ФБФ - FBF - не дорогой, но, качественный био фильтр

Vutty

Инструкция по построению FBF (Fluidized Bed Filter) своим силами



Вот и «руководство»!
Написал как смог.
Немного предистории.
Вопросом недорогого, но производительного биофильтра я озадачился достаточно давно. Всё дело в том, что несколько лет назад я увлёкся содержанием, и по возможности разведением цихловых ВАО (Великих Африканских Озёр), а вопрос качественной биоочистки воды в этом деле крайне важен. Так как банок у меня не одна, и даже не две, о покупке фабричних внешников не было и речи, да и цена явно кусается, лучше эти деньги пустить на приобретение нових рыб .
Так вот, я перепробовал много идей, в том числе и идею с муфтой от канализационной трубы, с ведром, с бочкой, многосекционный внешник и ещё много чего, но всё было либо сложно и трудоёмко в изготовлении, либо не достаточно эффективно, либо, что главное, очень сильно угрожало потопом. Потом я случайно, просматривая главу о фильтрации http://toptropicals.com/html/aqua/fi...#fluidized_bed, натолкнулся на идею FBF. Сейчас кратко постараюсь её изложить.
В общем принцип действия заключается в том, что в узкой и высокой ёмкости с песком при подаче воды снизу происходит постоянное перемешивание песка, со временем на песчинках поселяются аэробные бактерии, которые собственно и являются основной «рабочей силой» данного (да и всех иных с приставкой био-) фильтра. Всем известно, что для нормальной «работы» бактерий необходимо создать им место для жизни. Так компания EHEIM выпустила свой очень известный и качественный субстрат для биофильтрации (не помню как правильно пишется название, но думаю Вы поняли о чём я), где заявляет просто таки умопомрачительные цифры соотношения объёма и полезной площади заселения, но опять же цена….., так вот суммарную поверхность песка никто пока точно не подсчитал, хотя может это я не знаю, но мне кажется, вернее я уверен что она просто огромна, так зарубежный автор в своей статье http://www.cichlid-forum.com/articles/diy_fbf.php утверждает что 1 фунт (прибл. 410 г) песка способен «тянуть на себе» 100 галонный (прибл. 380 л) аквариум. Через время, в инете я наткнулся на инструкцию к эксплуатации фабричных фильтров буржуинского изготовления. Там было написано вот что: рекомендовалось фильтр с размерами 17*7,5*3 дюйма (43*19*8 см) заполненный песком в спокойном состоянии на 1/3, (где-то 2,2 л) использовать в аквариумах объёмом 300 галлонов (1140 л), то есть на каждые 410 г (1 фунт) субстрата припадает по 210 л воды. Показатель чуть приземлённый, но, по-моему очень впечатляющий. Сии данные и убедили меня окончательно в эффективности этой идеи. Через время планировался к созданию 400л аквариум, и одновременно с ним и было запланировано склеить, а после в этой же банке опробовать данный тип фильтра.
Как видно из статьи фильтр изготовлен из оргстекла. С оргстеклом возникла проблема и я решил попробовать силикатное. Также для упрощения конструкции был отвергнут треугольный форм-фактор проекта в пользу простой трубы квадратного сечения. Труба склеена, фитинги подобраны, но вот незадача, в моём провинциальном городе либо не могут просверлить в силикатном стекле отверстия необходимого диаметра, либо хотят неоправданно много денег, мотивируя это тем, что для этого надо покупать новое сверло (из цены выплывало что хотят его купить полностью за мой счёт). В общем, пришлось что-то мудрить, остановился я на идее водопада, http://www.aquaforum.kiev.ua/gallery...MG_0002-01.jpg
http://www.aquaforum.kiev.ua/gallery...MG_0001-01.jpg
то есть у одной стенки был срезан верх приблизительно на 5 см и в этом месте был приклеен желоб, направленный в последствии в аквариум, вот так и происходит слив воды из системы.
После сборки, установки, и запуска, выплыла ещё одна проблема, если вдруг пропадал поток в фильтре (при отключении электроэнергии), то после оседания песка, по подаче электричества, головка не могла заново без моей помощи «поднять» песок в рабочее положение. Действие простейшие (поднять и вновь опустить на место пластиковую трубку подачи воды), но в моё отсутствие не выполнимое. Это в свою очередь могло привести к выходу из строя насоса. Надо было эту проблему срочно решать. Как в последствии выяснилось, вся проблема заключалась в том, что при прекращении подачи воды, по принципу сообщающихся сосудов она (вода) стекала назад в аквариум обратно через шланг подачи, захватывая с собой немного ещё разреженного