Постоянный посетитель


930 211
Finland
10 дн. назад

Универсальный, эффективный, незарастающий внешний биофильтр на основе RBBR технологии.

Уважаемые коллеги!

Решил собрать систему очистки воды для больших аквариумов и небольших прудов-бассейнов. Система будет состоять из аэробного и анаэробного фильтров. Цель данной затей сократить число подмен воды в новом 720 литровом аквариуме. Знаю, что идея эта не нова. Кроме того, сейчас можно преобрести как аэробные, так и анаэробные фильтры разных производителей. Но все они меня не устраивают по той простой причине, что быстро зарастают и поэтому требуют довольно частой периодической очистки, т.е. не удобны в эксплуатации.

Таким образом, конструируемая система фильтров должен удовлетворять следующие требования: удалять из воды не только аммиак/аммоний, нитриты, нитраты и органику, но и никогда не требовать очистки наполнителя. Единственное, что необходимо будет делать при обслуживании, так это периодически менять или мыть губки в фильтрах грубой очистки.

Итак о фильтрах. Они по своей конструкции будут принципиально отличаться от ныне существующих, у которых бионоситель фиксирован. В планируемых фильтрах будет использована RBBR технология (Rotation Bed Biofilm Reactor, реактор с вращающимся бионосителем), при которой бионоситель находится в постоянном движении (вращении).

Теституемая система будет состоять из четырех отделов: первый отдел для задержания грубых частиц, поступающих из аквариума; второй отдел это денитрификатор - биореактор, заполненный пластиковым бионосителем на котором будет формироваться биопленка из денитрифицирующих бактерий; третий – это хорошо аэрируемый аэробный биореактор для окисления органики и аммония, а также нитритов которые могут накапливаться в процессе денитрификации. Эта секция будет заполнена на 85% пластиковым бионосителем на котором будет формироваться аэробная биопленка из гетеротрофных и нитрифицирующих бактерий; четвертый отдел для задержания избыточной биомассы, образующейся в процессе очистки.



Решил пока собрать фильтрующую систему из имеющихся в моем распоряжении RBBR биореакторов, которые я сделал раньше из акрила. Если процесс очистки пойдет нормально, то тогда склею компактный фильтр. Сборку планирую начать завтра.
2009-12-09 добавлено 09/12/2009 20:35:04#992128
Нравится Амир, JonnySOAD, 127

Свой на Aqa.ru


2309 307
Russian Federation
5 мес. назад
Daxel

Пожалуйста.

Кстати, неважно, пруды или аквариум -- формулы работают везде. Помните, я тут описывал банку, в которой пых падал в течение дня с 7-7.5 до 5-5.5, длинная тема в "воде" про CO2 и щелочность была, где мы оба принимали участие? Я и там эти страницы из книги публиковал, странно, что вы не помните, обсуждали же их. Вот теперь и Геныч с этим эффектом столкнулся, правда, на большем временном интервале, не так драматично все как у меня было.

Изменено 10.3.10 автор ooptimum
2010-03-10 добавлено 10/03/2010 18:21:38#1075291

Свой на Aqa.ru


2025 61
Саратов
3 г. назад
господа можно я тоже поблещу остаточными знаниями неорганической химии:
2NaHCO3 - Na2CO3+ H2O + CO2. стандартная реакция разложения гидрокарбоната на карбонат и угольную кислоту. при этом реакция раствора резко смещается в щелочную сторону. и я не могу пенять почему если бактерии потребляют этот угликислый газповышается кислотность раствора.
есть конечно второй вариант Ca(HCO3)2 - CaCO3 + H2O + CO2 в таком случая тк из раствора СаСО3 выходит может наблюдаться снижение щелочности раствора.
но я всетаки считаю что перекос в кислую сторону связан всетаки с нитратами. думаю что нитрат кальция и магния будет подкислять воду(надо посмотреть школьную химию).
сокрощая уровень аммония мы так же снижаем щелочность раствора.
2010-03-10 добавлено 10/03/2010 22:47:17#1075573

Свой на Aqa.ru


2309 307
Tajikistan
5 мес. назад
сообщение Билли Бонс
2NaHCO3 - Na2CO3+ H2O + CO2. стандартная реакция разложения гидрокарбоната на карбонат и угольную кислоту.

