Для тонкой очистки воды от механических частиц раньше широко использовались так называемые диатомовые фильтры. Функции фильтрующего материала в таких фильтрах выполнял диатомит – материал, состоящий из мельчайших панцирей диатомовых водорослей. Этот материал позволял отфильтровывать мельчайшие частицы загрязнений, включая многих мельчайших беспозвоночных, бактерии и даже большие молекулы органического вещества с молекулярным весом более 12 тыс. углеродных единиц. К сожалению, применение таких фильтров требовало насосов, создающих высокое давление, кроме того, они быстро загрязнялись и требовали замены фильтрующего субстрата. Помимо этого, у ряда авторов вызывала сомнение необходимость использования таких систем для обычных аквариумов, так как рыбы в воде, лишенной практически всего живого, начинали терять слизь с кожных покровов, что отрицательно сказывалось на их здоровье.
В качестве простейшего биологического фильтра можно рекомендовать упоминавшуюся выше и хорошо известную аквариумистам систему с двойным дном.
В ней через слой гравия толщиной 6–8 см, уложенного на сетчатое фальшдно, которое приподнято над дном аквариума на 1–1,5 см, сверху вниз прокачивается аквариумная вода с помощью специальной помпы или аэролифтного насоса. Аэролифтный насос (на рисунке справа) состоит из трубки с конусным расширением внизу, куда помещается распылитель. Поднимающиеся вверх пузырьки воздуха увлекают за собой воду, которая выбрасывается у поверхности воды.
Схема биологического фильтра с фальшдном и аэролифтным насосом, расположенным справа. Слой субстрата биофильтра (1), например гравия толщиной 75 мм, укладывается на двойное дно (2), приподнятое на 10 мм над дном аквариума. Благодаря подаче воздуха на распылитель (4) пузырьки воздуха (3) увлекают за собой воду и обеспечивают циркуляцию воды в системе
В качестве субстрата для пресноводного аквариума применяется мелкий гравий нейтральных пород или отсеянный и тщательно промытый речной песок, а для морского лучше выбирать кальцит, доломит или крупный коралловый песок. Еще лучше разделить слой субстрата на две фракции, например 5–6 мм и 2–3 мм (более мелкая фракция вверху), с помощью пластиковой сетки с ячеей, препятствующей перемешиванию частиц грунта различного размера. При устройстве аквариума эта сетка укладывается поверх слоя гравия и равномерно засыпается песком. Несомненное преимущество такого расположения слоев фильтрующего субстрата – исключение возможности раскапывания его рыбами до самого фальшдна, а также обеспечение более равномерной циркуляции воды через слой фильтрующего материала. Со временем под фальшдном скапливаются иловые отложения, которые, перекрывая циркуляцию воды, могут нарушить работу биофильтра и даже привести к гибели обитателей аквариума, поэтому лучше поменять направление движения воды на противоположное. При этом вода, очищенная от взвешенных частиц насосом фильтра механической очистки, закачивается под фальшдно аквариума. Движение чистой воды снизу вверх под слоем фильтрующего субстрата препятствует накоплению грязи под фальшдном и вымывает частицы из грунта, которые затем оседают в картридже механического фильтра. Таким образом значительно облегчается и упрощается уход за аквариумом. Все сводится к периодической чистке механического фильтра. В последние десятилетия появились фильтры с так называемым взвешенным субстратом, в котором мелкий песок поддерживается во взвешенном, как бы плавающем состоянии потоком обрабатываемой воды снизу вверх. Обычно такие фильтры имеют цилиндрическую форму, в которую вода подается снизу и заставляет песок постоянно шевелиться. При этом вся поверхность его заселяется нитрифицирующими бактериями, что приводит к увеличению производительности такого устройства.
