Reverzná osmóza v akváriu

Systém reverznej osmózy (RO) je nepostrádateľnou súčasťou každého morského akváriového systému, inak bez neho jednoducho nefunguje veľmi dobre.

Systémy RO sú tiež dôležité pre sladkú voduakvária, najmä ak sú to veľké nádrže. Dobrý systém RO pomáha udržiavať správnu chémiu vody, pH a vytvára správny osmotický tlak pre ryby (tento posledný dôvod je dôvod, prečo nemôžete dať morské ryby do sladkovodnej nádrže: ich bunky zaniknú).

Tu posúdime kvalitu vody, ktorú môžeteOčakávajte od systému RO s podrobnosťami o tom, čo robí pre vašu nádrž, jej komponenty a tiež o tom, ako ju správne rozbehnúť a udržiavať v rámci funkčných parametrov.

Čo je reverzná osmóza (RO)?

Systém RO je systém na čistenie vody, ktorývyvíja tlak na polopriepustnú membránu (ako mikroskopické sito), ktorý selektívne umožňuje, aby cez ňu prechádzali rozpustené látky na základe obmedzenia veľkosti alebo nabitého stavu, čím ich odstraňuje z vody produktu. Rozpustenou látkou je všetko, čo je voľne rozpustené vo vode, ktorá je rozpúšťadlom.

Prírodné zdroje vody obsahujú rôznekovové ióny, nekovové ióny a niektoré polyatómové ióny. Ión je stav atómu alebo molekuly (sústava podobných alebo rozdielnych atómov), ktorý predpokladá náboj.

K tomu dochádza buď pridaním alebo stratouelektrónov do elektrónového mraku atómu alebo molekuly. Elektróny sú negatívne nabité základné častice, ktoré tvoria orbitaly okolo jadra atómu.

Elektróny sú tiež zdieľané medzi atómami vmolekuly a môžu vytvárať hybridné (zlúčené) verzie atómových orbitálov. V skutočnosti neexistuje skutočné pridanie elektrónovej častice do oblaku, a preto sa označuje ako „oblak“.

Čo sa vlastne stane, je prevod alebo strataenergia do oblaku a pravé elektróny v skutočnosti neexistujú, kým nie sú zmerané (pozorované). Toto je súčasť vety zvanej dualita časticových vĺn, kde základné častice, ako napríklad elektróny alebo fotóny, môžu vykazovať buď vlnové vlastnosti, alebo chovanie podobné časticiam, ale nie obidve súčasne.

Čo sú časti systému RO?

Systémy RO sa skladajú z niekoľkých častí, ktoréspoločnou prácou na dosiahnutí vyššej kvality vody selektívnym odstraňovaním iónov z vody produktu. To je veľmi dôležité pre udržanie priaznivého prostredia pre vaše ryby chemicky a tiež pre vytvorenie dobrého prostredia osmoticky (viac o tom nižšie).

Membrána

Membrána systému RO, ktorá je čiastočnepriepustný (polopriepustný) je srdcom celého systému. Je to typ mikromolekulárneho sita, ktorý prepúšťa vodu a selektívne prepúšťa niektoré rozpustené látky. Tie rozpustené látky, ktoré môžu prechádzať cez membránu, tak robia, pretože sú buď dostatočne malé na to, aby ich mohli prechádzať otvory v membráne, alebo majú náboj, ktorý im umožňuje prechádzať cez membránu.

Ostatné ióny s vyšším nábojom (napríklad dvojmocné ióny,ktoré majú dva ďalšie alebo dva menšie náboje) majú obmedzený priechod, pokiaľ nie je poškodená membrána. Membrány ako také majú pracovnú životnosť a musia sa pravidelne vymieňať, ak dôjde k porušeniu alebo keď úroveň obmedzeného viazania rozpustenej látky na membránu podstatne znižuje voľný priechod vody a rozpustených látok.

V niektorých systémoch RO, ktoré sú postavené tak, aby vyhovovaliväčšie objemy filtrácie vody, používa sa viac vrstiev membrány. Medzi všetkými spotrebnými komponentmi systému RO je membrána zvyčajne najdrahšou časťou.

