствием каких-то других причин, более прозаических? …процессом сродни кавитации, когда в зоне разрежения на лопастях крыльчатки, особенно сравнительно мощной, может происходить выделение растворённых в воде газов...

Я не спец по кавитации, но мне кажется, что мощность помпы маловата для этого – это же не лодочный мотор. Когда делал фильтры из прозрачных бутылок, то крупные застрявшие пузыри в бионаполнителе было видно. Я юзаю внутренние фильтры, поэтому нигде подсасывать не может. И, самое интересное, когда фильтр недавно запущен, то ни какого пузыряния нет и иногда довольно долго. Последние фильтры у меня «молчали» более полугода. Если бы это была кавитация, то оно была бы всегда и у всех, но, судя по ступору на форуме на данную тему, пузыряние из бионаполнителя наблюдали не многие…

И как бы я не прыгал вокруг фильтра, он пузыряет по своим правилам - вечером интенсивнее, чем утром; на подмену воды хорошо реагирует, нравится ему (т.е. микроорганизмам в фильтре) свежая вода...

Аватар пользователя Батёк
Россия
Саратов
Сообщения: 1656
В.Н.Винокуров :

…То есть Вы думаете, что на определенных стадиях водоросли, подобно грибам и бактериям занимаются переработкой органических веществ в фильтре? Нельзя ли привести конкретные примеры жизненных циклов таких водорослей? Насколько я помню, зооспоры и другие стадии - зеленые растения, они должны иметь такой же обмен веществ, как и заметные нам водоросли.

Да, водоросли это зелёные растения по систематике или автотрофные эукариоты. Но, как только мы углубляемся в биологию водорослей, картина усложняется. В различных условиях водоросли легко меняют тип питания с автотрофного на гетеротрофный. В разных условиях размножаются половым (гаметы), бесполым (споры, зооспоры) и вегетативным (слоевища, колонии) путём. Соответственно, жизненный цикл состоит из смены различных ипостасей – спорофиты и гаметофиты. «Вместе с бактериями водоросли активно участвуют в процессах почвообразования». Это написано в школьных учебниках. В горячках взял вузовский учебник и понял – не буду ничего писать, кому надо, посмотрит сам…

Аватар пользователя Sleepy
Россия
Москва
Сообщения: 2211
Василий 12 :

Или процессом сродни кавитации, когда в зоне разрежения на лопастях крыльчатки, особенно сравнительно мощной, (тем более, что сам говоришь, что при сильной аэрации процесс интенсифицируется) может происходить выделение растворённых в воде газов.

Совершенно верно. Особенно учитывая, что насос всегда стоит на выброс из фильтра, а не накачку в него. Разрежение и переход растворенного газа в газообразную форму + иногда подсос воздуха из под прокладки.

Также в пользу этой же версии способствует то, что пузыри летят когда фильтр прилично забился уже - т.е. затруднение прохожения воды способствует возникновению бОльшего разрежения.

А не могут ли эти вылетающие из помпы пузыри быть следствием каких-то других причин, более прозаических? Ну, к примеру, оставшимся воздушным пузырём в результате понижения уровня воды после подмены (представленный, всего лишь, пятидесятисекундный ролик вполне допускает такую мысль). Или процессом сродни кавитации, когда в зоне разрежения на лопастях крыльчатки, особенно сравнительно мощной, (тем более, что сам говоришь, что при сильной аэрации процесс интенсифицируется) может происходить выделение растворённых в воде газов.

Если это действительно «…такое впечатление что крупные пузыри из био наполнителя разбиваются импеллером помпы на более мелкие…», то эти пузыри должны были быть видны в баклажке с «бионаполнителем». Судя по количеству вылетающего из помпы в представленном ролике, процесс достаточно интенсивный. Но может ли заменить пригоршня заиленных камешков такой же объём браги? Никто не спорит – окисление органики идет с выделением углекислоты. На то оно и окисление. Но в таком количестве, да ещё на такой протоке?..

Одно дело – как бы нам этого хотелось, другое – что там есть на самом деле. Нельзя же, в самом деле, объявлять, что солнце взошло благодаря тому, что шаман стучал в бубен, хотя причинно-следственная связь, казалось бы, налицо.

Аватар пользователя В.Н.Винокуров

Покровск
Сообщения: 314
Батёк :

На мой дилетантский взгляд, тому есть несколько объяснений. И главное, заключается в том, что основная экологическая ниша водорослей на материке и пресных водоёмах это почвообразование. Т.е. водоросли должны сидеть в земле, в иле, в бентосе или в бионаполнителе фильтра и заниматься переработкой разной органики в полезные для высших растений вещества.

