Фильтры и фильтрующий материал

Различия механической, биологической и химической фильтрации аквариума. Наиболее распространённые виды фильтров и фильтрующих материалов, особенности строения

Существует большое количество моделей фильтров от вполне бюджетных до очень дорогих. Чтобы не запутаться в этом многообразии и подобрать наиболее подходящую модель для конкретного аквариума необходимо знать о типах фильтрации и наиболее популярных видах фильтров, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. А теперь по порядку…

Фильтр предназначен для удаления различных загрязнений посредством прохождения воды через один или несколько слоёв фильтрующего материала. Видимым результатом работы системы фильтрации является чистая вода без запаха и мелких частичек мусора, однако, куда более важные процессы протекают на микроскопическом уровне и связаны с деятельностью колонии полезных бактерий, со временем заселяющих поверхность фильтрующего материала. Вода неизбежно загрязняется опасными веществами, образующимися при разложении органических отходов (остатки корма, экскременты рыб и т. д.), их переработкой в более безопасные как раз и занимаются эти полезные крошечные помощники.Таким образом очистка воды фильтром позволяет поддерживать оптимальные условия жизни для рыб в замкнутой экосистеме аквариума.

Фильтры подразделяют на две большие группы по способу прохождения воды через фильтрующий материал. Первая — с помощью электрического насоса. Вторая — посредством потока пузырьков воздуха, увлекающих за собой воду, тем самым затягивая её в фильтр. Условно назовём их электрические и воздушные.

Классификация аквариумных фильтров

Графическая классификация аквариумных фильтров по принципу действия - электрические и воздушные

Электрические фильтры имеют огромное количество модификаций, способных решить любую задачу как в любительской, так и в профессиональной/коммерческой аквариумистике. К достоинствам этой группы относятся высокая производительность, универсальность (могут обеспечивать все типы фильтрации) и широкий спектр применения (выпускаются для аквариумов всех видов). Подразделяются на внутренние и внешние, т. е. располагаются внутри аквариума или снаружи.

Среди воздушных фильтров наибольшее распространение получили донные и аэрлифтные фильтры. К их достоинствам можно отнести простую конструкцию, низкую стоимостью и малое энергопотребление. А к недостаткам — скромную производительность, поэтому они не рекомендуются к использованию в больших аквариумах. Располагаются исключительно внутри аквариумов.

Типы или методы фильтрации

Существует три основных типа (метода) фильтрации: механический, биологический и химический. Стоит отметить, что даже самые простые фильтры (электрические или воздушные), осуществляют сразу два типа фильтрации – механическую и биологическую, а более дорогие и все три, поэтому для домашнего любительского аквариума вполне достаточно установить всего один подходящий по конструкции и стоимости фильтр, чтобы решить все задачи по очистке воды.

1. Механическая фильтрация

Очистка воды от твёрдых взвесей (муть от нового грунта, экскременты рыб, кусочки отмерших листьев, не съеденные остатки корма и др.) с помощью пористых материалов в фильтре. Критерием качества механической фильтрации является прозрачность воды

2. Биологическая фильтрация

Очистка воды от ядовитых азотистых соединений (аммиак, аммоний, нитриты), возникающих в процессе жизнедеятельности рыб, отчасти об этом упоминалось выше. Переработкой опасных веществ занимаются полезные бактерии, естественным образом населяющие поверхность фильтрующих материалов или специальных носителей, предусмотренных в системе фильтрации, например, био-шарики, губки и т. д.

3. Химическая фильтрация

Очистка воды от растворённых органических соединений, таких как аммиак, метан, сероводород, лекарственные препараты, используемые для профилактики и лечения рыб, и т. д. Отчасти дублирует работу биологической фильтрации, но в отличие от последней имеет более широкий круг применения и основана на химической реакции между органическими соединениями и специальными наполнителями (активированный уголь, цеолит, фосфатные поглотители) в фильтрующем материале. Побочным эффектом некоторых наполнителей является изменение гидрохимического состава воды.

Какие существуют виды фильтров

Всё многообразие фильтров можно подразделить на несколько видов, перечисленных ниже. Они располагаются по иерархии, первыми идут самые простые и дешёвые, замыкают список наиболее технологичные и эффективные, но дорогие.

