Фильтр Hamburger Mattenfilter (HMF) (страница 2)

Вот недавно в интернете нашел такую статью. Мне интересно мнение Форумчан по поводу такого фильтра. И кто то использует такой фильтр у себя? И по возможности схему такого фильтра.

Фильтр Hamburger Mattenfilter (HMF)

> гетеротрофные бактерии
> Matala® - иная реализация Hamburger Mattenfilter

Фильтр Hamburger Mattenfilter (HMF) в классическом виде представляет собой перегородку из поролона на всю боковую стенку аквариума из за которой помпой выкачивается вода. Конструкция появилась в окрестностях города Гамбурга (Германия) в 1960-х. Самый большой вклад в изучение всех аспектов работы и популяризацию этого фильтра внес немецкий аквариумист Olaf Deters, сайт которого deters-ing.de является самым полным и достоверным источником по данной теме.

Суть эффективности HMF в том, что малый ток воды плюс очень большая площадь поверхности мата (обычно из поролона) позволяет поселиться большой культуре гетеротрофных бактерий которые разлагают органику. HMF крайне редко используется в сампах для аквариума с растениями потому что большинство аквариумов имеют размер до 300л и легко обходятся канистровым фильтром, но если у вас аквариум более 300л придется (и даже намного лучше) делать самп и снабдить его лучшим из фильтров - HMF, особенно если его сделать на матах Matala®. Другая причина редкости HMF - рассматривая его как фильтр любители растений думают только о биологической мощности фильтра (у канистрового она вполне достаточна) и забывают о гетеротрофных бактериях. Фильтр любого другого типа ("быстрые" фильтры - внутренний или канистровый, wet-dry, FBD, водопадный power filter) в основном только окисляет аммоний до нитрита и нитрата, и почти бесполезен для создания активной колонии гетеротрофных бактерий разлагающих органику, ту которая делает воду желтой и скапливается в канистровом фильтре и аквариуме месяцами без ее разложения. Работают только нитрифицирующие бактерии ответственные за азотный цикл, и органика которая скапливается в фильтре практически не разлагается. То есть обычный фильтр не может очистить аквариум от органики. Если фильтр промывается недостаточно часто, скопление органики вызывает появление водорослей (особенно красных и Cladophora). Колония гетеротрофных бактерий в фильтре HMF очень эффективно разлагает органику, поэтому такой фильтр вообще не нуждается в чистке. HMF позволяет получить ничуть не меньшую биологическую мощность тех же нитрифицирующих бактерий, и значительно увеличить "мощность" вашего аквариума по переработке органики. Фактически это еще один сайт (кроме субстрата) для накопления ила и культуры гетеротрофных бактерий как бы увеличивая площадь вашего грунта. Это значительно улучшает стабильность аквариума не только за счет дополнительного объема ила на мате, но и за счет того что культура "съедающих" взвесь в воде гетеротрофных бактерий на мате омываемом богатой кислородом водой очень активна. Эффект подобен применению фальшдна с прямым током (UGF) но без всех его недостатков. Благодаря этому HMF дает кристально прозрачную воду. В этом секрет того, что с фильтром HMF биологическое равновесие в аквариуме без грунта чрезвычайно стабильно при полном отсутствии водорослей, что практически невозможно с фильтром любого другого типа.
Значение ила для аквариума невозможно переоценить (см. сайт Olaf Deters). Ил понижает pH и быстро его восстанавливает после подмен воды, является буфером питательных веществ для растений, имеет высокий CEC, быстро буферизирует выброс аммиака и фосфатов и т.д. и т.д. Все мы знаем что именно недостаток ила является причиной нестабильности молодого аквариума. Как только в грунте накопится достаточно ила и бактерий аквариум становится гораздо стабильнее.

HMF будет работать как механический и биологический фильтр одновременно. В отличие от канистровых фильтров заиливание мата практически невозможно и в промывке HMF вообще не нуждается – этим вы только уменьшите колонию бактерий и микрофлоры на мате, и биологическая мощность фильтра уменьшится(!). Подмены воды в аквариуме должны быть те же 30-50% в неделю, HMF их не заменит!

