Wszystko o kąciku do akwarium
Węgiel do akwarium
Węgiel akwariowy służy do fizycznej adsorpcji „zanieczyszczeń” w akwarium. Może być stosowany we wszystkich typach akwariów: morskich, słodkowodnych, słodkowodnych zielarzy.
Oczywiście w każdym takim akwarium należy wziąć pod uwagę cechy i właściwości węgla. Jeśli chodzi o akwaria z roślinami, nasze forum ma osobny temat na temat wykorzystania węgla w zielarzy - tutaj. Pozostałe cechy i właściwości węgla do akwarium można dowiedzieć się z fragmentu cytowanego poniżej S.Spotta „Trzymanie ryb w zamkniętych systemach”.
Ale wcześniej zwróćmy uwagę na główne punkty:
1. Węgiel akwariowy należy umyć przed użyciem, aby usunąć zawiesinę. W przeciwnym razie cały „czarny pył” spadnie do akwarium.
2. Wybierz wysokiej jakości węgiel, dużą frakcję bez piasku. Na przykład z Laguna lub Tetra. W każdym razie nie zalecamy używania taniego węgla. Wynika to z jego właściwości. Tani węgiel jest mniej wydajny i krótkotrwały.
3. Nie można ustalić żywotności aktywowanego węgla akwariowego. Ponieważ wartość ta zależy od wielu indywidualnych czynników akwarium i właściwości konkretnego adsorbentu. Średni okres użytkowania węgla waha się od 2 tygodni do 1 miesiąca. Jeśli używasz węgla drzewnego po leczeniu ryb - w celu ekstrakcji leków zaleca się usunięcie go natychmiast po całkowitym wycofaniu leków, po około 3-7 dniach.
Węgiel do akwarium Laguna
Uzdatnianie wody węglem aktywnym
Niektóre składniki rozpuszczonej materii organicznej (POB) można ekstrahować z wody w akwarium za pomocą węgla aktywnego. Węgiel aktywowany jest przygotowywany w dwóch etapach. Pierwszym etapem jest wypalanie, podczas którego materiały zawierające węgiel, takie jak węgiel, kości zwierzęce, drewno lub łupiny orzechów, są podgrzewane do czerwonego ciepła (około 600 ° C) w celu usunięcia węglowodorów. Aby uniknąć całkowitego spalania, wypalanie odbywa się praktycznie bez powietrza. Następnym krokiem jest aktywacja. Tym razem wypalanie powtarza się w temperaturze 900 ° C w obecności gazu utleniającego. Gaz ten tworzy wewnętrzną porowatą powierzchnię węgla, na której następnie osadzi się DOM wydobywany z wody (ryc. 3.2). Podczas usuwania adsorbatu z ciekłego ośrodka wielkość porów z reguły nie ma większego znaczenia (Tchobanoglous, 1972).
Węgiel do akwarium Medos vladox
Stosuje się granulowany lub sproszkowany węgiel aktywny. Chociaż sproszkowany węgiel drzewny ma dużą powierzchnię wiążącą, jego obsługa jest niewygodna i stosunkowo droga, dlatego też granulowany węgiel drzewny jest ogólnie rozważany poniżej. Granulat nazywa się węglem aktywnym (GAU) o cząstkach większych niż 0,1 mm (Tchobanoglous, 1972).
Czynniki wpływające na wydajność adsorpcji. Skuteczność adsorpcji rozpuszczonej materii organicznej na GAU zależy od kilku czynników, z których najważniejsze to transfer masy adsorbatu do granulek węgla, czas kontaktu, stężenie i pochodzenie adsorbatu, wielkość granulek, powierzchnia porów i jednorodność frakcji węgla aktywnego, obecność warstwy organicznej na powierzchni granulek. Temperatura i pH jako czynniki wpływające na adsorpcję nie mogą być brane pod uwagę, ponieważ w akwariach muszą być utrzymywane w wąskim zakresie, który zapewnia normalne funkcjonowanie zwierząt i roślin. Z tych dwóch czynników ważniejsze wydaje się pH. Morris i Weber (1964) zauważyli, że na równowagę adsorpcji nie mają wpływu wahania temperatury wody, szczególnie w zakresie charakterystycznym dla wód naturalnych.
Chobanoglous (Tchobanoglous, 1972) wyróżnił trzy niezależne etapy podczas procesu adsorpcji: transfer adsorbatu, warstwę wody i film biologiczny otaczający adsorbent, penetrację do porów GAU, tworzenie wiązań chemicznych między adsorbatem a cząsteczkami węgla aktywnego. Pierwsze dwa etapy zależą od czasu trwania kontaktu, trzeci następuje natychmiast. Zatem transfer masy cząsteczkowej jest ograniczony przez pierwsze dwa etapy (ryc. 3.3) .