Процесс распада гидрокарбоната натрия на карбонат натрия, углекислый газ и воду, т.е. описанная вами реакция 2NaHCO3 --> Na2CO3 + H2O + CO2^, начинает протекать при температуре 60 °C, а наиболее эффективен процесс разложения при 200 °C. Это называется термическим разложением. Понятно, что это не аквариумные условия.

но я всетаки считаю что перекос в кислую сторону связан всетаки с нитратами. думаю что нитрат кальция и магния будет подкислять воду(надо посмотреть школьную химию).

Позволю себе напомнить, что pH отражает концентрацию только свободных протонов, т.е. катионов H+, в воде. Ни нитратов, ни чего-то еще, а именно протонов, т.е. ядер атома водорода, поэтому это и называется "водородный показатель". Поэтому нитраты, чтобы подкислять воду, должны каким-то образом способствовать выделению большего количества свободных протонов. Например, связывая щелочные ионы, с которыми эти протоны были связаны до этого. Напрямую они это делать, однако, не могут -- у них равные заряды (-), т.е. и те и другие -- анионы. Поэтому процесс подкисления воды нитратами, если он на самом деле существует, для меня совершенно неясен.

и я не могу пенять почему если бактерии потребляют этот угликислый газповышается кислотность раствора.

Бактерии очень активно потребляют ионы щелочности, которые связывают свободные протоны и тем самым составляют буфер, сдерживающий падение pH. Коль скоро мы говорим о гидрокарбонатах, то речь идет о солях угольной кислоты. Угольная кислота в воде всегда присутствует и в исходном виде, и в диссоциированном виде (соотношение одного вида к другому называется константой диссоциации):

H2CO3 <--> H+ + HCO3-

Теперь уберите из этой формулы HCO3- ("съели бактерии") -- останется несвязанный протон (H+). Другими словами, чем меньше остается щелочности в воде, тем ниже опускается pH за счет высвобождения свободных протонов. Надеюсь, так немножко понятнее будет.


Изменено 11.3.10 автор ooptimum
2010-03-11 добавлено 11/03/2010 07:41:16#1075742

Свой на Aqa.ru


2025 61
Саратов
3 г. назад
ooptimum

нет мне итак все понятно. я конечно поимаю что процес распада гидрокарбонатов на карбонаты и углекислоту без бактерий происходит принагреве. НО как по вашеи=му происходит нитрификация. при какой тепиратуре происходит окисления аммиака до оксида азота???? думую что в заводах это гдето 3000 градусов.)))
а бактерии это как то делают правдо?
http://ru.wikipedia.... это про водородный показатель
я просто считаю что разложить гидрокарбонат на карбонат и углекислоту наиболее простой способ добыть СО2 бактериям.
что такое водородный показатель я тоже себе вполне ясно представляю. сами посебе "протоны" в воде не существуют. они появляются при дисоциации различных солей кислот и щелочей. те H2SO4 являясь полярной молекулой вступает во взаимодействие с полярными молекулами воды и дисоциирует в два этапа, отодовая в в раствор постепенно сначало один ион водорода потом второй. конечно это тоже процесс обратимый. а щелоч дисоциируя повышает количество гидрокси ионов. тут все понятно
НО если дисоциирует соль. то какую рекцию она даст в растворе можно узнать только зная кто "сильнее " кислота или щелоч.
Ca(NO3) + H2O - (CaOH)NO3 + HNO3 мы видим что уже на первом этапе в раствор выходит азотная кислота которая дисоциирует и и дает нам ион водорода.
дисоциация по второй ступене идет очень слобо. вот этим и обусловлен перекос в кислую сторону.
и еще помним про вывод из раствора слобой но щелочи NH4OH.
такчто перекос в кислую сторону связан переработокой бактериями аммония в нитрат.
причем этот нитрат образововался при взаимодействии как раз гидрокарбонатов с новообразовавшейся азотной(азотистой ) кислотой.
единственный выход встой ситуации по поддержанию щелочночти это добавление KHCO3 NaHCO3
они дадут углекислый газ при этом сместят реакцию раствора в щелочную сторону. а когда вступят в реакцию с азотной кислотой (отдав еще СО2), то раствор их соли будет иметь нейтральную реакцию.
лично для меня все теперь понятно, а для вас?
2010-03-11 добавлено 11/03/2010 09:30:15#1075802

Свой на Aqa.ru


2309 307
Tajikistan
5 мес. назад
сообщение Билли Бонс
а бактерии это как то делают правдо?

