Odwrócona osmoza w akwarium

System odwróconej osmozy (RO) jest nieodzownym elementem każdego systemu akwariów morskich, w przeciwnym razie bez niego po prostu nie działają zbyt dobrze.

Systemy RO są również ważne dla słodkiej wodyakwaria również, zwłaszcza jeśli są to duże zbiorniki. Dobry system RO pomaga utrzymać właściwy skład chemiczny wody, pH i ustala prawidłowe ciśnienie osmotyczne dla ryb (ten ostatni powód jest taki, dla którego nie można umieścić ryb morskich w akwarium słodkowodnym: ich komórki wybuchają).

Tutaj sprawdzimy jakość wody, jaką możeszoczekuj od systemu RO, wyszczególniając, co robi się dla twojego zbiornika, jego komponentów, a także jak prawidłowo go uruchomić i utrzymać go w ramach parametrów funkcjonalnych.

Co to jest odwrócona osmoza (RO)?

System RO to system oczyszczania wodywywiera nacisk na półprzepuszczalną membranę (jak mikroskopijne sito), która wybiórczo umożliwia przechodzenie przez nią substancji rozpuszczonych w oparciu o ograniczenie wielkości lub stan naładowania, usuwając je w ten sposób z wody produktu. Substancja rozpuszczona to wszystko, co swobodnie rozpuszcza się w wodzie, która jest rozpuszczalnikiem.

Wszystkie naturalne źródła wody zawierają różnejony metali, jony niemetali i niektóre jony wieloatomowe. Jon to stan atomu lub cząsteczki (zbiór podobnych lub odmiennych atomów), który przyjmuje ładunek.

Dzieje się to poprzez dodanie lub stratęelektronów do chmury elektronów atomu lub cząsteczki. Elektrony to ujemnie naładowane cząstki podstawowe, które tworzą orbitale wokół jądra atomu.

Elektrony są również dzielone między atomami wcząsteczki i mogą tworzyć hybrydowe (połączone) wersje orbitali atomowych. W rzeczywistości nie ma prawdziwego dodania cząstki elektronu do chmury, dlatego nazywa się ją „chmurą”.

To, co faktycznie się dzieje, to przeniesienie lub utrataenergia do chmury i prawdziwe elektrony nie istnieją, dopóki nie zostaną zmierzone (zaobserwowane). Jest to część twierdzenia zwanego dualizmem cząstkowo-falowym, w którym podstawowe cząstki, takie jak na przykład elektrony lub fotony, mogą wykazywać właściwości podobne do fal lub zachowania podobne do cząstek, ale nie oba jednocześnie.

Jakie są części systemu RO?

Systemy RO składają się z kilku części, którewspólnie pracują nad uzyskaniem wyższej jakości wody poprzez selektywne usuwanie jonów z wody produktu. Jest to bardzo ważne dla utrzymania zarówno korzystnego środowiska dla ryb, jak i dla stworzenia odpowiedniego środowiska pod względem osmotycznym (więcej o tym poniżej).

Membrana

Membrana systemu RO, która jest częściowoprzepuszczalny (półprzepuszczalny) jest sercem całego systemu. Jest to rodzaj sita mikrocząsteczkowego, które przepuszcza wodę i selektywnie przepuszcza niektóre substancje rozpuszczone. Te substancje rozpuszczone, które mogą przechodzić przez membranę, robią to, ponieważ są albo dostatecznie małe, aby porty w membranie mogły przez nią przechodzić, albo mają ładunek, który pozwala im przejść przez membranę.

Inne jony o wyższym ładunku (takie jak jony dwuwartościowe,które mają dwa dodatkowe lub dwa ładunki mniej) są zablokowane przed przejściem, chyba że membrana jest uszkodzona. Jako takie, membrany mają żywotność roboczą i muszą być okresowo wymieniane, gdy występują przerwy lub gdy poziom ograniczonego wiązania substancji rozpuszczonej z membraną znacznie zmniejsza swobodny przepływ wody i substancji rozpuszczonych.