HMF одинаково хорошо подходит для аквариумов 5л и более 1000л. Главное чтобы циркуляция воды через мат не превышала оптимальные 5-10см/мин. Внутренний HMF идеален для нерестовика, выростного аквариума, емкости для фотографирования рыб, разведения Caridina multidentata или Red Cherry. Одинаково хорошо работает и в ярко освещенном аквариуме, и в темном сампе.

Чтобы HMF работал, обязательно нужна биологическая нагрузка от рыб (аммоний и органика), поэтому Fishless Cycling в чистом виде не подходит - нужно вносить корм для рыб и желательно внести культуру не только нитрифицирующих, но и гетеротрофных бактерий. В аквариуме без рыб HMF работать не будет – нет питания для культуры гетеротрофных бактерий. Olaf Deters говорит что если HMF оставить работать в аквариуме БЕЗ рыб появятся водоросли!

Внутренний HMF абсолютно неприемлем для Nature Aquarium, но это прекрасный вариант для использования в сампе для аквариумов размером 120см и более. Для меньших аквариумов использовать самп нет никакого смысла - для них есть канистровые фильтры с помпой до 2400л/час.

• Mattenfilter в классическом внутреннем исполнении еще и самый эффективный, дешевый и удобный вариант для "фермы" растений, особенно в стойках аквариумов БЕЗ грунта (но с рыбами!). Ни в какое сравнение с мочалкой на помпе. Это также отличный фильтр для сампа больших аквариумов. Насадив на выход помпы кусок поролона получите самый простой и на 100% эффективный CO2-реактор для баллонной системы. Он дает и быстрое растворение CO2, и микропузырьки! Направьте поток воды вперед-вниз.

Чтобы HMF не превратился в обычный механический или "быстрый" фильтр нужно чтобы скорость потока воды через мат была в диапазоне 5-10см/мин (можно и 2-20). При большей скорости потока бактерии просто не будут успевать перерабатывать биологические отходы и эффективность работы HMF будет очень низкой.
Размер фильтра HMF определяется по минимально требуемому обороту воды через мат - не менее 1...2 объемов аквариума в час. Требуемая площадь поверхности мата определяется по формуле:
A, см2 = (Q x 1000) / V x 60, где Q - оборот фильтра в л/час, V – заданная оптимальная скорость потока через мат, см/мин (5-10). Оптимальной считается скорость потока через мат 5-10см/мин, но если она будет 2 или 18см/мин особой разницы не будет.
Скорость прохождение воды через мат при известной площади мата: Vсм/мин = (Q, л/мин х 1000) / A, см2.
Оборот фильтра рассчитывается по обратной формуле: Q, л/час = (60 x A x V) / 1000.
Важнейший параметр - время пребывания воды в толще мата: T = dсм / V см/мин, где d - толщина мата.
Исходя из требуемого значительно большего оборота для Nature Aquarium 4-5 объемов в час и заданной оптимальной скорости потока через мат площадь мата у нас будет в 2-2.5 раза больше чем для Hamburger Mattenfilter в аквариуме для содержания рыб.

Два и более матов ни в коем случае нельзя ставить один за другим последовательно – фильтр работать не будет потому что скорость потока воды через каждый из них будет слишком большой и он превратится в обычный канистровый или внутренний фильтр-мочалку! Нужно разместить их так чтобы через каждый мат вода проходила отдельно, минуя второй-третий-четвертый мат, то есть подключить их "параллельно".
Можно согнуть мат кольцом или замкнуть в прямоугольник поставив в центре помпу. Так мы получим сразу четыре прямоугольных мата и уменьшим размеры сампа.
Мат может быть и в горизонтальном положении, например с восходящим/нисходящим потоком воды.
Толщина мата - не более 5см. Основная биологическая активность происходит только в первом сантиметре мата, остальное служит только для жесткости мата. Более тонкий мат будет иметь малую жесткость и неудобен. Характер и размер пор в поролоне роли не играет. Можно взять губку размером 50х50см толщиной 5см JBL Coars Filter Foam или JBL Fine Filter Foam.
Расстояние между матом и стенками сампа/аквариума должно быть 2см: большее не улучшает его эффективность, меньшее сделает ток воды через мат неравномерным.
Мат должен выступать НАД водой на мин.10мм.
Нарезая куски мата нужно вырезать на 5мм больше чем рамка в которую он ставится.
^

