Биофильтр для аквариума

В результате жизнедеятельности живых организмов в аквариуме выделяется много белковых соединений, представляющих опасность. Для их удаления применяется биологическая фильтрация. В отличие от механической очистки воды от твердых частиц песка и ила, кусочков пищи, отмерших растений, биологическая очистка удаляет токсичные вещества, продукты азотного цикла. В природных условиях все продукты жизнедеятельности вовлекаются в цикл биохимической переработки и повторного усвоения. Природная саморегенерация воды происходит с помощью микроорганизмов. Они есть и в аквариуме, но, для того чтобы действовала биологическая очистка воды, этим полезным бактериям необходимо создать благоприятные условия.

Что такое – биологический фильтр?

Биологический фильтр в аквариуме – это приспособление, в котором роль фильтрующего элемента играет колония аэробных бактерий, заселяющая специальный субстрат и «перерабатывающая» органические остатки (белки, аммиак) в менее токсичные вещества.

Бактерии помогают регенерировать воду, предупреждая аммиачное отравление аквариумных обитателей, поддерживать стабильный биоценоз экосистемы. Бактерии, участвующие в процессе денитрификации имеются во всех аквариумах. Их можно увидеть – полупрозрачная пленка (биопленка) на стенках емкости и есть колония полезных бактерий. Но слой их очень тонкий: всего несколько микроорганизмов толщиной (до 1 мм).

В природе плотность заселения водного пространства гораздо меньше, чем в ограниченном объеме домашнего водоема, а площадь, на которой поселяются микроорганизмы – больше. Поэтому для поддержания нормальной среды в аквариуме необходимо увеличить контактную площадь субстрата, на котором образуется колония. Эту задачу и выполняют биологические фильтры.

Внутри корпуса расположены пористые наполнители, служащие местом поселения бактерий-аэробов. Это может быть обыкновенная поролоновая губка или биокерамика. Хороший фильтр от плохого отличается площадью субстрата. По данным специальной литературы, для денитрификации воды в аквариуме средней плотности заселения необходимо более 3 м. кв. площади для заселения денитрифицирующими микроорганизмами.

Принцип работы

В аквариумах обитают несколько видов бактерий:

гетеротрофы, перерабатывающие органические вещества в неорганическую форму, например, в свободный аммиак, который является токсичным для обитателей аквариума;
автотрофы, участвующие в процессе нитрификации.

Нитрифицирующие бактерии в аквариумах и биофильтрах представлены:

Nitrosomonas – они окисляют аммоний до нитритов;
Nitrobacter – трансформирующие нитриты в нитраты.

Эти роды микроорганизмов включают аэробов, нуждающихся в кислороде, и факультативных аэробов, которые временно могут обходиться без него. Процесс очистки воды не завершен без реакции денитрификации – превращения нитратов в газообразный азот. В нем участвуют анаэробные (не нуждающиеся во внешнем кислороде) микроорганизмы. Необходимый для жизнедеятельности О2 они получают в результате реакции денитрификации.

В биофильтрах присутствуют все виды бактерий, что обеспечивает эффективную очистку воды от токсических веществ. Однако это не значит, что для биофильтра неважна концентрация растворенного кислорода в протекающей через систему воде. При хорошей аэрации количество аэробов преобладает.

Если активность О2 падает, то биопленка содержит большинство анаэробов, продукты жизнедеятельности которых могут быть также ядовиты для рыб. Токсичными они становятся потому, что при недостатке кислорода даже анаэробные бактерии переходят с процессов окисления на ферментативные биохимические процессы, в результате которых выделяется СО2, аммоний, сероводород, метан и другие ядовитые для живых организмов вещества.

Виды биологических фильтров

Биофильтры для аквариумов бывают двух видов:

внутренние;
наружные.

Самыми популярными являются наружные биологические фильтры. Они не занимают места в аквариуме и выполняют сразу несколько степеней очистки.