W niektórych systemach RO, które są zbudowane w celu dostosowaniawiększe objętości filtracji wody, stosuje się wiele warstw membranowych. Spośród wszystkich zużywalnych elementów systemu RO membrana jest zazwyczaj najdroższą częścią.

Systemy filtrów wstępnych

Ponieważ membrany RO mogą być nieco drogie,Ochrona ich przed koniecznością odfiltrowywania dużych stężeń substancji rozpuszczonych z produktu może mieć wpływ na stosowanie systemu filtracji wstępnej. Filtry wstępne mogą usuwać surowe cząstki stałe i substancje rozpuszczone zwykle występujące w źródłach twardej wody.

Te systemy filtrów wstępnych są umieszczone przedgłówny wkład membrany RO i składa się z kilku typów, często używanych w połączeniu do produkcji raczej czystej wody przed membraną. Typowym składnikiem filtra wstępnego jest kolumna z węglem aktywnym.

Węgiel aktywowany ma liczne miejsca wiązaniajego powierzchnia pochłania różne substancje chemiczne i substancje rozpuszczone w wodzie. Jeśli w wodzie źródłowej znajduje się duża ilość cząstek stałych, często preferowanym urządzeniem są filtry piaskowe do usuwania cząstek stałych przed wprowadzeniem wody do wkładu z węglem aktywnym.

Kolejna popularna opcja filtra wstępnego, która stała sięSzerzej stosowane od jego wprowadzenia są specjalne cylindry polipropylenowe, które wtryskiwane są podczas formowania z włóknami z włókniny polimerowej. Te kolumny polipropylenowe są w zasadzie systemem filtrów 5-mikronowych, podczas gdy większość membran RO działa do zakresu 0,0005-mikrona (większość systemów RO do akwariów używa membrany RO 0001-mikronowej).

Ciśnieniomierz

Upewnij się, że przypadkowo nie wysadziszładna, droga membrana RO jest dość ważna i można to zapewnić, instalując manometr. Manometr pozwoli Ci dostosować natężenie przepływu systemu do optymalnych parametrów dla membrany i poinformuje Cię, czy ciśnienie w systemie jest zbyt wysokie lub zbyt niskie.

Niektóre gotowe systemy RO do mniejszych zastosowań nie są wyposażone w manometr. Jednak manometr można łatwo doposażyć w system. Jest to składnik, który gorąco polecamy.

Ogranicznik przepływu

Ograniczniki przepływu są doskonałym pomocnikiemregulacja wody, optymalizacja wydajności systemu i ochrona wkładu membrany RO przed uszkodzeniem. Ogranicznik przepływu jest rodzajem zaworu zwrotnego, który ogranicza dopływ wody do momentu osiągnięcia prawidłowego ciśnienia wewnętrznego zapewniającego optymalną wydajność w systemie RO.

W przypadku nadciśnienia ograniczniki przepływuutrzyma szczytowe ciśnienie wewnętrzne w komorze wkładu membrany RO i umożliwi odprowadzenie nadmiaru wody dopływającej w celu obejścia systemu do wylotu ścieków.

Zawór płuczący

Zawory spłukujące pozwalają wodzie ominąć przepływogranicznik, aby umożliwić wypłukanie dużych osadów z systemu membranowego. Pomaga to zwiększyć żywotność membrany i zapobiega uwięzieniu szkodliwych materiałów na jej powierzchni.

Większość systemów odwróconej osmozy nie ma zaworu spłukującego, ale można je kupić osobno i zamontować w prawie każdym systemie odwróconej osmozy.

Woda produktu (wyjście)

Woda użytkowa jest pierwszym z dwóch wyjść systemui jest głównym celem Twojego systemu RO: produkcja oczyszczonej wody. Dobrze działający system RO jest zwykle w stanie usunąć około 90% niepożądanych składników ze zwykłej wody wodociągowej.

Aby upewnić się, że system RO jest wydajny, dobrym pomysłem jest regularne sprawdzanie, czy woda w produkcie spełnia określone parametry. Można to zrobić za pomocą kilku zestawów lub czujników.