Гетеротрофные бактерии.
Гетеротрофные бактерии это представители рода Bacillus, Pseudomonas, Escherichia и др.:
" Гетеротрофные бактерии (НЕ нитрифицирующие) разлагают сложные протеины и органику до аммиака. Эти "поедающие ил" бактерии рода Bacillus разлагают твердые отходы, избыток корма и ил. Каждый вид Bacillus имеет свой источник пищи. Некоторые виды разлагают карбогидраты, другие питаются протеинами. Препарат FRITZ-ZYME #360 Gravel Cleaner содержит миллиарды этих очищающих аквариум бактерий. Создавая в аквариуме высокие концентрации этих бактерий FRITZ-ZYME #360 Gravel Cleaner значительно уменьшает грязное трудоемкое обслуживание и неприятный запах. В отличие от своих нитрифицирующих сородичей бактерии Bacillus в FRITZ-ZYME #360 Gravel Cleaner размножаются очень быстро и могут могут жить в большом диапазоне параметров воды. Отборные виды процветают как в пресной так и в морской воде. Они размножаются настолько быстро что потребляют весь доступный корм и снова вымирают. Большая колония в аквариуме не может жить долго. Культуры нитрифицирующих бактерий нужно вносить только при закладке аквариума, а для поддержания большой популяции бактерий Bacillus нужно вносить в аквариум каждую неделю. Без большого количества бактерий Bacillus в FRITZ-ZYME #360 Gravel Cleaner осадок (детрит) будет накапливаться в аквариуме и фильтре.
Выделенная мочевина тоже конвертируется в аммиак в процессе называемом минерализацией. Твердая органика, осадок и ил тоже конвертируются в аммиак при помощи минерализации. Источником органики являются экскременты, разлагающиеся части растений, тканей животных и избытка корма. Минерализация осуществляется гетеротрофными бактериями. Наиболее распространены виды из рода Bacillus.
Аммиак является главным производным этого процесса. Некоторые виды гетеротрофных бактерий могут окислять или восстанавливать азотсодержащие соединения сразу в нитриты NO2, нитраты NO3 или другие формы азота (как NO или N2). При отсутствии органического источника азота многие гетеротрофы могут использовать вместо этого аммиак. Это более вероятно в лаборатории при идеальных условиях, нежели в реальной жизни. В аквариуме, как и в природе, органический богатый азотом источник пищи постоянно производится и всегда доступен для питания этих бактерий. Гетеротрофные бактерии очень мало или вообще не нуждаются в потреблении аммиака как источника азота.
Способность гетеротрофных бактерий потреблять аммиак привело к ложному мнению что они так же эффективны в установлении азотного цикла как и нитрифицирующие бактерии. Однако эти бактерии обычно не могут потреблять нитриты. Данные экспериментов показали что для преобразования одинакового количества аммиака их требуется в миллион раз больше чем автотрофными бактериями. Внесение гетеротрофных "нитрификаторов" ничего не дает и аквариум зацикливается так же как и без них.
Другой негативный аспект гетеротрофов в том, что при определенных условиях они могут работать в обратном порядке. Иными словами, в процессе называемом диссимиляцией они могут конвертировать нитрат обратно в нитрит и аммиак. Это в общем случае анаэробный процесс, но он может происходить и при очень низком содержании кислорода DO Гетеротрофные бактерии могут быть грамм-позитивными (напр. Bacillus) или грамм-негативными (напр. Pseudomonas). Некоторые виды строго аэробны, но многие частично анаэробны (они могут выживать как в присутствии так и в отсутствии кислорода). Многие виды выживают в широком диапазоне условий обитания: температур, pH, солености и пр. Они могут выживать в суровых условиях формируя споры что увеличивает срок хранения подобных препаратов. Нитрифицирующие бактерии не формируют спор и не могут выжить в высушенном виде. Этот процесс убивает бактерии не оставляя жизнеспособных которые могли бы дать старт новой культуре. Существуют споры могут ли нитрифицирующие бактерии выжить при высушивании заморозкой, но это сомнительно. Сухие продукты встречаются наиболее часто. Эти продукты состоят из бактерий разлагающих ил и других непатогенных, гетеротрофных видов. Состав до определенной степени может варьироваться, но все они выполняют те же функции. Все они содержат виды бактерий которые потребляют протеины, жиры, масла, целлюлозу и крахмал."
(источник: Cycling Your New Aquarium)