песка, который в трубке подачи образовывал пробку. Я сразу подумал про обратный клапан для водопровода. Если его поставить на вход, то вода не будет иметь возможности вернуться в аквас по средствам шланга подачи, и не спровоцирует песчаную пробку в нём. Но, во-первых, эти клапаны изготовлены из латуни, как и любой другой метал далеко не инертной к воде, а во-вторых, пружина в клапане, рассчитанном на водопровод, где давление куда по более давления создаваемого моей головкой сильно гасила поток, в общем, от идеи с клапаном пришлось отказаться. В базовой модели-прототипе из вышеприведённой статьи эта проблема решалась полной герметизацией сосуда с песком и создания в нижней части резервуара подушки из гальки, которая призвана разбить поток. Галька, по моему мнению, там абсолютно лишняя, а вот герметизацией по объективным причинам пришлось пожертвовать. Временно проблему запуска головки мне помог решить тесть, он увлечённый радиолюбитель, по моей просьбе им был собран прибор, который блокировал работу головки при отключении питания, и запустить её можно было только вручную. Кратко: если пропал «свет» то головка при его появлении не включится сама, для включения питания необходимо моё вмешательство (параллельно с описанными выше рукодвижениями по «перезапуску» фильтра). При использовании данной схемы я для себя развенчал идею о смертельной опасности фильтра пущенного в работу без промывки после длительного простоя. Ведь, иногда, свет отключали ночью (Зачем, известно только сотрудникам нашего горэнерго) и фильтр всю ночь стоял отключённый, а перезапускал я его только утром. Ни одна из моих рыб не выказала недовольства качеством воды (среди прочих рыб я содержу Altolamprologus compressiceps, этот вид рыб известен своей повышенной требовательностью к качеству воды, даже они не выказали никакого беспокойства).
Также после запуска фильтра я увидел что в нижних углах образуются застойные зоны, то есть определённое количество песка, попав в эти зоны прекращало своё участие в «всеобщем бурлении», мелочь, а не приятно. Сейчас я почти доклеил ещё один аквариум, объёмом 500 л, в него я тоже буду ставить FBF, правда несколько доработанный. Первой доработкой стало размещение фильтра внутри акваса, что делало его внутренним (невозможность протечки, решение проблемы забивання трубки при выключении энергии по средствам постоянного равенства уровня воды в банке и фильтре) http://www.aquaforum.kiev.ua/gallery...MG_0004-01.jpg, вторым улучшением стала вклейка в нижних углах конструкции треугольников, что в свою очередь предотвратило образование застойных зон http://www.aquaforum.kiev.ua/gallery...MG_0006-01.jpg.
Вот, чуть не забыл, в своих фильтрах для подач воды я использую головки АТМАН АТ-203, как на них написано прокачка 2000л/ч.
К вопросу о префильтре.
С начала на вход головки, которая подаёт воду в фильтр, мной была одета мочалка, правда мелкопористая, но по истечению очень короткого времени она начинала забиваться, что отрицательно сказывалось на потоке воды в фильтре. Если использовать крупнопористую губку, то проблема будет решена, но, на мой взгляд – это лишнее. Вот почему, как-то я прочитал на сайте www.aquaria.ru слова Славы Юдакова: «в запущенный биофильтр можно совать даже бутерброды, он и их переработает» , смешно, но правда. Вот этому доказательство: в банке с запущенным FBF, я содержу ожидающую отдельного «дома» стаю Tropheus sp. "black Bemba". Которых подкармливаю разной травой (листья салата, крапивы, одуванчика), так вот, куски этого кушанья чрезвычайно часто попадают в фильтр, и он их благополучно «проглатывает» без ущерба для себя.
Единственное, что, по моему мнению крайне важно – это хорошая аэрация объёма, чтоб в фильтр попадала обогащённая кислородом вода. Так у меня на 400л аквас установлен распылитель длинной 1 м, установил я его недавно, так как компрессора, как не смешно, в моём хозяйстве ранее не было, я не понимал, зачем он, если можно аэрировать воду при помощи фильтра, сейчас понял.
Что касается самого субстрата, я использую в этих целях песок, который является грунтом в моих аквариумах, то есть обычный речной песок фракцией до 0,5 мм. Фракцию крупнее использовать, по моему мнению нету смысла, так как уменьшается удельная площадь поселения бактерий, я думаю, что есть смысл пустить в дело мелкофракционный песок, но тут встанет проблема с его промывкой (но я думаю, для того, кто собрал фильтр, промыть песок будет не проблемой).