С использованием ферментов.

http://ru.wikipedia.org/wiki/PH это про водородный показатель

Зачем вы дали эту ссылку? Разве что-то из написанного мной в части водородного показателя как-то расходится с тем, что написано там?

я просто считаю что разложить гидрокарбонат на карбонат и углекислоту наиболее простой способ добыть СО2 бактериям.

Я не знаю, нужен ли бактериям именно CO2, но я знаю, что им нужен углерод. Т.е. я хочу сказать, что неясно, вычленяют ли бактерии CO2 из гидрокарбонатов или потребляют их как есть.

что такое водородный показатель я тоже себе вполне ясно представляю. сами посебе "протоны" в воде не существуют. они появляются при дисоциации различных солей кислот и щелочей.

А вот тут вы, простите, но очень ошибаетесь. Возьмите дистиллят, в нем нет ни кислот, ни щелочей, но pH у него равен 7 (в момент выхода из дистиллятора хотя бы), т.е. концентрация свободных протонов равна 1e-7 моль/л (при 25 °C). А вы говорите, что протоны не существуют. Вода, как это ни парадоксально звучит, частично диссоциирует сама в себе на H+ и OH- (читайте про ионное произведение воды), так вот именно поэтому даже химически чистая вода (без всяких кислот и щелочей) имеет pH=7.

Ca(NO3) + H2O - (CaOH)NO3 + HNO3 мы видим что уже на первом этапе в раствор выходит азотная кислота которая дисоциирует и и дает нам ион водорода.

Интересные вы формулы находите. Интересно, где? Я, например, знаю вот такой пример реакции с этими же исходными веществами:

Ca(NO3)2(разб.) + 6H2O --> [Ca(H2O)6]2+ + 2NO3- (при pH=7)

Как видите, нет тут азотной кислоты в качестве продукта реакции, есть 2 нитрат-аниона, правда. Но сдвига в кислую сторону все равно нет.

лично для меня все теперь понятно, а для вас?

Не обижайтесь, но мне не совсем понятно почему мы обсуждаем это в этой теме? Есть факт, не подлежащий сомнению -- в процессе нитрификации расходуется щелочность в виде гидрокарбонатов. Т.е. KH (именно это тест на щелочность в аквариумистике) падает. Это же ведет к снижению pH (о буферности воды же рассказывать не нужно?). Про это я сказал Генычу и привел сканы из книги в качестве подтверждения моих слов. Более того, я попросил его замерять и KH при замерах соединений азота, чтобы сделать это утверждение еще нагляднее. Все остальное-то зачем? Это оффтопик в данной теме, полагаю.

Изменено 11.3.10 автор ooptimum
2010-03-11 добавлено 11/03/2010 10:30:03#1075847

Свой на Aqa.ru


2025 61
Саратов
3 г. назад
ooptimum

ну почему же офтопик. просто интересно чем всетаки ингибируется нитрификация. и механизм этого процесса.
про ферменты я понимаю, просто не понял почему вы удивились разложению гидрокарбонатов, они так же разлогаются ферментами
Ca(NO3)2 + H2O - (CaOH)NO3 + HNO3 это конечно не кислота в чистом виде а ее анион, но он все равно смещает водородный показатель. просто привел формулу в более наглядном виде. при дисоциации по первой ступени будет я вный перекос в кислую сторон
а уж пойдет дисоциация по второй ступени с отделением второго аниона и при каких условиях . это надо в литературе покапаться.
ссылку дал для самоконтроля. заодно прочитав вспомнил почему с ростом ионов Н+ уменьшается величина рН))))
про протоны просто не так выразился: избыток ионов водорода появляется только при растворении солей кислот и оснований.
я думаю друг друга мы поняли? давайте по теме а то поправде уйдем в дебри