Прим.: аналоги FRITZ-ZYME #360 Gravel Cleaner - препараты JBL FilterBoost (JBL Denitrol), TetraAqua® Bactozym, TetraAqua® Biocoryne, Dupla Baccies, HAGEN Nutrafin Waste Control, HAGEN Cycle Sludge Remover (Hagen B-Clear?) и т.п.
^

Matala®

Пытаясь сделать блок фильтрации на базе HMF для сампа не кольцом, а сэндвичем из двух материалов разной плотности в виде буквы "Ш", я рассматривал вариант очень крупнопористого жесткого поролона с открытыми порами (как самый грубый префильтр в фильтрах JBL) и Enkamat® между ними. Подходящего для этой цели листового поролона разных плотностей нет, подходящего ровного и толстого Enkamat® тоже, и я отбросил эту идею. К счастью позже я нашел подходящий материал Matala®, который не просто подходит для этой цели, но и сам… является иной реализацией Hamburger Mattenfilter!

Matala® основан на том же принципе что и давно известный тип фильтрации для прудов под названием Японские маты (Japanese matt), и является его значительно усовершенствованной версией. Похожие маты в рулоне как R-Matala® уже 15 лет используются как фильтрующий элемент в аквасистемах - это геоматы Enkamat® #7010 и #70120 компании Colbond, Inc. Enkamat® (фото фильтра). Они также давно используются для стабилизации слоя субстрата поверх фальшдна при создании морского аквариума по системе Jaubert plenum, для насадки на импеллер при изготовлении т.н. "игольчатых импеллеров" (needle wheel impeller) помп предназначенных для механического распыления воздуха или CO2 в воде. Запатентован даже плавающий биофильтр для прудов - Fluidized bed aquarium filtration method.

Matala® придумал бельгийский акватехник Марк Таллоен (Marc Talloen) в 2003 году.
"Marc Talloen - акватехник со стажем более 25 лет. Выращивал рыбу включая карпа и тиляпию в Африке, Европе и Азии. Обширные знания рыбного хозяйства влекли его по свету, консультируя различные компании. В конце концов он увлекся Nishikigoi и просто влюбился в это дело. Он открыл свою собственную фирму занимающуюся Koi в Бельгии более 5 лет назад." (matalausa.com)

Марк значительно усовершенствовал эту фильтрационную технику и создал материал разработанный специально для прудов и аквариумов. Суть Matala® в том что делается четыре вида довольно жестких матов толщиной 4см из материала напоминающего спутанные волокна пластика похожие Enkamat® образующих открытую трехмерную структуру, каждый из которых имеет разную плотность и структуру (фото). Пустота занимает 92-94% материала. Это дает отличный ток воды БЕЗ тунеллирования. Через мат хороший ток воды, он легко осаждает детрит, никогда не блокируется, и очень легко промывается. Листы этого материала могут комбинироваться в "сэндвич" из матов двух любых плотностей попеременно. Получается эффект чередования - Staggered Effect (см. Proper Use of Matala®). В более плотном мате формируется культура бактерий, а крупная обеспечивает беспрепятственное движение воды мимо культуры бактерий неся кислород и питание для них, и осаждает механическую взвесь. Идеальное сочетание.
Возможность комбинировать маты разной плотности в нужной последовательности или по отдельности является важнейшим преимуществом, которое не дает ни один из фильтрующих материалов.
Имея небольшую плавучесть он не тонет на дно фильтра упрощая обслуживание, в то же время при установке вертикально он не всплывает, а уложенные горизонтально один на другой маты надежно поддерживают друг друга. Он эффективно удаляет частицы от больших до малых при этом сохраняя аэробную среду без эффекта тунеллирования. Я бы назвал такой принцип "контролируемым тунеллированием".

