Filtracja mechaniczna w akwarium jak działa?

Filtracja mechaniczna w akwarium to proces, który umożliwia usunięcie unoszących się w wodzie cząsteczek materii. Inaczej mówiąc, jest to proces polegający na oddzieleniu fazy stałej od fazy ciekłej, w trakcie przepływu przez ośrodek porowaty. Woda przepływająca przez filtr jest również oczyszczana z substancji rozpuszczonych. Filtracja mechaniczna to bardzo ważny proces w akwarium – to dzięki niemu możemy cieszyć się w zbiorniku klarowną wodą.

Wkłady filtracyjne

Wielkość usuwanych cząsteczek zależy od zastosowanych materiałów filtracyjnych, których wybór na rynku zoologicznym jest bardzo duży. Do dyspozycji akwarystów są gąbki o różnej gęstości, waty perlonowe, włókniny i materiały ceramiczne. W trakcie użytkowania wszystkich tych wkładów zachodzi proces kolmatacji (zapychania). Skutkuje to zmniejszeniem przepływu, jak również zatrzymywaniem się coraz drobniejszych cząsteczek. Filtr, a właściwie wkład filtracyjny, może zapchać się całkowicie, uniemożliwiając przepływ wody. Jak można się domyślać kolmatacja zachodzi szybciej, gdy używamy gęstych materiałów filtracyjnych, jak również gdy pielęgnujemy bardzo brudzące gatunki ryb. Wzorcowym przykładem „brudasów” są (jedzące drewno) zbrojniki lub złote rybki.

Oczyszczanie wody na drodze fizycznej

Procesy fizyczne, które zachodzą podczas filtracji wody przez materiały porowate, zostały dobrze poznane i opisane za pomocą wzorów matematycznych, jako że są one wykorzystywane na skalę przemysłową w oczyszczalniach ścieków i zakładach uzdatniania wody. Oczywiście tak głęboko tematu drążyć nie będę. Warto jednak przyjrzeć się różnorodności procesów fizycznych, które wpływają na czystość wody w akwarium.

Cedzenie zawiesin

Wkład filtracyjny zachowuje się jak sito, zatrzymując na swojej powierzchni cząsteczki większe od porów złoża. Szczególnie ładnie widać to na gąbce i włókninie. Proces ten w dużym stopniu wykorzystujemy zakładając na rurę, zasysającą wodę z akwarium do filtra kubełkowego, tzw. prefiltr, czyli po prostu gęstą gąbkę, która zatrzymuje duże zanieczyszczenia, chroniąc główne złoże filtracyjne przed szybkim zapchaniem się. 

Sedymentacja zawiesin w porach wkładu filtracyjnego

Dotyczy cząsteczek, które nie zostały zatrzymane w procesie cedzenia. Pory złoża można potraktować jako kręte kanaliki o zmiennej średnicy. Co jakiś czas woda trafia z wąskich do szerokich kanalików, w których następuje spadek prędkości przepływu. W wyniku czego następuje sedymentacja (odkładanie) cząsteczek. W miarę jak pory te są zapełniane, zwiększa się w nich prędkość przepływu, a tym samym zmniejsza się sedymentacja. Wówczas zwiększa się rola głębiej położonych szerokich kanalików. W ten sposób kolejne warstwy złoża ulegają stopniowemu wypełnieniu aż do pogorszenia się jakości wypływającej z filtra wody.

Zatrzymywanie najdrobniejszych cząsteczek

Najdrobniejsze cząsteczki zawiesiny, dla których kanaliki wkładu filtracyjnego są za duże i które mają zbyt małą gęstość, aby zatrzymać się w złożu na skutek sedymentacji, mogą być wiązane przez siły elektrostatyczne złoża.

Flokulacja

W porach wkładu filtracyjnego może dochodzić do agregacji (łączenia się) cząsteczek, przez co wzrastają ich wymiary. Dzięki flokulacji zwiększa się prawdopodobieństwo ich zatrzymania w złożu filtracyjnym.

Dobór materiału filtracyjnego

Filtracja mechaniczna w akwarium będzie przebiegać sprawnie, gdy odpowiednio zostaną dobrane wkłady filtracyjne. W filtrach wewnętrznych wielokomorowych producenci zwykle dostarczają zestaw materiałów filtracyjnych. Są one odpowiednio dobrane i dobrze się sprawują w przeciętnym akwarium. Jeżeli jednak mamy potrzebę eksperymentów, to można zrezygnować z modułu składającego się z kilku komór (który np. ciągle się zapycha) na rzecz gąbki. Jeżeli ryby bardzo brudzą warto zainstalować gąbkę o większej porowatości. Na początku nie będzie ona wyłapywać najdrobniejszej zawiesiny, ale z czasem, gdy jej pory się wypełnią, już tak. Przede wszystkim jednak nie będzie się zapychać po kilku dniach działania. Rodzaj wkładu filtracyjnego możemy też modyfikować w filtrach zewnętrznych. Jeżeli kubełek ma być filtrem mechanicznym to nie potrzebna jest w nim ceramika do filtracji biologicznej – można ją zastąpić np. gąbką.

Czyszczenie filtrów mechanicznych

Ważną zasadą w stosowaniu filtrów mechanicznych jest ich okresowe czyszczenie, a częstotliwość zależy od mieszkańców akwarium. Pielęgnując brudzące gatunki ryb trzeba to robić częściej, nawet raz w tygodniu. Wypłukanie filtra mechanicznego nie tylko poprawia przepływ wody, ale przede wszystkim pozwala pozbyć się z akwarium znacznego ładunku materii organicznej. Jeżeli w akwarium używany jest tylko jeden filtr (zwykle kubełkowy), to ze względu na pełnienie przez niego również roli filtra biologicznego nie jest wskazane częste jego otwieranie i płukanie. Zastosowanie w takim przypadku wyżej wspomnianego prefiltra znacznie ułatwia obsługę urządzenia.

Bardziej problematyczne są małe zbiorniki z niewielkimi filtrami wewnętrznymi, które pełnią jednocześnie rolę filtra mechanicznego i biologicznego. Tutaj zbyt gorliwe czyszczenie wkładów będzie każdorazowo skutkowało zachwianiem równowagi biologicznej w akwarium. Dlatego dobrym rozwiązaniem są filtry wewnętrzne, które posiadają dwie lub trzy komory. Pozwala to uniknąć czyszczenia w jednym czasie całego wkładu filtracyjnego. Kilka komór pozwala też na użycie, jako wkładu, mniejszych pierścieni ceramicznych, które zapewnią dobrą filtrację biologiczną.

dr inż. Aleksandra Kwaśniak-Płacheta