Автор: Евгени Грановски

Първата част на статията можете да прочетете ТУК.

Филтър с водка

Така нареченият филтър с водка е още един вариант на денитрифициращ филтър. Единствената разлика при него е в източника на хранителните вещества. Ако в класическия вариант той е лактоза, тук се използва етилов алкохол (С₂Н₅ОН), който се добавя във филтъра, най-често под формата на водка. Етанолът е най-лесното за разграждане от бактериите вещество. Принципът на работа на тези филтри във всичко останало не се отличава от описания по-горе.

Пускането и настройката на филтъра с водка са доста сложни. Трябва да се действа внимателно и дозата водка да се увеличава бавно, защото в противен случай реакцията на денитрификация може да тръгне по друг път и да доведе до образуване на отровни вещества. Според Брокман попадането на водка директно в аквариума трябва да се избягва (макар че В. Ковальов не е съгласен с това), защото това може да доведе до интезивно размножаване на хетеротрофни бактерии и до силно помътняване на водата. В началната фаза на работата на този филтър, докато денитрифициращите бактерии не са започнали да работят нормално, на изхода може да се наблюдава леко повишение на нивото на нитрит. Трябва да се следи той да не се натрупва в аквариума до опасно за рибите ниво. След това концентрацията на нитрати в аквариумната вода трябва бавно да започне да спада, като в този момент подаваната във филтъра водка трябва да бъде намалена. Трябва редовно да се правят тестове на водата за нитрати, за да се определи минималното количество водка, при което водата на изхода на филтъра ще е практически без нитрати. Поради това допълнителната регулация на филтъра с водка е неизбежна. Освен това при филтрите с водка се налага редовна смяна на част от филтриращия материал.

Според Владимир Ковальов в биофилтъра при подаване на спирт могат едновременно да протичат успешно както аеробни, така и анаеробни процеси, като по този начин се достига пълен азотен цикъл. Безопасността и ефективността на тази методика предизвиква определени съмнения, затова не можем да я препоръчаме, но все пак тя заслужава известен интерес. Ковальов пише: “За денитрификацията е нужен биофилтър. Процесът протича при недостиг на кислород във водата. Такива условия се постигат чрез достатъчно дебел слой филтърен пълнеж. Например ако се използва зеолит, слоят трябва да е не по-малко от 12 сантиметра. Важно е и микрофлората да е подходяща – случаите на помътняване често са свързани с отсъствие на необходимите бактерии. За да се стартира денитрификацията, трябва да се създаде “зеолитник” – едно от отделенията на външния филтър да бъде напълнено със зеолит с размер на зърното не повече от 5 мм. Оптималната фракция е 3-4 мм. Отделението трябва да се намира след това за механична филтрация. След това няколко дни се използват дози от 5 мл водка на 100 л вода, като при появяването дори на незначително помътняване на водата трябва да се направи пауза. Постепенно системата ще стане готова да поеме 10 мл водка на 100 л вода. Обикновено това е достатъчно да снижи нитратите под ниво от 5 мг/л... Изключително важно е такива опити да не се провеждат във вода с висока окисляемост. В нея е много лесно да се получи голям излив на нитрити от филтъра, тоест нитратите да се редуцират не до азот, а само до нитрити, което е много опасно. Затова при настройването на такъв филтър трябва непременно да се контролират нитритите. Какви са дългосрочните ефекти от използването на спиртни вливания в биофилтър все още не е известно, но експериментите продължават".

Серен денитратор

Още един вид доста разпространен нитратен филтър е серният, известен също като ASD (Autotrophic Sulfur Denitrification). Същността на работата му се състои във възстановяването на нитратите до газообразен азот с помощта на сяра, която се явява хранителна среда за серни бактерии. За разлика от хетеротрофните денитрифициращи бактерии, серните бактерии са автотрофи. Изучаването им започва в началото на 50-те години на 20-ти век, но за пръв път се споменава за възможностите за приложение на вродените им способности в акваристиката едва 40 години по-късно. Първите експерименти са проведени във Франция от Марк Ланг. В момента всички водещи фирми за производство на продукти за морска акваристика предлагат такива филтри. В сравнение с класическите нитратредуктори серните денитратори могат да бъдат наречени “следващо поколение”. Те са по-удобни за експлоатация и по-ефективни. Принципната им идея е същата, като на обикновените “въглеродни” денитратори. За субстрат и едновременно за храна за микрофлората тук се използват топчета сяра, а самият процес на денитрификация осъществяват серни бактерии като Thiomicrospira denitrificans и Thiobacillus clenitrificans. Те разграждат нитратите до водород и едновременно с това окисляват сярата, като я превръщат в сулфат:

5S + 6NO₃^- + 2H₂O = 3N₂ + 5SO₄^2- + 4H⁺

За тази реакция е нужна анаеробна среда и много бавно протичане на водата през филтъра. В началото на експлоатацията на серния филтър може да се наблюдава повишение на нивото на нитрити на изхода му. В този случай трябва да се намали дебитът. Освен това (може би главният недостатък на серния денитратор) филтрираната вода е кисела заради образуването на сярна киселина. За да се неутрализира, някои модели филтри имат още едно отделение, което се пълни с калциев карбонат. Това от една страна неутрализира сярната киселина, а от друга повишава съдържанието на калций във водата. При други модели още серните топчета се смесват с калциев карбонат, като при това киселината се неутрализира още във филтъра. Въпреки това при използването на такъв филтър карбонатната твърдост в аквариума може да падне много бързо, поради което трябва да се следи постоянно и при нужда да се вземат мерки за нормализирането й.
 