"Любой биофильтр требует т.н. щелевых пространств (interstitial spaces). Эти небольшие открытые пространства между частицами биосубстрата заселяются бактериями в безопасной слизистой матрице. Они любят эти пространства. Идеальный наполнитель для фильтра должен выпускать грязь при чистке, но сохранять закрепившиеся бактерии. Он (Marc Talloen) понял что многие из требований к наполнителю взаимоисключающие. Марк знал что вода всегда будет идти по пути наименьшего сопротивления, так что наполнитель должен так размещаться в фильтре чтобы вода вокруг него не двигалась. Это потребовало жесткого материала который бы хорошо удерживался на месте. Он обнаружил что еще одно преимущество жесткости - это способность удерживать самого себя. Постоянно размышляя он пришел к выводу, что с таким материалом будет легче работать если мат будет слегка плавучим. Так он не опустится на дно фильтра. После многих проб и бессонных ночей он пришел к серии четырех матов разной плотности которые можно использовать отдельно или вместе дополняя друг друга. Чтобы их было проще различать он сделал их разных цветов. Каждый мат имеет отличную от других структуру и делает разную работу по фильтрации." (Pond Ecology and Matala® Filter Media)

Чтобы очистить маты достаточно вытащить один-два листа мата из стопки и встряхнуть остальные двигая вверх-вниз и ударяя о дно, затем ополоснуть водой. Так как 92-94% объема мата пустота, детрит очень легко из него выйдет. Намного легче чем из поролона. Сделан из термополипропилена (Thermopoly Propylene). Он намного более жесткий чем поролон. Легко режется ножом, а отверстия для труб легко вырезать обычным сверлом по гипсокартону.

Выпускается четыре виды матов размером 120x100x4см разной плотности:
Black Matala® (Черный) - очень крупный
Green Matala® (Зеленый) - крупный (структура)
Blue Matala® (Голубой) - средний (структура)
Gray Matala® (Серый) - мелкий.
Есть также Matala® в рулонах - идеальный наполнитель для циклонных фильтров (Vortex filter) и емкостных фильтров (Barrel filter).

Множество фото и описание Matala® - в статье Биофильтры и биологическая загрузка Matala®.
Четыре структуры Matala®.
Пример сэндвича из Matala® - Matala Biosteps 10.
Фото Matala®.

Для прудов с растениями рекомендуется 1л Matala® на ~80л объема, для обычных прудов 1л Matala® на каждые 24л объема, для получения отличного качества воды в прудах с Koi с максимальной биологической нагрузкой нужно 1л на каждые 12л объема.
То есть для обычного аквариума это примерно 1л Matala® на 80л объема:
90х45х45см 160л – 4 литра (14л по норме для прудов Koi)
120х45х45см 200л – 5 литров (17л по норме для прудов Koi)
180х60х60см 600л – 15 литров (50 по норме для прудов Koi).
Для аквариума с растениями можно принять даже меньше, но эффективность при малом объеме может снизиться, а толщина мата должна быть не менее 15см, максимальная рекомендуемая 25-50см.

Фильтр может работать только на Matala® без каких либо других наполнителей - четыре вида мата дают возможность легко сделать все ступени фильтрации максимально эффективными.
Наименее плотный и самый жесткий Black Matala® улавливает крупные частицы и нитчатку. Green Matala® может стоять после него улавливая частицы среднего размера. Оба очень легко чистятся встряхиванием или поливом из шланга. Мелкие Blue и Gray Matala® отфильтровывают намного более мелкие частицы, при этом сохраняя хороший ток воды. Это также очень хороший материал как поддерживающая основа для других типов фильтров. Blue и Gray Matala® создают равномерной и достаточный ток воды, не имеют тунеллирования или анаэробных зон. Если нет свободного движения воды большая площадь поверхности биосубстрата бесполезна, поэтому более плотные Matala® как биосубстрат едва ли не эффективнее чем любые другие материалы.
Например в комбинации сэндвича из крупного Green + с мелким Blue Matala® крупный будет легче чиститься чем голубой, а мелкий не будет заилен так что бактерии не будут бороться с высокой биологической нагрузкой снижающей содержание кислорода. Если фильтр долго не будет чиститься, осадок будет распределяться равномернее потому что через крупный движение воды сильнее.
Отсеки из Matala® разной плотности могут стоять один за другим, а очень жесткий Black Matala® может служить удерживающим каркасом.