по поводу самого вопроса:
я считаю что перекос раствора в кислую сторону связан с образованием нитратов и их последующей диссоциации, а также "выхода" аммония из раствора.
мне кажется (к сожелению нет лакмусовой бумажки под рукой), что именно при неполной дисоциации нитратов магния и кальция будет повышаться кислотность.
по тому что нитраты калия и натрия будут дисоциировать сразу в две ступени и их раствор будет иметь нейтральную реакцию.
вот я и хотел посоветовать генычу подумать над тем чтобы добовлять в раствор питьевую или обычную соду они должны смещать реакцию в щелочную сторону.
и одновременно снабжать хемотрофов углеродом
вы с этим не согласны? у вас другие соображения?





Изменено 11.3.10 автор Билли Бонс
2010-03-11 добавлено 11/03/2010 18:06:53#1076376

Свой на Aqa.ru


2309 307
Russian Federation
5 мес. назад
сообщение Билли Бонс
Ca(NO3)2 + H2O - (CaOH)NO3 + HNO3 это конечно не кислота в чистом виде а ее анион

HNO3 анион? Азотная кислота, как она есть.
2010-03-11 добавлено 11/03/2010 18:45:16#1076452

Свой на Aqa.ru


2025 61
Саратов
3 г. назад
ooptimum

азотная кислота дисоциирует на анион NO3- и катион Н+ это что тоже нужно было расписать?
может не стоит придираться?
2010-03-11 добавлено 11/03/2010 18:57:59#1076465

Свой на Aqa.ru


2309 307
Russian Federation
5 мес. назад
Билли Бонс

Я не придираюсь, а просто не понял рассуждений.

Кстати, откуда эта формула и при каких условиях реакция протекает так, вы так и не ответили на этот вопрос? Я ее нигде не могу найти, т.е. таких результатов справа. Свой вариант я привел выше.
2010-03-11 добавлено 11/03/2010 19:11:07#1076480

Свой на Aqa.ru


2025 61
Саратов
3 г. назад
ooptimum

сейчас вот кинулся сканить школьный учебник где увидел реакцию дисоциации и последующего гидролиза "соли слабого основания и сильной кислоты". но внимательнее прочитав понял что это Сu))))) а Са это опечатка !
вот так глупо ошибся- старею подводят остаточные знания(( поч
нитрат кальция всетаки дисоциирует сразу и не подвергается гидролизу поэтому его раствор нейтрален. НО нет худо без добра. пока копался. и думал чтоже там так лихо смещает систему в кислую сторону нашел следующего гипотетического виновника перекоса. NH4NO3 вот он должен гидролизоваться и повышать кислотность раствора(соль слабого основания и сильной кислоты)
2010-03-11 добавлено 11/03/2010 20:03:47#1076556

Кандидат в Советники



2149 147
Israel Tel Aviv
11 мес. назад
сообщение ooptimum
показать, что при окислении аммония в процессе нитрификации расходуется щелочность (что мы измеряем как KH), а именно -- гидрокарбонаты, о чем очень мало кто знает и о чем не пишут в буклетиках, да и в книгах по аквариумистике тоже, описывая азотный цикл. И что именно падение KH практически до 0 заваливает pH, а не нитраты, и что именно отсутствие биодоступного (для бактерий-нитрификаторов) углерода является сдерживающим фактором дальнейшей нитрификации, а не низкий pH.
Тут говорили об этом.

Изменено 11.3.10 автор yegor17
2010-03-11 добавлено 11/03/2010 22:29:14#1076761

Свой на Aqa.ru


2309 307
Russian Federation
5 мес. назад
Билли Бонс

Теоретически -- да, нитрат аммония должен при гидролизе подкислять воду. И можно было бы уже тащить зачетку, но теперь я на самом деле придерусь (по-доброму) и попрошу пересчитать число вновь образовавшихся H+ (за счет диссоциации HNO3), а также число образовавшихся OH- (за счет диссоциации NH4OH), учитывая константы диссоциации азотной кислоты и гидроксида аммония, а также учитывая константу гидролиза нитрата аммония, из любой разумной (по аквариумным меркам) концентрации нитрата аммония в воде. Придираюсь только потому, что самому считать лениво, а знать хочется. А также еще потому, что есть подозрение, что вклад в изменение pH будет очень незначительным. Полагаю, что вашему пытливому уму ничего не стоит найти ответ на данный вопрос, делов-то -- найти константы и подставить в формулы.
2010-03-11 добавлено 11/03/2010 22:35:44#1076767

Свой на Aqa.ru


2309 307
Russian Federation
5 мес. назад
сообщение yegor17
Тут говорили об этом.