Miernik całkowitej ilości rozpuszczonych substancji stałych (TDS) lub ogólnyzestaw do analizy twardości (GH) przeanalizuje jakość wody używanej w produkcie i powie, czy system działa prawidłowo. Rozpuszczone substancje stałe w dobrze utrzymanym systemie RO powinny wynosić około 10 ppm lub mniej, a ogólna twardość wody w produkcie powinna wynosić dokładnie zero.

Ścieki (wyjście)

To jest druga składowa wyjściowa ROsystem i zawiera wodę ze wszystkimi wydzielonymi substancjami rozpuszczonymi, których nie chcesz w swoim akwarium. Typowe ścieki zawierają wyższy poziom azotanów, fosforanów, metali (takich jak ołów, rtęć i miedź), pestycydów i produktów ich rozpadu niż w zwykłej wodzie wodociągowej.

Ścieki mogą być wykorzystywane do roślin domowychogród lub szklarnię, ponieważ rośliny dobrze reagują na azotany i fosforany, które są składnikami odżywczymi dla wzrostu roślin. Jednak pamiętaj, że jeśli masz podwyższone stężenie metali ciężkich w ściekach, nie chcesz używać tej wody na roślinach spożywczych.

Co robi system RO dla zbiornika

Krótko mówiąc, dobry system RO usuwa rozpuszczalneskładniki z wody źródłowej, które mogą mieć szkodliwy wpływ na rośliny i organizmy wodne. W niektórych przypadkach nieusunięcie tych substancji rozpuszczonych może spowodować zatrucie zwierząt i zabicie życia w zbiorniku.

Systemy RO mogą skutecznie usuwać nadmierne ilościchloru, fluoru, arsenu, benzenu, wapnia, magnezu, ołowiu, rtęci, miedzi, pestycydów i wielu innych organicznych ciał stałych. Usunięcie tych substancji rozpuszczonych jest idealne dla zdrowia każdego akwarium, ale w rzeczywistości jest niepodlegającą negocjacjom częścią każdego akwarium morskiego.

Prawdą jest, że niektóre usunięte komponenty sąkorzystne dla roślin wodnych (np. azotany i fosforany), ale te składniki odżywcze są często uzupełniane w wodzie akwarium przez zwierzęta w akwarium (ryby, skorupiaki, ślimaki itp.).

Przeanalizujmy wszystkie zmiany chemiczne, jakie system RO wywiera na uzdatnioną wodę i jakie skutki dla Twojego akwarium ma usuwanie tych substancji rozpuszczonych.

Twardosc wody

Systemy RO zmniejszają twardość wody poprzez usuwanie wysokiejpoziomy wapnia i magnezu z normalnej wody źródłowej. Pierwiastki te mogą reagować z wieloma systemami biologicznymi, a także materiałami obojętnymi, pozostawiając inkrustacje, które cyklicznie nadal rozpuszczają wapń i magnez z powrotem do wody w zbiorniku.

Brak kontroli nad twardością wody może spowodowaćrównoważenie pH w zbiorniku to rodzaj koszmaru. Za każdym razem, gdy dostosujesz pH, spowoduje to albo zwiększone gromadzenie się wapnia i magnezu na istniejących osadach, albo zwiększy uwalnianie jonów wapnia i magnezu z tych złóż.

W rezultacie będziesz nieustannieścigając swój ogon próbując osiągnąć pożądaną wartość zadaną pH zbiornika. Poza tym problemem, niektóre gatunki ryb są bardziej wrażliwe na podwyższony poziom wapnia i magnezu niż inne gatunki.

Ryby tropikalne z lasów deszczowych Amazonii, npjako skalary i dyskowce nie przeżywają dobrze ani nie rozmnażają się w twardej wodzie. W przeciwieństwie do tego istnieje wiele gatunków tolerujących twardą wodę, takich jak gupiki, mieczniki, łuczniki i inne gatunki słodkowodne.