Обычно маты Matala® ставят на торец, делая "сэндвич" из матов разной плотности.
Сэндвич из Matala® создаст идеальные условия для формирования такой же сверх-активной культуры гетеротрофных и нитрифицирующих бактерий который образуется в верхнем слое аквариумного субстрата… и Hamburger Mattenfilter. Проще говоря, блок фильтра из Matala® - это как если поролоновый мат для HMF сложить в один сэндвич и пустить воду не поперек, а вдоль мата. Можно было бы сделать блок HMF и в виде гребенки буквой "Ш", но это слишком усложнит конструкцию фильтра и практически не даст экономии места.
Как легко понять из сказанного, принцип биофильтрации в матах Matala® и причина его высокой эффективности такая же что и в Hamburger Mattenfiler (HMF). Разница в том, что HMF на поролоне требует потока воды медленнее чем через Matala® т.к. в нем вода движется поперек мата и созданы не столь укромные полости для культуры бактерий. В Matala® поток воды значительно замедляется в полостях материала и образуются такие же условия для колонии бактерий что и в обычном HMF с поперечным током.
В HMF активная работа бактерий происходит только в первом сантиметре – больше никак не увеличивает эффективность мата. В сэндвиче из Matala® вода идет с обеих сторон мата, поток более быстрый а полостей больше, поэтому его стандартная толщина составляет 4см. Скорость прохождения воды мимо колонии бактерий будет больше чем в HMF, но его эффективность будет той же, потому что в сэндвиче с продольным токов воды мимо полостей для поселения бактерий созданы лучшие условия для колонизации чем в поролоне, через который вода идет в поперечном направлении.
В расчетах ниже вы увидите, что объем занимаемый блоком из Matala® будет примерно равен занимаемому каркасом для поролонового мата HMF моей конструкции в виде кольца. Оборот воды через фильтр останется прежним, как и активная площадь мата HMF.
Matala® это фильтр основанный абсолютно на том же принципе, имеет такую же эффективность, и проектируется с такими же техническими параметрами что и Hamburger Mattenfilter (HMF). Matala® позволит легче реализовать HMF, проще обслуживается, и имеет ряд других преимуществ.

Размер фильтра для аквариума гораздо меньше чем для пруда а взвеси фильтруется много меньше, поэтому жесткость и легкая очистка Matala® не столь важны - можно сделать то же самое из поролона двух разных плотностей (как JBL Coars Filter Foam или JBL Fine Filter Foam), или же поролон + более пористые маты Open Enkamat® #7010/7020 толщиной 18мм между ними (фото). Он же дистрибутируется компанией Profile (производитель кальцинированной глины) как GreenArmor™ System (фото).

В последние годы "гетеротрофный" фильтр на матах Matala® считается лучшим как био- так и механическим фильтром для прудов с Koi, фильтр Nexus Eazy и Eazy Pod с биосубстратом Kaldens K1 Media - лучшим нитрифицирующим биофильтром для рыбных хозяйств и прудов, а фильтр с EstroSieve - лучшим механическим фильтром.

наталия 9
Спасибо за подсказку, только я не поняла заборник от внешнего фильтра можно туда разместить или лучше отдельную помпу?

Я точно не помню акваэль юнимакс 500,производительность явно меньше заявленной, а когда забит так вообще.

наталия 9

Игрушка для любителей сифонить дно.

АSG
Игрушка для любителей сифонить дно.

arcane

АSG
Игрушка для любителей сифонить дно.

Что имеете ввиду?

riosss

arcane

riosss

lonelity

АSG
типичный префильтр

АSG
То, что это типичный префильтр.

Начал читать, намного больше появилось слов чем три года назад, удивительно, но он оказывается сам себя усовершенствовал)

наталия 9

rainmaverick

arcane

arcane

АSG

rainmaverick

arcane

Это вообще не будет иметь особого значения, если за стеной стоит полноценный внешник.

АSG
Значит нужна четкая формула - силу потока(мощность помпы) площадь и ppi мата как рассчитать?

arcane

В статье четко и не раз говориться о потоке.
Суть эффективности HMF в том, что малый ток воды плюс очень большая площадь поверхности мата (обычно из поролона) позволяет поселиться большой культуре гетеротрофных бактерий которые разлагают органику.
гетеротрофные бактерии селятся и перерабатывают органику только при малом потоке!

Изменено 18.11.17 автор Daxel

arcane

rainmaverick
У вас во внешнике - живут те же бактерии что и на мате HMF. Улавливаете?

arcane
при малом потоке

400 литров

Батёк
не нравится угловой HMF - сделайте во всю боковую стенку.
Если и этого мало, то делайте по задней стене.

наталия 9
400 литров