Systémy predfiltrov

Pretože RO membrány môžu byť trochu drahé,ich ochrana pred nutnosťou odfiltrovania vysokých koncentrácií rozpustených látok z vody z produktu môže byť ovplyvnená použitím predfiltrácie. Predfiltre dokážu odstrániť surové častice a rozpustené látky, ktoré sa zvyčajne nachádzajú v zdrojoch tvrdej vody.

Tieto systémy predfiltrovania sú umiestnené predhlavná membránová kazeta RO a skladá sa z niekoľkých typov, ktoré sa často používajú v kombinácii na výrobu pomerne čistej vody pred membránou. Bežnou súčasťou predfiltru je stĺpec s aktívnym uhlím.

Aktívne uhlie má veľa väzbových miest najeho povrch absorbovať rôzne chemikálie a rozpustené ióny vo vode. Ak je vo zdrojovej vode veľké množstvo tuhých častíc, sú pieskovým filtrom často vybrané zariadenia na odstránenie častíc pred prívodom vody do patróny s aktívnym uhlím.

Ďalšia obľúbená možnosť predfiltrácie, ktorá sa stalaod svojho zavedenia sa viac používajú špeciálne polypropylénové valce, ktoré sa vstrekujú počas formovania vláknami z netkaného polyméru. Tieto polypropylénové kolóny sú v zásade 5-mikrónový filtračný systém, zatiaľ čo väčšina RO membrán pracuje až do rozsahu 0,0005 mikrónov (väčšina RO systémov pre akváriá používa RO membránu s veľkosťou 0001 mikrónov).

Tlakomer

Dajte pozor, aby ste náhodou nevyfúkli svojpekná drahá RO membrána je dôležitá a to je možné zabezpečiť inštaláciou tlakomeru. Meradlo vám umožní nastaviť prietokový výkon systému na optimálne parametre pre membránu a dá vám vedieť, či systém netlačíte alebo netlačíte.

Niektoré bežné systémy RO pre menšie aplikácie nie sú vybavené tlakomerom. Meradlo sa však dá ľahko dodatočne namontovať na váš systém. Je to komponent, ktorý veľmi odporúčame.

Prietokový obmedzovač

Prietokové obmedzovače sú skvelým pomocníkomregulácia vody, optimalizácia výkonu systému a ochrana membránovej kazety RO pred poškodením. Obmedzovač prietoku je druh spätného ventilu, ktorý obmedzí prietok vody dovnútra, kým sa nedosiahne správny vnútorný tlak pre optimálny výkon v systéme RO.

V prípade pretlaku obmedzovač prietokubude udržiavať špičkové vnútorné tlaky v oddelení kazety RO membrány a umožní odvádzanie prebytočnej prichádzajúcej vody, aby obišla systém k výstupu odpadovej vody.

Preplachovací ventil

Preplachovacie ventily umožňujú vode obísť prietokobmedzovač, ktorý umožňuje spätné vyplavenie veľkých usadenín z membránového systému. To pomáha zvyšovať životnosť vašej membrány a zabraňuje tomu, aby sa na jej povrchu zachytili škodlivé materiály.

Väčšina systémov RO nemá preplachovací ventil, ale je možné ich zakúpiť samostatne a dodatočne ich namontovať na takmer akýkoľvek systém reverznej osmózy.

Produktová voda (výstup)

Produktová voda je prvým z dvoch výstupov systémua je hlavným cieľom vášho systému RO: výroba vyčistenej vody. Dobre fungujúci systém RO je zvyčajne schopný odstrániť asi 90% nežiaducich komponentov z bežnej vody z vodovodu.

Aby ste zaistili, že váš systém RO je efektívny, je dobré pravidelne testovať, či je produktová voda v stanovených parametroch. To sa dá dosiahnuť pomocou niekoľkých súprav alebo senzorov.