Канистровый биофильтр

Внешние фильтры еще называют канистровыми, так как они напоминают этот предмет. Внутри находится 3 отсека:

Для механической фильтрации, в котором вода очищается от частиц загрязнений – ила, песка, пищи, биологических отходов.
Для аэрации и накачивания воды (помпа) – в нем вода насыщается кислородом, необходимым для жизнедеятельности бактерий и окисления органических веществ.
С наполнителем, покрытым аэробными бактериями. В нем и осуществляется биологическая фильтрация.

Расположение отсеков или кассет зависит от направления подачи воды из аквариума. Есть модели, в которые вода поступает через трубку в верхней части емкости. Она проходит сверху-вниз, поэтому фильтрующая кассета для механической очистки располагается сверху. В фильтрах, в которые вода прокачивается снизу-вверх, обратное расположение кассет – механический расположен снизу емкости.

В качестве фильтрующего элемента в канистровых фильтрах используются:

Синтетическая поролоновая губка для грубой механической очистки.
Керамический из спеченного стекла с пористой поверхностью и максимальной контактной площадью – полые внутри биошарики, цилиндры, кольца. Кроме того, в качестве субстрата может использоваться керамзит, галька, гравий определенного размера.
Слой синтепона с мелкоячеистой структурой для тонкой механической очистки.

Часто канистровые фильтры оснащены дополнительными кассетами для химической фильтрации. В них в качестве фильтрующего элемента используется активированный уголь или цеолит. Активированный уголь выполнен в форме гранул. Он абсорбирует токсичные вещества. В процессе эксплуатации наполнитель необходимо менять.

Цеолит – это природный минерал вулканического происхождения. Его кристаллическая решетка имеет полости и каналы размером от 2 до 15 ангстрем. Благодаря ей минерал способен поглощать и отдавать воду, поглощать некоторые вещества, в том числе и токсичные соединения азота. В результате ионного обмена происходит нейтрализация их с выделением безопасных веществ. На пористой поверхности кусочков цеолита также поселяются полезные бактерии. Таким образом, кассета с цеолитом выполняет 2 функции – химическую и биологическую очистку воды.

Хороший канистровый фильтр прокачивает 8-10 объемов аквариума в час.

Поэтому их оснащают мощными помпами. Она может располагаться внутри корпуса или снаружи. При локализации в «канистре» помпа издает меньше шума.

Лучшие модели канистровых фильтров производят компании:

Eheim GmbH & Co (Германия) – внешний фильтр EHEIM Classic 250 2213 Plus и EHEIM Classic 250 2213 Plus Media (для аквариумов менее 250 л);
марка Resun (Китай) и фильтр ResunEF-1600 U;
марка Sunsun (Китай) – Sunsun HW-704B.

Биофильтры от компании Eheim надежны, с регулируемым насыщением кислородом, возможностью добавления дополнительных кассет, мощной помпой с возможностью изменения направления потока воды. Но стоят они дорого. Китайские компании Resun и Sunsun выпускают хорошего качества внешние фильтры по бюджетной цене. Кроме канистровых, к внешним биофильтрам относятся:

подвесные, так называемые «водопады»;
каскадные;
струйные.

Принцип действия у всех внешних биофильтров похож. Различается место размещения и механизм орошения субстрата.

Самп

Еще один вид внешних биофильтров – это самп. Он представляет собой еще одну емкость (технический аквариум), разделенную на отсеки, в которые помещены фильтрующие элементы для механической, химической и биологической очистки воды.

Преимуществом открытой фильтрующей системы является то, что даже при снижении поступления кислорода колония микроорганизмов не «опрокидывается» из аэробной в анаэробную, как может произойти в закрытом канистровом фильтре.

Дополнительным плюсом является возможность размещения в сампе в качестве биологического фильтра водорослей. Они эффективно очищают воду от нитратов и фосфатов. Отсек-рефуджиум можно заселить зелеными, бурыми, нитчатыми водорослями. В аквариуме они нежелательны, но в рефуджиуме их невидно. В отличие от денитрифицирующих бактерий, водоросли фиксируют в своей биомассе токсические вещества:

аммоний;
нитраты;
диоксид углерода;
сульфаты;
фосфаты.