Нитратен филтър H&S 110-F1000

Грижата за серните филтри като цяло не е сложна, поне в сравнение с тази за класическите денитратори. Освен редовното измерване на нитрити и нитрати във филтрираната вода, трябва да се заменят изразходените серни топчета и калциев карбонат. Редовното подхранване на бактериите с лактоза или алкохол, като в предишните случаи, не е нужно.

При тези филтри е проблем насищането на водата със сулфатни йони. За това доколко това може да се окаже вредно за биосистемата в аквариума или как точно се разгражда сулфатът до момента не са правени подробни проучвания.

Като пример за серен филтър масово производство могат да се използват Denitrateur H&S 110-F1000 и H&S 150-F2000, предназначени съответно за аквариуми с обеми до 1000 и до 2000 литра. Вътрешният обем на такъв филтър се запълва до 2/3 от нивото със серен пълнител HS-025018, а останалата част – с натрошен корал, като между двата пълнителя има дунапренена гъба.. Цялото устройство се поставя във външен филтър от типа wet/dry, като при това трябва да бъде настроено така, че в него да постъпва една капка в секунда. След 4 дни се прави анализ на излизащата от денитратора вода – ако нитратите нитрати няма, то потокът може да се усили до 3 капки за 2 секунди. След още 3 – 4 дни трябва да се измери отново стойността на нитратите и ако такива няма, всичко е наред. Пълнителите се подменят на всеки 5 – 6 месеца.

Вълшебните препарати

Успоредно с усъвършенстването на конструкцията на филтриращите устройства усилията на производителите на аквариумна продукция са насочени и към разработка на специални препарати, в това число и денитратори. Някои от тях вече са доста познати на родните акваристи.
Препаратът Nitra-Zorb на фирмата Aquarium Pharmaceuticals представлява смес от йонообменни смоли за отстраняване от аквариумната вода на амоняк, нитрити и нитрати. (бел. прев.: Подобни йонообменни смоли предлагат и много други фирми, някои от които от доста време са и на българския пазар. Тези продукти могат да се използват многократно, като след насищането им с нитрати, те се рециклират в солена вода. Свойството им да поемат йони в сладка, а да ги отдават в солена вода обаче ги прави неприложими в морската акваристика.)

Фирма Tetra предлага препаратите Easy Balance и Nitrate minus. Вторият се продава в два варианта – течност за директно наливане в аквариума и гранули за поставяне в грунда или филтъра. Действието му е сходно с това на етанола – цитирам негови потребители: “помътняване на водата, недостиг на кислород, практически нулево ниво на нитрати и задръстен от слуз филтър”.

Като цяло тези и други подобни препарати не са много популярни, а причините за това са няколко – високата им цена, неспособността им да отстраняват всички атрибути на стареенето на аквариумна (в аквариумната вода не се натрупват само едни нитрати, а още много вредни вещества, които не можем дори да установим чрез тестовете, с които разполагаме), съмнителни странични ефекти. Съществен недостатък на продуктите на Tetra е и това, че производителят не разкрива състава и принципа им на действие. В крайна сметка нормалната смяна на водата или проточният аквариум решават проблема с нитратите достатъчно добре. В дадения контекст ни интересува по-скоро перспективата, която дават простотата и удобството на такива методи за борба с нитратите (макар и не с помощта на предлаганите в момента препарати, а с тези, които ще се появяват в бъдеще). В някои западноевропейски страни обаче заради високата цена на водата дори в момента тези средства са напълно актуални.

От съществуващите продукти, които за съжаление не се предлагат на нашия пазар, има смисъл да се спрем на Baсteria Right Now (на снимката), пуснат в продажба през 2004 г. от американската фирма Hiatt Distributors Ltd. (HDL). Препаратът е предназначен за стартиране на азотен цикъл, включващ нитрификация и денитрификация в нормален външен биофилтър, при това – само за 24 часа. За успешното пускане и функциониране на системата е необходима интензивна аерация.

Изобретението на HDL е патентовано (U.S. Patent Number 6.025.152) на 15 февруари 2000 г. Идеята му е в това да се открият аеробни видове денитрифициращи бактерии, от които да се подбере такава комбинация, която да даде устойчива микрофлора, способна да се противопостави на микрофлората, извършваща класическата нитрификация. Според описанието на патента препаратът се състои от два основни елемента – смес от щамове на девет вида бактерии от рода Bacillus и бактерии Enterobacter sakazakii, съчетани с комбинация от целулоза, амилаза, протеаза и липаза, предназначени да осигурят жизнената дейност на бактериите. Третият съществен елемент на патента е произвежданият от същата фирма Activated Tri-Base Pelletized Carbon — някакъв специален активен въглен, съдържащ също така черупка от кокосов орех, както и синтетичен лигнин, предназначен за използване на биосубстрат във филтъра и едновременно с това служещ като източник на прост въглерод за хетеротрофните бактерии. Активният въглен е под формата на твърди таблетки, които не се разпадат с времето и не задръстват филтъра. Формата им е такава, че не позволява възникването на анаеробни зони във филтъра. За поддържането на пълен цикъл на аеробна денитрификация във филтъра трябва да е поставен точно такъв активен въглен, а не друг субстрат. Може да се използва във всякакъв тип външни филтри – канистър, wet/dry, съмп и др.