Ну и как там они, разобрались? А то я пару страниц растерянных рассуждений в духе "ничего не понимаю" прочел, а дальше читать нет особого желания, ответ-то я знаю почему пых упал. Кстати, эти их непонятки как раз и вызваны тем, что при описании нитратного цикла нигде не упоминается потребление щелочности. Я тут на форуме несколько раз уже об этом писал, приводил те же сканы страниц, причем задолго до обсуждения на дискусфише по вашей ссылке. Но впервые это вызвало живой интерес и какую-то дискуссию, я даже немного удивлен.
2010-03-11 добавлено 11/03/2010 22:50:22#1076781

Кандидат в Советники



2149 147
Israel Tel Aviv
11 мес. назад
сообщение ooptimum
Ну и как там они, разобрались? А то я пару страниц растерянных рассуждений в духе "ничего не понимаю" прочел, а дальше читать нет особого желания, ответ-то я знаю почему пых упал.
Не интересно видимо,т.к. не знакомы "действующие лица"..)))
Разобрались.
2010-03-11 добавлено 11/03/2010 22:58:08#1076791

Свой на Aqa.ru


2309 307
Russian Federation
5 мес. назад
сообщение Билли Бонс
вот я и хотел посоветовать генычу подумать над тем чтобы добовлять в раствор питьевую или обычную соду они должны смещать реакцию в щелочную сторону.
и одновременно снабжать хемотрофов углеродом
вы с этим не согласны? у вас другие соображения?

Странно, что не видел этого раньше когда отвечал в первый раз на это сообщение, видимо позже добавили... Да, полностью согласен. У себя я именно так и поступаю, да и в процитированной книге это советуют делать. Только, боюсь, Геныч не хочет повышать нитраты сильно выше 100мг/л для чистоты эксперимента, а добавляя гидрокарбонаты искусственно можно значение нитратов задрать гораздо выше, я даже боюсь представить до каких величин. Кстати, из этого другой эксперимент может получиться по оценке влияния уровня нитратов на эффективность биофильтрации. Остановится или нет, скажем, при 500 мг/л? Интересно же!
2010-03-11 добавлено 11/03/2010 23:35:27#1076827

Советник



6406 382
Москва
10 мес. назад
сообщение ooptimum
Кстати, из этого другой эксперимент может получиться по оценке влияния уровня нитратов на эффективность биофильтрации. Остановится или нет, скажем, при 500 мг/л? Интересно же!


Так это можно сделать немного проще. Внести уже готовые нитраты и посмотреть, а не ждать пока накопятся.
2010-03-12 добавлено 12/03/2010 00:08:54#1076865

Свой на Aqa.ru


2309 307
Russian Federation
5 мес. назад
127

Я думал об этом, но может если нитраты будут расти постепенно, то и картина будет другой? Ну, бактерии может как-то адаптируются или поменяется их состав, да мало ли. В общем, можно и так и эдак, а потом сравнить, вообще будет красота.
2010-03-12 добавлено 12/03/2010 00:45:15#1076883

Советник



6406 382
Москва
10 мес. назад
ooptimum

Ну так и подавать можно постепенно, и (или) систему аквариум фильтр уменьшить, чтоб на реактивах съэкономить. Но это уже и правда другой эксперимент отдельной темы зуслуживающий. Здесь же ещё и денитрификатор запускаться будет.

У меня вот другой вопросик возник: фильтр тестируется на химическом растворе. При заселении рыбами не будет ли другой картины? Они же ведь углерод то будут поставлять и в виде и СО2, и с экскрементами. Или это нитрификаторам не доступно?
2010-03-12 добавлено 12/03/2010 00:56:50#1076890

Свой на Aqa.ru


2309 307
Russian Federation
5 мес. назад
сообщение 127
Или это нитрификаторам не доступно?