To tylko krótka próbka i powinieneś to zrobićodrób pracę domową lub skonsultuj się ze specjalistą od akwarium, jeśli chcesz poznać specyfikę wymagań środowiskowych organizmu, który zamierzasz umieścić w akwarium. Podsumowując, kontrola twardości wody zapewnia szerszą gamę organizmów, które możesz gościć w akwarium.

Azotany

Azotany (NO3-), a także azotyny (NO2-) są cząsteczkami azotu i tlenu, które mogą istniećniezależnie jako jony lub są przyłączone do większych cząsteczek jako grupy funkcyjne. Są wytworem zwierzęcych systemów biologicznych, chociaż mogą również powstawać w powietrzu poprzez energie plazmy wytwarzane z wyładowań atmosferycznych podczas burz.

U zwierząt tymi związkami azotowymi sąprodukty reakcji deaminacji, które są etapami metabolizmu aminokwasów pochodzących ze spożycia białek. Zachodzące reakcje transaminacji wytwarzają ketokwasy, które mogą wejść do cyklu Krebsa i dostarczyć energię komórkom.

Azotowe produkty uboczne tego procesu są odpadamiprodukty i są eliminowane. W zależności od zwierzęcia i jego problemów z wodą, związki azotowe są przekształcane w amoniak, mocz lub kwas moczowy i są uwalniane poprzez oddawanie moczu i wypróżnianie. W środowisku bakterie nitryfikacyjne rozkładają te produkty odpadowe na azotany i azotyny, które są zwykle spożywane przez rośliny jako składniki odżywcze.

W wodzie źródłowej, takiej jak woda z kranu, obecnośćtych chemikaliów jest zwykle antropogeniczne i jest wynikiem nadmiernego stosowania nawozów i spływu rolniczego do źródeł słodkiej wody, takich jak strumienie, rzeki i jeziora. Jeśli chodzi o ich wpływ na systemy akwariowe, akwaria słodkowodne, jeśli nie są kontrolowane, są nieco tolerancyjne na umiarkowane poziomy azotanów (górna granica 40 ppm), podczas gdy akwaria morskie są zdecydowanie nietolerancyjne (górna granica 0,25 ppm).

Ponieważ azotany gromadzą się w twoim zbiornikupoprzez rozkład rybiego moczu i kału i musi zostać odfiltrowany z wody w akwarium, zaczynając od niskiego poziomu azotanów w przefiltrowanej wodzie źródłowej, co zapewnia pewną swobodę w utrzymaniu chemii zbiornika. Oprócz systemu RO i regularnego czyszczenia zbiornika, umieszczenie pewnych roślin lub materiałów w środowisku zbiornika może pomóc w kontrolowaniu poziomu azotanów.

Żywy piasek i żywa skała, które zawierają nitryfikacjębakterie, obniżą poziom azotanów w zbiorniku. Rośliny namorzynowe są również dość biegłe w pobieraniu i wykorzystywaniu azotanów jako składników odżywczych wzrostu, tworząc w ten sposób pętlę ekosystemu w zbiorniku.

Fosforany

Wysoki poziom fosforanów, które są roślinąskładnik odżywczy, może powodować zakwity glonów w zbiornikach. W końcu zakwit glonów zmniejszy ciśnienie tlenu w wodzie w zbiorniku poprzez rywalizację i zacznie zabijać życie w zbiorniku.

W przypadku zbiorników ze słoną wodą poziom fosforanów należy utrzymywać poniżej 0,2 ppm, w przeciwnym razie algi zniszczą koralowce i uduszą ryby i skorupiaki.

Krzemiany

Krzemiany można znaleźć w wodach gruntowych, a nawetjeśli są filtrowane ze źródła wody, rozpuszczają się również z piaszczystego podłoża w akwarium. Mogą to być źródła tarła dla wzrostu glonów i często powodują zakwity glonów z glonów żwirowych (rodzaj brunatnic).

Ponadto krzemiany mogą napędzaćnamnażanie się okrzemek (niektóre gatunki to glony), które będą pasły się na koralowcach. System RO zmniejsza ogólne ciśnienie gromadzenia się krzemianu w zbiorniku akwarium.