Czas kontaktu wody zawierającej DOM i węgiel aktywny ma fundamentalne znaczenie. Jeśli czas kontaktu jest bardzo krótki, przenoszenie masy nie występuje. Wydłużenie czasu kontaktu uzyskuje się poprzez wydłużenie kolumny kontaktowej lub zmniejszenie przepływu wody przez wykonawcę.
Szybkość adsorpcji zmienia się częściowo jako pierwiastek kwadratowy stężenia adsorbów w roztworze (Morris i Weber, 1964).
W konsekwencji więcej adsorbatu jest ekstrahowane ze słabo nasyconego roztworu na jednostkę czasu, aż do usunięcia śladów DOM z roztworu. Niemniej jednak szybkość adsorpcji wzrasta wraz ze wzrostem stężenia zanieczyszczenia w roztworze, ale ta zależność jest nieliniowa. Morris i Weber (1964) również odkryli, że duże cząsteczki (o dużej masie cząsteczkowej) wytrącają się wolniej niż małe. Ponadto konfiguracja cząsteczek wpłynęła na szybkość ich osadzania: cząsteczki o silnie rozgałęzionym łańcuchu były adsorbowane wolniej niż cząsteczki o podobnej masie cząsteczkowej, ale o bardziej zwartej strukturze.
Szybkość adsorpcji zmienia się częściowo jako kwadrat średnicy poszczególnych granulek węgla aktywnego (Morris i Weber, 1964). Jak już wspomniano, szybkość dyfuzji cząsteczek organicznych na granicy między wodą a węglem aktywnym jest ograniczona przez przenoszenie masy do porów adsorbentu. Z kolei wielkość granulek węgla aktywnego wpływa na szybkość przenoszenia masy; w przypadku mniejszych cząstek ekstrakcja DOM z wody jest szybsza. Jednak rozdrabnianie dużych granulek węgla aktywnego, chociaż tworzy dodatkowe pory, nie prowadzi do zauważalnego wzrostu szybkości adsorpcji (Morris i Weber, 1964).
Pole powierzchni porów GAU można wyrazić ogólnie za pomocą liczb melasy, fenoli lub jodu. Cząsteczki każdej z tych substancji chemicznych mają różną wielkość, a stopień, w jakim można ją zaadsorbować, zależy od liczby porów o określonej wielkości na powierzchni granulek węgla aktywnego. Najmniejsze cząsteczki jodu dają wyobrażenie o całkowitej powierzchni porów. Melasa charakteryzuje liczbę dużych porów, a fenolowa - charakteryzuje pory o pośrednich rozmiarach. Liczby jodu, melasy i fenoli stanowią przybliżone wskazanie potencjalnej zdolności adsorpcyjnej węgla aktywnego danej odmiany. Jednak Sontheimer (1974), testując GAU trzech stopni w eksperymentach z usuwaniem całkowitego węgla organicznego ze ścieków, nie znalazł wyraźnej zależności zdolności adsorpcji granulek od liczby fenolowej lub od powierzchni porów.
Ostatnim czynnikiem determinującym szybkość adsorpcji jest tworzenie filmu organicznego. Granulki umieszczone w wodzie szybko pokrywają się filmem śluzu wytwarzanym przez bakterie. Z jednej strony zapobiega przenikaniu ciężkich cząsteczek DOM do GAU (NcCreary i Snceyink, 1977), az drugiej strony usuwa DOM z wody po wyczerpaniu fizycznej zdolności adsorpcji ziarnistej kolumny węglowej (Maqsood i Benedek, 1977). Ten ostatni proces wynika z czasu trwania bakterii heterotroficznych zamieszkujących śluz.
Rozmieszczenie styczników GAU. Granulki węgla aktywnego są zwykle umieszczane w oddzielnym pojemniku, tak zwanym styczniku. Wypełnianie granulek bezpośrednio na złożu filtracyjnym jest niewygodne, ponieważ zużyte granulki muszą być okresowo oddzielane od żwiru i usuwane z akwarium. W małych akwariach jako stycznik można zastosować standardowy filtr kątowy z podnośnikiem. Aby chronić granulki węgla aktywnego przed śluzem, na nich kładzie się gęstą warstwę wełny szklanej.