Многие не знают, но водоросли проходят множество ипостасей, и то, что мы можем наблюдать, что портит внешний вид аквариума, не единственная и не главная. И всё это не бред, а микромир и микробиология…

То есть Вы думаете, что на определенных стадиях водоросли, подобно грибам и бактериям занимаются переработкой органических веществ в фильтре? Нельзя ли привести конкретные примеры жизненных циклов таких водорослей? Насколько я помню, зооспоры и другие стадии - зеленые растения, они должны иметь такой же обмен веществ, как и заметные нам водоросли.

Аватар пользователя Батёк
Россия
Саратов
Сообщения: 1656
Василий 12 :

…Так по чём узнать правильно работает фильтр или нет? По пузырянию или его отсутствию? И как его правильно организовать?

Василий 12, вы правы – в тексте есть нестыковки. Писал не всё сразу, а с перерывами и фрагментами, думая сначала об одном, потом о другом…

Пузыряние это признак того, что биологические процессы в фильтре протекают достаточно интенсивно. Но для этого необходимо соблюсти несколько условий…

Например, если в качестве наполнителя используются маты из крупнопористой губки, то по мере заселения губки микроорганизмами, проходимость фильтра падает и, неизбежно, приходится эти губки промывать, т.е. практически всё начинается сначала. Поэтому твёрдые бионаполнители предпочтительны…

Другой момент – вода через бионапролнитель должна проходить механически очищенной. Если наполнитель, предназначенный для механической очистки, не достаточно мелкопорист или лежит не плотно, то бионаполнитель забьется достаточно быстро и опять его нужно часто промывать.

Ещё момент – если наполнитель мех очистки находится внутри фильтра, то для его промывки приходится беспокоить весь фильтр – что тоже не прибавляет стабильности в работе биофильтра. В идеале, если фильтр сделан правильно, то в бионаполнитель не лазят, не промывают годами…

С другой стороны, фильтр может довольно долго не пузырять или не пузырять вообще – если фильтр запущен не так давно; если в аквариуме низкая био нагрузка (мало или мелкая рыба); если фильтр достаточно большой относительно размера аквариума и его содержимого…

Самое правильное описание био фильтра на этом форуме сделал Андрей Михневич – сейчас уже не найду где эта тема, но там всё просто: хороший мех-пре-фильтр, большой биофильтр с бионаполнителем (5-20% от объёма аквариума) и + хорошая аэрация в аквариуме…

цитата:

...А отсутствие пузыряния означает только одно - что фильтр не работает как био фильтр... И, следовательно, аквариумист не знает, зачем био фильтр в аквариуме. А потом бьётся головой на форуме: "Дохнет рыба, замучили водоросли..."

и следом:

цитата:

...Короче, если ваш фирменный фильтр не пузыряет - волноваться не надо, всё идёт по плану... при условии если био фильтр организован правильно...

Так по чём узнать правильно работает фильтр или нет? По пузырянию или его отсутствию? И как его правильно организовать?

Аватар пользователя Батёк
Россия
Саратов
Сообщения: 1656
Илья Константинович :

Чем тогда объяснить присутствие водоросли на сливной площадке фильтра рюкзака (в изобилии) и полное ее отсутствие в самом аквариуме? Отчего бы ей в нем не расти?

(Все заметили, как Илья Константинович легко поделился гениальным (в масштабе мировой аквариумистики) наблюдением – «водоросли предпочитают жить в фильтре и на фильтре, а не в аквариуме!»?) На мой дилетантский взгляд, тому есть несколько объяснений. И главное, заключается в том, что основная экологическая ниша водорослей на материке и пресных водоёмах это почвообразование. Т.е. водоросли должны сидеть в земле, в иле, в бентосе или в бионаполнителе фильтра и заниматься переработкой разной органики в полезные для высших растений вещества. И ошибается тот, кто считает, что назначение водорослей превратить наш аквариум в грязное болото. Конечно, водоросли и это могут сделать, но не со зла, а только подчиняясь воле аквариумиста.

Второе. Аллелопатия не придумана Славой Ю – она реально существует. И, на мой дилетантский взгляд, ни водорослям нет смысла селиться на растениях; ни, тем более, растениям нет удовольствия быть покрытыми водорослями. А что водорослям делать, если вместо нормального песчаного грунта в аквариуме лежит сочинский булыжник; и биофильтра нет? Т.е. аквариум убитый водорослями это биологическая аномалия. В аквариуме должна быть чистая прозрачная вода, чистые растения, здоровая рыба – это норма для природы, это её цель, это её нормальный внешний вид. (Осипов, только не надо показывать здесь разные мутные биотопы.)

Многие не знают, но водоросли проходят множество ипостасей, и то, что мы можем наблюдать, что портит внешний вид аквариума, не единственная и не главная. И всё это не бред, а микромир и микробиология…