Celkový meter rozpustených tuhých látok (TDS) alebo všeobecnesúprava tvrdosti (GH) analyzuje kvalitu vody v produkte a informuje vás o správnom fungovaní systému. Rozpustené tuhé látky v dobre udržiavanom RO systéme by mali byť asi 10 ppm alebo menej a všeobecná tvrdosť vody vo vašom produkte by mala byť presne nula.

Odpadová voda (výstup)

Toto je druhá výstupná zložka ROsystém a obsahuje vodu so všetkými oddelenými rozpustenými látkami, ktoré ste vo svojom akváriu nechceli. Typický výstup odpadovej vody obsahuje vyššie hladiny dusičnanov, fosfátov, kovov (napríklad olova, ortuti a medi), pesticídov a produktov rozkladu pesticídov, ako ich nájdete v bežnej vode z vodovodu.

Odpadovú vodu môžete použiť na izbové rastliny, na vašuzáhrada alebo skleník, pretože rastliny dobre reagujú na dusičnany a fosfáty, ktoré sú živinami pre rast rastlín. Uvedomte si však, že ak máte vo svojej odpadovej vode zvýšenú koncentráciu ťažkých kovov, nechcete ju používať na potravinárske závody.

Čo robí systém RO pre tank

Stručne povedané, dobrý RO systém odstraňuje rozpustné látkyzložky zo zdrojovej vody, ktoré môžu mať škodlivé účinky na vodné rastliny a organizmy. V niektorých prípadoch môže neodstránenie týchto rozpustených látok viesť k otravám vašich zvierat a usmrteniu života v nádrži.

Systémy RO môžu účinne odstraňovať nadbytočné množstváchlóru, fluoridu, arzénu, benzénu, vápnika, horčíka, olova, ortuti, medi, pesticídov a mnohých ďalších organických látok. Odstránenie týchto rozpustených látok je ideálne pre zdravie každého akvária, ale v skutočnosti je neobchodovateľnou súčasťou každého morského akvária.

Je pravda, že niektoré odstránené komponenty súprospešné pre vodné rastliny (t. j. dusičnany a fosforečnany), ale tieto výživné zložky sú často doplňované vo vode nádrže zvieratami v nádrži (ryby, mäkkýše, slimáky atď.).

Poďme preskúmať všetky chemické zmeny, ktoré systém RO zavádza na upravenú vodu a čo robí odstránenie týchto rozpustených látok pre vaše akvárium.

Tvrdosť vody

Systémy RO znižujú tvrdosť vody odstraňovaním vysokejhladiny vápnika a horčíka z normálnej vody. Tieto prvky môžu reagovať s mnohými biologickými systémami a tiež s inertnými materiálmi a zanechávať inkrustácie, ktoré cyklicky pokračujú v opätovnom rozpúšťaní vápnika a horčíka späť do vody v nádrži.

Môže to spôsobiť zlyhanie kontroly tvrdosti vodyvyrovnanie pH v nádrži je akousi nočnou morou. Zakaždým, keď upravíte pH, spôsobí to buď zvýšenú akumuláciu vápniku a horčíka na existujúcich usadeninách, alebo zvýši uvoľňovanie vápnikových a horčíkových iónov z týchto usadenín.

Výsledkom je, že budete neustálenaháňaním chvosta sa snažíte dosiahnuť požadovanú nastavenú hodnotu pH nádrže. Okrem tohto problému sú niektoré druhy rýb citlivejšie na zvýšené hladiny vápnika a horčíka, čo sú iné druhy.

Tropické ryby z amazonského dažďového pralesa, naprako skalár a disk, neprežijú dobre ani sa nechovajú v tvrdej vode. Naproti tomu existuje veľa druhov odolných voči tvrdej vode, ako sú napríklad guppies, mečúň obyčajný, archerfish a iné sladkovodné druhy.

Toto je iba krátka ukážka a mali by ste to urobiťsvoju domácu úlohu alebo sa poraďte s odborníkom na akvárium, ak potrebujete poznať podrobnosti o environmentálnych požiadavkách na organizmus, ktorý chcete vložiť do svojej nádrže. Ak to zhrnieme, kontrola tvrdosti vody vám poskytuje širšiu škálu organizmov, ktoré môžete vo svojej akváriovej nádrži hostiť.