W dużych akwariach stycznik można wykonać z kawałka rury PCV (ryc. 3.4). Dla wygody na obu końcach rurki stycznika wykonano gwinty, a nakręcane tuleje adaptera są przykręcane. Na wylotowym końcu rurki, aby zapobiec usuwaniu cząstek węgla, poręczowa płyta, kawałek sita nylonowego lub korek z wełny szklanej są zainstalowane w podnośniku. Elastyczny wąż z końcówką wyposażoną w kran jest podłączony do wyjściowego końca rurki stycznika. W obwodzie znajduje się zawór obejściowy (ryc. 3.5), dzięki czemu woda może być odprowadzana przez filtr biologiczny, gdy stycznik jest odłączony w celu doładowania. W idealnym przypadku stycznik powinien zostać zainstalowany natychmiast po filtrze biologicznym (ryc. 3.6). W wyniku heterotroficznych procesów utleniania wiele składników DOM ulega mineralizacji, co zmniejsza obciążenie węgla aktywnego i wydłuża jego żywotność.
Styczniki pokazane na rys. 3.4 i 3.6 są wymieniane po przełączeniu przepływu wody z powrotem do akwarium, a następnie przednie i tylne złącza są odłączane. Ta procedura jest ułatwiona, jeśli zamiast sztywnych rur z PCW stosowane są elastyczne węże łączące. Zużyte GAU zastępuje się nowym, uprzednio umytym w czystej wodzie z kranu w celu usunięcia kurzu. Aby uniknąć wycieku wody w połączeniach, gwintowane końce są owijane taśmą teflonową.
Styczniki GAU do bardzo dużych akwariów można wykonać z 200-litrowej stalowej beczki ze zdejmowaną pokrywą (ryc. 3.7). W celu ochrony przed korozją wewnętrzne powierzchnie zbiornika i pokrywki pokryte są dwiema warstwami farby epoksydowej. W ścianie beczki wiercone są dwa otwory (o średnicy 2,54 cm): jeden na górze, drugi na dole. Włóż gwintowane kołnierze z polichlorku winylu o średnicy 2,54 cm w otwory i zamocuj je od wewnątrz za pomocą podkładki uszczelniającej za pomocą śrub ze stali nierdzewnej, elastyczne węże z polichlorku winylu są przykręcone do zewnętrznych końców kołnierzy. Jeśli plastikowa siatka zostanie przeciągnięta przez wewnętrzny koniec kołnierza, nie ma potrzeby instalowania płytki drukowanej, jak ma to miejsce w filtrze żwirowym. Siatka zapobiega wciąganiu przez podnośnik cząstek węgla aktywnego do akwarium. Woda musi być doprowadzana do obwodu przez obejście przez filtr, jak pokazano na rys. 3.5 Beczka jest wypełniona 3/4 umytymi GAU. Jedno tankowanie wystarczy, aby wyczyścić 4000l. woda w akwarium.
Do czyszczenia dużych systemów akwariowych wymagany jest stycznik z pompami mechanicznymi. Większość filtrów piaskowych o wysokim ciśnieniu nadaje się również do tych celów. Zamiast piasku i żwiru rośliny te są wypełnione węglem aktywnym. Wskazane jest wyposażenie filtra w zdejmowaną pokrywę, ponieważ węgiel aktywny należy okresowo wymieniać (ryc. 3.8).
Węgiel aktywny. Zdolność adsorpcyjna węgla aktywnego stopniowo zmniejsza się podczas pracy, a na końcu materiał należy wymienić lub przywrócić. W przeciwnym razie następuje desorpcja, a rozpuszczone substancje organiczne z porów adsorbentu ponownie przechodzą do roztworu. Reaktywacja polega na spalaniu granulek węgla w wysokiej temperaturze pod ciśnieniem. Jednak nawet w tym trybie ujawniają się tylko największe pory (Joyce i Sukenik, 1964), dlatego przy każdej reaktywacji zdolność adsorpcji granulek maleje i najwyraźniej nigdy nie osiąga początkowej wartości.
Zaleca się przyjmowanie 1 g granulatu na 1 litr wody w akwarium i całkowicie zastępować adsorbent co 2 miesiące. Mineralizacja rozpuszczonych substancji organicznych przez bakterie heterotroficzne osadzające się na powierzchni granulek sprawia wrażenie, że adsorbent nadal działa, chociaż w rzeczywistości jego zdolność adsorpcyjna została już wyczerpana (Naqsood i Benedek, 1977). Jedynym sposobem na wykrycie początku desorpcji jest ciągłe monitorowanie całkowitej zawartości węgla organicznego (utlenialności) w wodzie opuszczającej kolumnę adsorpcyjną.