так как держу танганьику и вопрос чистоты воды стоит почти так же жёстко как и в море.
Педлагаю обратить внимание на конструкцию, предложенную нашими буржуйскими коллегами . И поверте у них деньги есть, но ЕХЕЙМы их полностью не удовлетворяют (оказалось и они (буржуи) могут что-то делать своими руками!!!). Если изменить материал с оргстекла на силикатное, то себестоимость моей конструкции гдето около 60 грн, правда пришлось упростить конструкцию и слив сделать в виде водопада, тоесть фильтр ставим около банки, но сиё не панацея, можно и по-буржуински сделать.

Сам подобную конструкцию исспользую у себя в 450л банке с Трофеусами, объём фильтра 8 л, песком заполнен на 1/3, тянет на себе объём "как пить дать"

ВВС3096
ПФПесчаные фильтры широко применяются для механической и биологической очистки воды. Материалы, изложенные мной ниже, почерпнуты из разных источников и не являются моими собственными.

ПФ имеют верхние и нижние дренажно-распределительне системы.

ПФ можно классифицировать по следующим признакам:

- открытые или безнапорные и герметичные или напорные. Типичным примером открытого песочное фильтра является родник, а закрытого - ПФ для бассейнов с верхней подачей воды и нижним забором воды;

- с верхней подачей воды и нижней подачей воды

- медленные, скорые и сверх скорые

- однослойные, двухслойные и многослойные.

- цилиндрические и прямоугольные

- с ручной промывкой и автоматической промывкой.

ПФ привлекательны своей компактностью.

"В фильтрах могут применяться различные виды фильтрующего песка: кварцевый, цеолитовый, речной, антрацитовый, шунгитовый, известково-доломитовый и другие, с размером частиц в диапазонах: 0,1 - 0,25 мм, 0,25 - 0,5 мм, 0,5 - 0,8 мм, 0,8 - 1,2 мм, 1,2 - 3,0, 2,0 - 3,0 мм. Использование двухслойной и многослойной загрузок песка на основе узких фракций различных материалов, позволяет получать в процессе эксплуатации максимальные значения параметров эффективности фильтрации и грязеемкости фильтров. Промывка осуществляется обратным током." (с)

Следует отметить, что последняя фраза приведенной цитаты верна для напорных ПФ с верхней подачей воды, типичным представителем которых является герметичный, напорный ПФ для бассейнов. В промышленных ПФ промывка осуществляется с помощью. 6-позиционного крана автоматически или в ручном режиме.

Тема самостоятельной постройки таких фильтров хорошо раскрыта на форуме дом и дача в теме Фильтр для бассейна своими руками , поэтому я не буду специально останавливаться на них в первую очередь потому, что они не совсем подходят для целей рыбоводства, в котором распространие получили закрытые и открытые, медленные и быстрые ПФ с нижней подачей воды без использования обратной промывки.
---------------------------------------------
ПФ с нижней подачей воды могут быть закрытой и открытой конструкции. Открытые фильтры удобней с точки зрения визуального контроля.