Схема построения простейшего орошаемого фильтра с субстратом, расположенным выше уровня воды. Вода, очищенная от взвесей в механическом фильтре, разбрызгивается на субстрат, размещенный в кассете (1), и через сетчатое дно кассеты возвращается в аквариум (2)
Упоминавшийся выше влажно-сухой, или орошаемый, фильтр является еще более совершенным и высокопроизводительным средством биологической очистки. В простейшем случае его устройство сводится к выносу субстрата за пределы аквариума. Слой гравия или другого субстрата орошается аквариумной водой, предварительно очищенной механическим фильтром. Помимо высокой производительности очистки, орошаемый фильтр отличается своей устойчивостью к снижению и даже прекращению циркуляции воды по сравнению с другими системами биофильтров. В отличие, например, от фильтров с фальшдном или канистровых, в которых недостаток кислорода, приносимого с циркулирующей водой, убивает фильтрующие микроорганизмы в течение нескольких часов, фильтр с орошаемым субстратом продолжает получать кислород из атмосферного воздуха даже при полном отключении циркуляции воды, связанной с поломкой насоса или отключением электроэнергии. Подсыхание субстрата биофильтра происходит медленнее по сравнению с процессами гибели его микроорганизмов в отсутствие кислорода. В орошаемых биофильтрах часто используются всевозможные пластиковые субстраты особой формы с большой поверхностью, к которой в равной степени легко поступает кислород, растворенный в воде, и дополнительно из атмосферы. Подобные субстраты обычно выпускаются в виде, например, шаров, напоминающих ежей (Bio Balls), мелко рассеченных кубических конструкций (Bio Cubes) и пр. Кроме того, аквариумная индустрия выпускает всевозможные субстраты в виде рулонов, помещаемых под вращающийся разбрызгиватель биофильтра, наполнители разнообразнейших конфигураций, выполненные из пружинистых губчатых материалов, и комбинированные изделия, например биошары, в средней части которых помещается губчатый субстрат, предназначенный для работы в качестве денитрификатора.
Орошаемый фильтр, встроенный в центре задней стенки аквариума. в верхней части фильтра хорошо видна зубчатая решетка системы перелива. Насосы, перекачивающие воду, располагаются внутри орошаемого фильтра снизу и выбрасывают очищенную воду через отверстия в центральной и боковых частях фильтра. Таким образом вода, поступающая сверху через решетку перелива, омывает субстрат фильтра и выбрасывается обратно в аквариум
Модульная конструкция фильтров. Вода из аквариума закачивается насосом, расположенным на фотографии справа, сначала в фильтр механической очистки (с манометром наверху), а затем последовательно проходит (справа налево) модули химического фильтра, обогрева и ультрафиолетовой стерилизации. В представленной конфигурации фильтра выходной патрубок можно направить в аквариум с помощью стандартной трубы. Замена картриджей фильтров и их чистка осуществляется сверху. герметичная верхняя крышка любого из модулей отворачивается, что дает доступ к внутреннему устройству
Группа водоемов с автономными биофильтрами, расположенными на одном уровне. вода, выливающаяся сверху из биофильтра, способствует лучшему перемешиванию слоев и насыщению их кислородом. К каждому аквариуму подведена вода. Кран, перекрывающий воду, расположен непосредственно над водоемом для удобства подмены воды в системе
Те же водоемы с биофильтрами (вид сзади)
Биофильтры расположены выше уровня водоемов. Вода из биофильтра возвращается самотеком. Обратите внимание на магистральные трубы подачи воды и воздуха, расположенные соответственно в верхней и средней частях системы
Компоновка биологических фильтров может быть как горизонтальной, например в виде фальшдна, или вертикальной – в виде своеобразной задней или боковой стенки. В последнем варианте заиливание биофильтра и образование в нем «мертвых зон» минимально. Для увеличения мощности биофильтрации в вертикальном конструктивном варианте можно сделать несколько слоев субстрата, между которыми следует поместить устройство для активной аэрации, так как уровень кислорода в воде после первого же слоя биологической очистки резко падает и его может оказаться недостаточно для нормальной активности последующих слоев. Биофильтр, вынесенный за пределы водоема, может быть как выше, так и ниже аквариума или же находиться на одном с ним уровне.
Аквариум с вертикальным расположением биофильтра. Пестрый фон на фотографии – не что иное, как биологический фильтр вертикальной компоновки, расположенный вдоль задней стенки аквариума. В качестве субстрата – наполнителя фильтра – здесь использован мелкий гравий
С технологической точки зрения удачно компонуются так называемые модульные конструкции. Каждый модуль в них выполняет свою функцию. В одном располагается обогреватель, в другом – фильтры механической очистки, биофильтр, ультрафиолетовый стерилизатор и т. д. Конструкция всей системы позволяет соединять разные модули вместе и компоновать из них различные конфигурации, которые могут размещаться отдельным блоком или в поддоне, обычно расположенном под аквариумом и включающем такие элементы, как пеноотделители, денитрификаторы и пр.