Технологията работи само в аквариуми, езерца и други затворени водоеми. В реки внасянето на такава култура бактерии дава значително, но временно понижение на замърсяването с органика и не може да измести процеса на нитрификация. В аквариумни условия нормалният цикъл на нитрификация веднага бива заменен от специален набор бактерии, които преобразуват амоняка (NH₃)  и амониевия хидроксид (NH₄OH) в амоний (NH₄⁺), а благодарение на наличието в субстрата на особена форма на въглерод тези вещества се преобразуват от денитрифициращите бактерии в газообразен азот (N₂), въглероден диоксид (СО₂) и други безвредни (бел. прев.: безвредни в дадения контекст) вещества. След този процес на практика нитрити и нитрати няма как да се образуват. Това значително намалява натоварването върху затворената екосистема на аквариума и облекчава обслужването му. Освен това при стартирането на аквариума няма нужда да се изчаква няколко седмици, докато се стабилизира традиционният цикъл на нитрификация. Процесът е напълно аеробен, затова няма риск от образуване на сероводород или метан. Използването на продуктите на HDL не изисква редовната им замяната и съответно големи разходи. Достатъчно е бактериалната култура да се внесе веднъж, а запасът от въглерод в активния въглен във филтъра е достатъчен за пет години. Препоръчва се на всеки шест месеца да се добавя малко Baсteria Right Now, защото при първоначалния старт на аквариума някои видове бактерии са използвали за храна всички вредни вещества, а след това са измрели.

Можем да направим извод, че продуктът Baсteria Right Now е разновидност на нормалните бактериални “закваски”, но с по-широко и удължено действие. Според патента Baсteria Right Now може да се използва не само за отстраняване от водата на амоний, нитрат и нитрит, но и на ортофосфати, тежки метали, органични и неорганични съединения на сярата. Казано по-просто, “панацея” срещу всякакви нечистотии. Все пак от инструкцията за употреба се вижда, че фирмата позиционира този препарат не като алтернатива на редовната смяна на вода в аквариума, а като допълнение към нея, помагащо за пълното отстраняване на вредните вещества. В нея се казва, че трябва да се сменят 30-50% от водата всяка седмица. (В нормалната практика в един цихлидариум например е доста трудно да се поддържат нитрати под 20 мг/л дори при големи и чести смени на вода, особено с оглед на факта, че още с чешмяната вода получаваме 5 – 10 мг/л). Трябва да се отбележи също така и указанието при първоначално инсталиране на продукта в стар аквариум във филтъра да не се слага наведнъж всичкият активен въглен Tri-Base Pelletized, защото това ще предизвика много бързо поглъщане на всичкия кислород от водата и ще убие рибите в аквариума. Вместо това биосубстратът във филтъра трябва да се подменя поетапно. Използването на Tri-Base Pelletized Carbon в растителен аквариум е противопоказно, защото растенията ще останат без важни за тях вещества. Фирмата предлага в такива аквариуми биокултурата Baсteria Right Now да се използва заедно с високопорестия субстрат Earth Pellets (или всеки друг биосубстрат всъщност), а процесът, който се стартира, е стандартна нитрификация.
 

По данни на фирмата производител извесният акварист и предприемач Оливър Луканъс е дал положителна оценка на разработката на HDL. Той препоръчва препарата на зоомагазините за бързо стартиране на търговски и карантинни аквариуми. Естествено, всички твърдения, свързани с този продукт, трябва да бъдат щателно проверени, за да се отдели истината от измислиците и маркетинговите уловки, а също да се проучат възможните странични действия, каквито вероятно съществуват.
 

Внимание: Ако решите да поръчвате препарата Baсteria Right Now директно от САЩ, внимавайте с избора на куриерска фирма или фирма превозвач! За да оцелеят бактериите, продуктът не бива да преминава проверки с ултравиолетови или друг тип лъчи, а от американските фирми това е изпълнено единствено при скъпоструващите услуги на UPS.
 

 “Има много неща по света, приятелю Хорацио, които нашите мъдреци не са и сънували.”… Отивам да сменям вода…

В статията е използвана литература на следните автори:
М. Сандер, Д. Брокманн, М. В. Гусев и Л. А. Минеева, А. А. Кубасов, И. Г.  Хомченко и съавтори, Т. Хованек, В. В. Хахинов и съавтори, Р. Холмс-Фарли, както и многобройни материали от уеб-сайтове и форуми.

Източник: MalawiCichlids.ru

 Превод: Боян Калинов