Дополнительный «бонус» использования водорослей в качестве биофильтра – это насыщение воды кислородом. При правильной организации освещения кислород поступает в основную емкость в ночное время, когда растения в аквариуме «спят». По мере нарастания биомассы водоросли удаляют из рефуджиума вместе с «заключенными» в них токсинами. Еще одним преимуществом водорослевика является возможность регуляции биологической очистки методом изъятия или добавления в емкость биомассы.

В зависимости от типа аквасистемы (морская или пресноводная) можно использовать водоросли:

Cladophora aegrophila – для пресноводных;
Sargassum graminifolium, Ulva conglobata, Dictyota sp. – для морских.

Водоросли снижают концентрацию:

нитратов – в 5 раз;
нитритов – в 4 раза;
фосфатов – в 15-20 раз.

Однако аммонийный азот они фиксируют в незначительных количествах, поэтому в сампе предусмотрен отсек и для бактерий. Для улучшения условий роста различных видов водорослей используют скраббер – сетку или перфорированную пластину, установленную под наклоном. Установка скраббера экономит место. Его также можно поместить в аквариум в качестве внутреннего биофильтра.

Внутренние фильтры не менее разнообразны. Но их производительность ниже, чем внешних, они занимают много пространства в аквариуме, снижают декоративность.

Внутренние биофильтры

Принцип работы у внутренних биофильтров такой же, как и у канистровых. В пластмассовом «стакане» размещены фильтрующие патроны с различными наполнителями – поролоном, углем, керамикой. Помпа «прогоняет» воду из аквариума через фильтрующие элементы. Форма такого биофильтра может быть плоской, для закрепления с помощью присосок на боковой или задней стенке аквариума или угловой. Часто внутри биофильтра предусмотрен отсек для нагревателя.

Недостатками внутренних биофильтров являются:

малая мощность – они не смогут удалить токсины из большого объема воды;
необходимость ручной регулировки потока на выходе.

Лучшими внутренними биофильтрами являются фильтры компании Eheim (Германия).

Они имеют модульную конструкцию, как у канистровых фильтров, вращаемую помпу и диффузор для обогащения воды кислородом, перемешивания слоев. По отзывам аквариумистов, самыми популярными являются:

EHEIM Biopower 160 2411 – для пресноводных и морских аквариумов до 160 л;
EHEIM aquaball 60 2401 (2401020) – для емкости 60 л;
EHEIM Biopower 200 2412 – для аквариума 200 л;
EHEIM aquaball 180 2403 (2403020) – 180 л;
EHEIM Biopower 240 2413 – 240 л.

Мощные внутренние фильтры серии Biopower вполне заменяют внешние установки, так как укомплектованы кассетами 3 видов очистки. Для небольших объемов эти биофильтры предпочтительнее, так как обладают энергосберегающей функцией. Хорошие отзывы и о фильтрующей системе JUWEL Bioflow 8.0 от компании JUWEL Aquarium (Германия). Он рассчитан на аквариум емкостью 500 л, работает бесшумно и эффективно очищает воду от токсических веществ.

Не менее популярен фильтр тройной фильтрации Aquael TurboFilter для аквариумов объемом 500 л. У него есть возможность замены наполнителей. От производителя биофильтр заполнен керамическим наполнителем Bioceramax 600 (Биокерамакс 600). Польская компания Aquael разработала бюджетный, энергосберегающий, практически бесшумный фильтр с возможностью замены наполнителей и создания модульной конструкции. К этой категории недорогих внутренних биофильтров относится и китайская продукция Resun и Sunsun.

Существенная экономия места в аквариуме возможна с угловыми фильтрами:

Dennerle Nano Clean Eckfilter;
JBL CristalProfi i200 greenline.