ПФ с нижней подачей воды могут быть медленными, когда скорость потока воды ниже, чем требуется песчинке для преодоления силы гравитации и фильтрующий слой песка находится в "упакованном" состоянии, и быстрыми, когда скорость потока воды выше, чем сила гравитация песчинки и фильтрующий слой находится в движении, так называемом кипящем состоянии, т.е. фильтрующий слой распакован.

Медленные ПФ являются универсальными, обеспечивают и очистку воды от загрязнений и биологическую очистку, поскольку субстрат ПФ является отличной средой для заселения денитрифицирующих бактерий

Производительность фильтра зависит от объема, фракции песчаной загрузки и количества кислорода, поступающего с водой.

Форма фильтра (прямоугольная или цилиндрическая) не имеют принципиального значения, если осуществляется равномерная подача воды в основание фильтра. Однако высота или толщина слоя ограничивается 30-40 см, чтобы избежать кислородного голодания при максимальных плотностях посадки гидробионтов.

Единственным недостатком данного типа фильтров в силу высокой плотности загрузки является его малая грязеемкость. Чтобы избегать слипания загрузки, требуется регулярно ее прочищать распаковывая фильтрующий слой увеличенным потоком воды.

В процессе эксплуатации фильтра механические примеси накапливаются в фильтрующем слое, увеличивается толщина пленки денитрифицирующих бактерий, затрудняя ход воды через фильтрующий слой. С увеличением сопротивления на поверхности фильтрующего слоя будут возникать локальные очаги с кипящим слоем песка, свидетельствующие о завершении эффективного режима работы фильтра. Для регенерации фильтра (удаления накопившейся в нем грязи и излишков биопленки) требуется распаковать фильтрующий слой путем увеличения объема подаваемой воды. Под воздействием увеличенного потока воды преодолевшие силу гравитации песчинки вспоывают, соударяются друг с другом. Грязь и излишки отвалившейся биопленки в силу меньшей плотности уходят с водой, а песок таким образом промывается.

Для проектирования медленных ПФ требуется знать характеристики песка, используемого в фильтре, и скорость воды, при которой фильтрующий слой вскрывается для очистки от грязи, но не уплывает вместе ней во время промывки. "Промывочная скорость" зависит от площади дна фильтра и не зависит от толщины слоя загрузки, выражается в литрах в минуту / кв.м.

В нормальном состоянии скорость потока воды не отрывает песчинки от постели. По мере увеличения скорости подачи воды песчинки всплывают, отрываясь от постели. Степень вскрытия фильтрующего слоя измеряется в %. Если в спокойном состоянии высота слоя составляет 10 см, то а высота кипящего слоя 15 см, то фильтрующий слой вскрыт на 50%.

На промывочную скорость песка влияют такие факторыв,таких как размер, форма, плотность материала, высота загрузки и степень обрастания загрузки биопленкой. Меньший размер песка требует меньшего увеличения потока воды для вскрытия постели. Постель из песка округлой формы вскрывается проще, чем постель из дробленого, угловатого песка. Песок из более тяжелых минералов требует большего увеличения потока воды, чем песок из легких минералов. Песок, обросший биопленкой увеличивается в размерах без увеличения веса и преодолевает силу гравитации быстрей.

Для медленных ПФ рекомендуется использовать крупный песок, поскольку он пропускает больший объем воды без вскрытия, а значит в фильтр поступает больше кислорода, и максимальная производительность по денитрификации. С другой стороны крупный песок требует большего увеличения скорости подачи воды для вскрытия постели и быстрее промывается.

Максимальная скорость подачи воды без вскрытия фильтрующего слоя толщиной 40 см из песка с размером частиц 0,84-1,68 мм составляет 366 литров в минут/квм, с 25% раскрытием - 1385, 50% - 1996, 75% - 2526, 100% - 3178.