Губчатый аэрлифтный фильтр

Состоит из перфорированной пластмассовой трубки, на которой закреплены один или несколько картриджей с губкой. Через нижнюю часть подводится воздух, который поднимаясь, захватывает с собой воду, тем самым создавая тягу. Вода поступает в трубку сквозь губку, оставляя на ней различный мусор. В первую очередь выполняет биологическую фильтрацию и в меньшей степени механическую, поскольку пористая структура губки создаёт огромную площадь для заселения колониями полезных бактерий. Многие аквариумисты постоянно заставляют губчатый фильтр работать где-нибудь в углу общего аквариума, тем самым поддерживая биологическую зрелость губки, чтобы потом, когда потребуется, использовать его в карантинном или нерестовом аквариуме. Подробнее в статье "Аэрлифтный фильтр с губкой как лучший инструмент биологической фильтрации".

Донный фильтр

В первую очередь предназначен для биологической очистки воды. Дешёвый, долговечный, практически не требует обслуживания и незаметен в оформлении. Однако, существует ряд специфических особенностей, делающих его плохим выбором для начинающего аквариумиста. Поскольку в качестве фильтрующего материала выступает субстрат аквариума важно правильно подобрать размер частиц грунта и его глубину. Кроме того, предметы оформления и густые корни растений будут препятствовать прохождению воды, образуя «мёртвые зоны», где будет происходить заиливание с неприятными последствиями в виде пузырьков метана или сероводорода.

Внутренние фильтры-стаканчики

Одни из самых популярных разновидностей фильтров благодаря прекрасному сочетанию цена/производительность. Выполняют как механическую, так и биологическую фильтрацию, бывают самых разных размеров, могут устанавливаться и вертикально и горизонтально. Лучший выбор для любительского аквариума малого (до 100 л.) и среднего (до 200–300 л.) размеров.

Навесные фильтры

Как видно из названия они подвешиваются к одной из стенок аквариума. Подходят для резервуаров от 20 до 300 литров, способны выполнять все три типа фильтрации. Просты в эксплуатации, картриджи с фильтрующими материалами находятся снаружи и легко доступны для замены или чистки. Очищенная вода возвращается своеобразным водопадом, а не струёй воды как у фильтра-стаканчика, благодаря чему внутреннее течение в аквариуме сводится к минимуму, что пригодится при содержании некоторых видов рыб, выходцев из стоячих водоёмов таких как Рыбки Килли и Лабиринтовые. У навесного фильтра существует незначительный недостаток из-за его конструкции — аквариум всегда должен быть заполнен более чем на 2/3 иначе водозаборная трубка просто не дотянется до воды, либо будет погружена недостаточно, что снизит тягу и производительность.

Оросительные или орошаемые фильтры

Используют в основном профессиональные аквариумисты в коммерческих аквариумах. Главная задача подобных фильтров — это биологическая очистка, однако, производители зачастую до оснащают вспомогательными материалами для механической и химической очистки. Фильтры располагаются снаружи, в конструкции предусмотрены несколько отсеков обычно заполненных специальными био-шариками, которые постоянно орошаются поступающей водой и тем самым создаются максимально-комфортные условия для развития колонии полезных бактерий — влажная среда и постоянный контакт с воздухом. Орошаемые фильтры громоздки и весьма специализированы, поэтому вряд ли подходят для любительского аквариума.

Внешний фильтр-канистра

Обеспечивают все три типа фильтрации и прекрасную циркуляцию воды, практически бесшумны. Имеют множество модификаций как для маленьких (до 50 л.), так и для очень больших аквариумов (более 1000 л.). Производительность не зависит от уровня воды, эффективно работают и в частично заполненных резервуарах, палюдариуме. В конструкции могут быть добавлены дополнительные опции, такие как насыщение кислородом, обеззараживание ультрафиолетом, подогрев воды и другое. Фильтр-канистра способен совместить в себе практически всё необходимое оборудование аквариума, за исключением системы освещения. Всё упирается в цену — это довольно дорогой вид фильтров, но самый эффективный и производительный.

Фильтрующие материалы

Фильтрующий материал поставляется производителями в различных формах и размерах, поэтому наиболее важным параметром является вещество из которого состоит тот или иной фильтрующий материал. Именно состав материала определяет его область применения. Ниже приведены наиболее популярные фильтрующие материалы.