Похоже, что не очень доступно или просто не хватает. У меня в одной гигиенической банке с рыбами не хватало определенно. А CO2 не хватит как его туда не дуй, считали уже раньше, но не в этой теме.
2010-03-12 добавлено 12/03/2010 01:12:01#1076894

Советник



6406 382
Москва
10 мес. назад
ooptimum

А нет ли единого способа обеспечения углеродом и нитрификаторов и денитрификаторов безопасного для рыб?
2010-03-12 добавлено 12/03/2010 01:59:43#1076913

Свой на Aqa.ru


2309 307
Tajikistan
5 мес. назад
127

Нитрификаторы гидрокарбонаты потребляют, а денитрификаторы же наоборот гидрокарбонаты высвобождают во время денитрификации, значит источник углерода у них какой-то другой. Похоже, что унифицировать если и возможно как-то, то непросто. Да я и и не вижу необходимости, честно говоря. Денитрификация -- процесс гораздо более медленный, поэтому не вижу смысла их специально подкармливать, если у вас не фильтр-денитрификатор, конечно, в последнем случае обычно спиртом кормят.

Изменено 12.3.10 автор ooptimum
2010-03-12 добавлено 12/03/2010 06:23:32#1076941

Советник



6406 382
Москва
10 мес. назад
ooptimum

А с денитрификацией у меня не очень. Потому и спросил. Да и основные рекомендации сводятся к спиртам и углеводам.
2010-03-12 добавлено 12/03/2010 06:33:56#1076943

Свой на Aqa.ru


2309 307
Tajikistan
5 мес. назад
сообщение 127
А с денитрификацией у меня не очень.

А какие-нибудь специальные меры принимаются? Ну, фильтр-денитратор, например, есть? Просто, боюсь, что без спецоборудования у всех не очень просто всилу специфики данного процесса, а не потому, что углерода не хватает. Хотя может и не хватает в самом деле. Советовали же прямо в банку спирт лить по чуть-чуть и даже говорили, что после этого уровень нитратов заметно падает. Но также были и советы ни в коем случае этого не делать. Меня тоже тема денитраторов беспокоит. Может есть смысл обратиться к ТТ-фильтру, о который мы копья не так давно с вами ломали? Я в той теме не отчитался, но я сделал таки TT-фильтр, стоял на 500-литровой гигиенической банке с американскими цихлидами. Так, что у меня там было? Десятка полтора-два подростков чернополосых, 2 пары взрослых, 4 взрослых северума, птерик, и попугай. Банка стоит в другой квартире и воду я там меняю эпизодически и не более 20%, иногда по месяцу воду не менял, а просто доливал по необходимости (банка открытая), сифоню тоже изредка. Кормятся нормально -- автокормушка. Так вот, нитраты никогда не поднимались выше 20-25ppm. Списываю это именно на TT-фильтр.

Изменено 12.3.10 автор ooptimum
2010-03-12 добавлено 12/03/2010 07:30:52#1076955

Советник



6406 382
Москва
10 мес. назад
ooptimum

Да я теорию имел ввиду. Собственно почему и удивился, что денитрификаторам тоже гидрокарбонаты сгодятся.
Практики вообще никакой. Пока надобности не было. Это отложенная перспектива, на случай дачного хоз-ва и возможного недостатка воды. Сейчас проще подменивать.
Цыфры интересные. А потери воды на испарении большие?
2010-03-13 добавлено 13/03/2010 04:26:30#1078035

Свой на Aqa.ru


2025 61
Саратов
3 г. назад
ooptimum

чтобы посчитать как сместится пых в слабом растворе аммиачной селитры необходим справочник по аналитической химии. а я его не нашел((
покапаюсь еще конечно. но всетаки почему такой перекос в кислую сторону ? кто подкисляет раствор?
ТТ фильр фото покажешь?
в душанбе наверное воды копитально испаряется?
2010-03-13 добавлено 13/03/2010 09:32:08#1078071



Аквариум и аквариумные рыбки на АКВА.ру