Соответствующие показатели для песка с размером частиц 1,19 - 2,38 мм составляют
0% - 570, 25% - 1793, 50% - 2648, 75% - 2319, 100% - 3911

Для загрузки из доломитового известняка с размер частиц 4,76 - 7,93 мм 0% - 1019, 25% - 3056, 50% - 4034, 75% - 4848, 100% - 5419

Экспериментально подтверждено, что медленный ПФ с объемом загрузки 0,028 кб/м( это примерно 1,5-ведра.) песка фракции 1,2-2,4 мм способен утилизировать отходы, производимые 68 кг гидробионтов(рыбы) при кормлении 2 раза в сутки кормами с 30% содержанием протеина.
песок, но однородной фракции, т.е. надо использовать 2 сита с разными размерами ячейки, чтобы отсеять мелкую фракцию и крупную фракцию и оставить песок определенной фракции.

Медленный ПФ с нижней подачей является лучшим универсальным фильтром. Фильтр - сильный, быстро реагирует на изменение плотности посадки гидробионтов, при этом чистота воды остается высокой. Очищающая способность фильтра зависит от нескольких факторов. Во-первых, переодическая прочистка субстрата от пленки и загрязнений значительно снижает количество загнивающего мусора в УЗВ. Это означает, что подавляющая часть отходов, будь то выделения гидробионтов, остатки корма или рост бактерий, физически удаляются из системы. Фильтр требует намного меньше кислорода

Недостатками медленного ПФ является необходимость его постоянного обслуживания. Во избежания слипания постели требуется ее промывать как минимум 1 раз в сутки, в противном случае фильтр выйдет из строя. Также требуется постоянный контроль рН и при необходимости повышения добавлять бикарбоната натрия.

Быстрые ПФ или ПФ с кипящим слоем являются вторым типом ПФ и представляют собой фильтры, в которых постель раскрыта, т.е. песчинки постоянно находятся в движении. Обычно быстрые фильтры эксплуатируют раскрытием постели от 25 до 100%.

Поскольку песчинки постоянно находятся в движении соударяясь друг с другом и стенками фильтра грязь и отвалившаяся биопленка быстро удаляются из него, поэтому фильтр является самоочищающимся и не требует постоянного обслуживания.

Поскольку быстрый фильтр представляет собой кипящий слой песка и загрязнения беспрепятсвенно проходят через него, после быстрого ПФ следует всегда устанавливать механический фильтр. Часто при быстрые ПФ используют вместе с медленными ПФ для механической очистки воды.

Производительность быстрого ПФ такая же, как и у медленного фильтра аналогичной конструкции и объема. Обычный режим работы быстрого фильтра соответствует режимам раскрытия постели медленных фильтров.

Заколючение

Быстрые ПФ очень компактны, просты в изготовлении, и теоретически не требуют обслуживания.Фильтры прекрасно справляются с азотистыми загрязнениями воды, быстро реагируют на увеличение нагрузки. Состояние быстрого ПФ легко контролируется по цвету песчинок, которые при обрастании биопленкой становятся светло коричневыми

.Быстрые ПФ надежно работают до тех пор, пока не откажут. Точка отказа фильтра предсказуема для оператора по двум признакам, когда вся загрузка либо всплывает или оседает на дно при перерегрузке УЗВ. Являясь самопромывными, быстрые фильтры могут восстановиться через несколько дней после отказа.

У быстрых фильтров три основных недостатка. Первый, то что он не может очищать воду от механических примесей. Второй - то что он не может поддерживать рН. Третий - быстрые фильтры требуют высокой скорости подачи воды для нормального функционирования.


самый простой способ очистки воды от двухвалентного железа - интенсивная аэрация.

Казанцев
Как раз биофильтр и создает прозрачность. Механика только извлекает нерастворимые кусочки. А именно осветляет воду - биофильтр. Лампы убивают бактерию, оторвавшуюся от общей колонии в биофильтре и добивает то, что биофильтр не скушал. На осветленность воды лампы практически не влияют.
http://bio.moy.su/forum/66