Dusičnany

Dusičnany (NO3-) a tiež dusitany (č2-), sú molekuly dusíka a kyslíka, ktoré môžu existovaťnezávisle ako ióny alebo sú pripojené k väčším molekulám ako funkčné skupiny. Sú to produkty živočíšnych biologických systémov, aj keď môžu byť tiež tvorené vo vzduchu plazmatickými energiami produkovanými bleskami počas búrok.

U zvierat sú tieto dusíkaté zlúčeninyprodukty deaminačných reakcií, ktoré sú krokmi v metabolizme aminokyselín získaných pri konzumácii bielkovín. Prebiehajúce transaminačné reakcie produkujú ketokyseliny, ktoré môžu vstúpiť do Krebovho cyklu a dodať bunkám energiu.

Dusíkaté vedľajšie produkty tohto procesu sú odpadomvýrobky a sú vylúčené. V závislosti od živočícha a jeho vodných výziev sa dusíkaté zlúčeniny premieňajú na amoniak, moč alebo kyselinu močovú a vylučujú sa močením a vyprázdňovaním. V prostredí nitrifikačné baktérie rozkladajú tieto odpadové látky na dusičnany a dusitany, ktoré rastliny zvyčajne konzumujú ako živiny.

V zdrojovej vode, ako je voda z vodovodu, prítomnosťtýchto chemikálií je zvyčajne antropogénne a je výsledkom nadmerného používania hnojív a odtoku poľnohospodárskych zdrojov do sladkovodných zdrojov, ako sú potoky, rieky a jazerá. Pokiaľ ide o ich účinky na akvarijné systémy, pokiaľ nie sú kontrolované, sladkovodné akváriá sú trochu tolerantné k miernym hladinám dusičnanov (horná hranica 40 ppm), zatiaľ čo morské akváriá rozhodne nie sú tolerantné vôbec (horná hranica 0,25 ppm).

Pretože sa vo vašej nádrži hromadia dusičnanyrozkladom moču a výkalov rýb a musia byť filtrované z vody v nádrži. Počnúc nízkou úrovňou dusičnanov vo vašom filtrovanom zdroji vám voda poskytuje určitú voľnosť pri udržiavaní chémie nádrže. Okrem systému RO a pravidelného čistenia nádrže vám môže pomôcť kontrolovať hladinu dusičnanov aj umiestnenie určitých rastlín alebo materiálov do prostredia nádrže.

Živý piesok a živá hornina, ktoré obsahujú nitrifikáciubaktérie, zníži hladinu dusičnanov v nádrži. Mangrovové rastliny sú tiež veľmi zdatné v prijímaní a používaní dusičnanov ako rastových živín, čím vytvárajú v nádrži ekosystémovú slučku.

Fosfáty

Vysoká hladina fosforečnanov, ktoré sú rastlinouživina, môže spôsobiť kvitnutie rias vo vašich nádržiach. Nakoniec kvet rias zníži napätie kyslíka vo vode nádrže konkurenciou a začne usmrcovať život v nádrži.

V nádržiach so slanou vodou je potrebné udržiavať hladinu fosfátov pod 0,2 ppm, inak vám riasy zničia koraly a udusia ryby a mäkkýše.

Kremičitany

Kremičitany sa nachádzajú v podzemnej vode a dokoncaak sú filtrované zo zdrojovej vody, rozpúšťajú sa tiež z piesčitých podkladov vo vašej nádrži. Môžu to byť zdroje nerastov pre rast rias a často majú za následok kvitnutie rias zo štrkových rias (druh hnedej riasy).

Okrem toho môžu kremičitany riadiť:množenie rozsievok (z ktorých niektoré druhy sú riasy), ktoré sa budú pásť na koraloch. Systém RO znižuje celkové akumulačné tlaky kremičitanov na akvarijnú nádrž.