• Карбонат кальция. Используется в форме кораллового песка, коралловой крошки (дроблёные кораллы) или известнякового щебня в качестве химического вещества, повышающего жёсткость воды и увеличивающего или буферирующего показатель рН. Может действовать также как механический и биологический фильтр. Это фильтрующее вещество перед использованием следует ополоснуть водой и таким образом очистить от пыли. Его можно периодически промывать и использовать снова
• Активированный уголь. Применяется как средство удаления из воды некоторых медикаментов (особенно органических красителей — таких, как метиленовая синь) и растворённых тяжёлых металлов. Вопреки распространённым представлениям, он не удаляет продукты азотного цикла — аммиак, нитриты и нитраты. Может действовать также как фильтрующий материал для механической и биологической очистки. Уголь работает путём адсорбции — на его поверхности собираются загрязняющие вещества. Количество вещества, которое он может адсорбировать, ограничено, поэтому его нужно регулярно заменять. Перед использованием уголь следует промыть в воде, чтобы удалить пыль
• Керамика. Многие керамические изделия, особенно полые трубки, могут выполнять роль фильтрующего материала для грубой фильтрации. Они действуют как механическая и биологическая фильтрующая среда и обычно используются в первой секции многосекционных фильтров, поскольку не  так-то легко засоряются и свободно пропускают поток воды. Их можно промывать и снова использовать
• Синтетические нити. Нейлоновую пряжу в наше время часто считают старомодным средством, однако она по-прежнему представляет собой недорогой и очень эффективный фильтрующий материал, позволяющий осуществлять механическую и биологическую фильтрацию. Её можно многократно промывать и снова использовать
• Губка. Ещё один дешёвый и очень эффективный механический и биологический фильтрующий материал. Обычно продаётся в виде картриджей, прилагающихся к определённым фильтрам. Губку можно промывать и снова использовать много раз, но в конце концов она теряет эластичность и нуждается в замене. Очень важно использовать только специальную губку для фильтров — другие её типы могут оказаться токсичными для рыб
• Гравий. Аквариумный гравий любого типа (но только не песок, который слишком легко засоряется), как следует промытый перед использованием, можно применять для механической и биологической фильтрации. Может действовать и как химически активная фильтрующая среда, если только это не специальный инертный к воде гравий, не повышающий жёсткость воды. Его можно промывать и снова использовать неограниченно долго
• Торф. Обычно используется как химическая среда для снижения рН. Может также действовать механически и биологически. Придаёт воде цвет чая (кажущийся вполне естественным многим рыбам, происходящим из водоёмов с кисловатой водой). Торф следует использовать только в нейлоновом мешочке (для этого идеально подходит нейлоновый чулок), так как в противном случае он скорее всего проникнет в воду аквариума. Перед использованием мешочек с торфом следует ополоснуть в воде, чтобы смыть пыль
• Спечённое стекло. Это стекло, прошедшее специальную обработку, в результате которой оно становится чрезвычайно пористым. Благодаря этому получается очень большая площадь поверхности, на которой поселяются колонии бактерий. Таким образом получается очень эффективная биологическая среда. Если использовать её для механической фильтрации, она быстро засоряется. Поэтому ещё до того, как вода дойдёт до стекла, она должна пройти, например, через слой губки для удаления из неё основной массы механической взвеси. Спечённое стекло — дорогой материал, но  из-за его высокой биологической эффективности относительно небольшое его количество эквивалентно гораздо большему количеству нитей, губки, гравия и т. п.
• Цеолит представляет собой образующуюся естественным путём ионообменную смолу, нейтрализующую аммиак и использующуюся прежде всего как химический фильтрующий материал. Может действовать также механически и биологически. Цеолит имеет ограниченный срок службы, но его можно восстановить путём вымачивания в течение суток в крепком соляном растворе. Перед повторным использованием его следует ополоснуть свежей водой. Цеолит не следует использовать в качестве повседневного наполнителя биологического фильтра — иначе, когда он будет полностью «выработан», в аквариуме произойдёт аммиачный кризис. Он помогает справляться с временными проблемами, связанными с аммиаком, — например в «больничных» аквариумах, где применяется лекарство, вредное для биологических фильтров, а также в контейнерах для перевозки рыб, чтобы рыбы во время длительных поездок не отравились своими собственными отходами