Внешние и внутренние биофильтры, перечисленные выше, являются проточными. В них поток обогащенной кислородом воды снабжает биопленку необходимым для жизнедеятельности и протекания реакции денитрификации О₂. Кроме закрытых внутренних фильтрующих систем, в качестве биофильтров используются:

Оросительные биофильтры, в которых субстрат с колонией бактерий смачивается струйками воды.
«Мокросухие» биофильтры – в них субстрат то заливается водой, то обнажается, что повышает контакт микроорганизмов с кислородом воздуха и дает возможность существования аэробов и факультативных аэробов. Наиболее сложным и эффективным биофильтром такого типа является система от компании Eheim. Он герметичен и располагается под аквариумом.
Скрабберы, установленные под наклоном или горизонтально у дна.
Донные фильтры – перфорированная пластина, расположенная на некотором удалении от дна аквариума. Фильтрующим элементом в таком виде фильтров является субстрат (галька, гравий). Некоторые компании оснащают их дополнительным слоем наполнителя для образования биопленки. Помпа располагается под пластиной и прогоняет воду сквозь субстрат, поставляя бактериям необходимый кислород.
«Живые» камни – куски рифов с особым биоценозом, состоящим из водорослей, микроорганизмов, беспозвоночных.

Каждый вид биофильтра имеет свои достоинства и недостатки, но так как в основе реакции денитрификации лежат процессы жизнедеятельности живых организмов, то существуют общие для биофильтров правила их обслуживания.

Правила ухода и запуска биофильтров

При установке и запуске нового биофильтра необходимо учитывать тот факт, что для образования биопленки на поверхности наполнителя требуется время. Для полного выхода в режим биофильтра необходимо:

обеспечить высокую аэрацию воды;
контролировать температуру и рН среды. Резкие перепады температуры и кислая среда губительна для биопленки;
кормить обитателей аквариума небольшими порциями, чтобы снизить концентрацию аммиака, нитратов и фосфатов, пока колония не размножится в достаточном количестве;
ежедневно в течение 7-10 дней подливать готовые культуры бактерий (например, Sera Nitrivec, Denitrol от JBL), чтобы сгладить пики размножения и гибели бактерий или вносить субстрат (около 10%) из зрелого аквариума;
учитывать при выборе биофильтра не столько объем аквариума, сколько плотность его заселения;
делать поправку на эффективность биофильтрации при лечении рыб антибиотиками и принимать соответствующие меры для восполнения популяции микроорганизмов;
не отключать подачу воды более чем на 10-20 минут для предупреждения гибели бактериальной пленки;
мыть наполнитель только по необходимости, не используя при этом моющих средств и интенсивного потока воды.

Даже при работающем, запущенном биофильтре необходимо контролировать качество воды. Если по какой-либо причине уровень аммиака и других токсических веществ повышен, то нужно понизить его, подменяя воду. Опытные аквариумисты используют 2 фильтра. Пока чистят и моют один – второй работает.

Читайте также:

Стоимость биофильтров

Цена биофильтров зависит от их мощности, вида, производителя. Самыми дорогостоящими являются внешние фильтрующие системы компании Eheim. Их высокую стоимость оправдывает надежность, экономичность и долговечность. В среднем ценовом сегменте находятся фильтры марок:

Aquael (Польша);
Sera, JBL, Tetra и Hagen (Германия);
Ferplast (Италия).

Как правило, биофильтры этих марок собирают в Китае, что отражается на их характеристиках. Любителям сэкономить подойдут биофильтры бюджетной ценовой категории, производимые в Китае – Atman, Resun. Среди них обращает внимание продукция Atman. Канистровые фильтры этой компании были разработаны американскими специалистами, а выпускает их лидер аквариумной индустрии в Китае компания Chuangxing Electrical Appliances Co.

Биофильтры пользуются большой популярностью у обладателей пресноводных и морских, больших и маленьких аквариумов. Широкий ассортимент систем биологической очистки воды позволяет выбрать оптимальный вариант, гарантирующий эффективное поддержание баланса экосистемы.

Видео о биофильтре для аквариума

Поделиться этой статьёй