Filtro per acquario - Aquarium filter
I filtri per acquari sono componenti fondamentali sia degli acquari d'acqua dolce che di quelli marini. I filtri per acquari rimuovono i rifiuti chimici fisici e solubili dagli acquari, semplificando la manutenzione. Inoltre, i filtri per acquari sono necessari per sostenere la vita poiché gli acquari sono volumi d'acqua relativamente piccoli e chiusi rispetto all'ambiente naturale della maggior parte dei pesci.
Panoramica
Gli animali, in genere i pesci, tenuti in acquari producono rifiuti da escrementi e respirazione. Un'altra fonte di rifiuti è il cibo non consumato o piante e pesci che sono morti. Questi prodotti di scarto si raccolgono nei serbatoi e contaminano l'acqua. All'aumentare del grado di contaminazione, aumenta il rischio per la salute degli acquari e la rimozione della contaminazione diventa critica. La filtrazione è un metodo comune utilizzato per il mantenimento di acquari sani.
Filtrazione biologica e ciclo dell'azoto
Una corretta gestione del ciclo dell'azoto è un elemento vitale per un acquario di successo. Gli escrementi e altre sostanze organiche in decomposizione producono ammoniaca che è altamente tossica per i pesci. I processi batterici ossidano questa ammoniaca in nitriti leggermente meno tossici , e questi vengono a loro volta ossidati per formare nitrati molto meno tossici . Nell'ambiente naturale questi nitrati vengono successivamente assorbiti dalle piante come fertilizzante e questo in effetti accade in una certa misura in un acquario piantumato con piante vere.
Un acquario è, tuttavia, un microcosmo imperfetto del mondo naturale. Gli acquari sono solitamente molto più densamente riforniti di pesci rispetto all'ambiente naturale. Ciò aumenta la quantità di ammoniaca prodotta nel volume relativamente piccolo dell'acquario. I batteri responsabili della scissione dell'ammoniaca convertendola in nitrito, Nitrosomonas , colonizzano la superficie di eventuali oggetti all'interno dell'acquario. I batteri che poi convertono il nitrito in nitrato sono Nitrospira e Nitrobacter . Nella maggior parte dei casi, un filtro biologico non è altro che una spugna porosa chimicamente inerte, che fornisce una superficie notevolmente ampliata su cui possono svilupparsi questi batteri. Queste colonie batteriche impiegano diverse settimane per formarsi, durante le quali l'acquario è vulnerabile a una condizione comunemente nota come "sindrome del nuovo serbatoio" se rifornito di pesce troppo rapidamente. Alcuni sistemi incorporano batteri in grado di convertire i nitrati in gas azoto.
L'accumulo di ammoniaca tossica dai rifiuti in decomposizione è la principale causa di mortalità dei pesci in acquari nuovi, mal tenuti o sovraccarichi. Nell'ambiente artificiale dell'acquario, il ciclo dell'azoto si conclude effettivamente con la produzione di nitrati. Affinché il livello di nitrati non raggiunga un livello dannoso, sono necessari regolari cambi parziali dell'acqua per rimuovere i nitrati e introdurre nuova acqua non contaminata.
Filtrazione meccanica e chimica
Il processo di filtrazione meccanica rimuove il materiale particolato dalla colonna d'acqua. Questo particolato può includere cibo non consumato, feci o detriti vegetali o algali. La filtrazione meccanica si ottiene in genere facendo passare l'acqua attraverso materiali che fungono da setaccio, intrappolando fisicamente il particolato. La rimozione dei rifiuti solidi può essere semplice come la rete manuale dei detriti e/o coinvolgere attrezzature altamente complesse. Tutta la rimozione dei rifiuti solidi comporta il filtraggio dell'acqua attraverso una qualche forma di rete in un processo noto come filtrazione meccanica . I rifiuti solidi vengono prima raccolti e poi devono essere fisicamente rimossi dal sistema dell'acquario. La filtrazione meccanica è in definitiva inefficace se i rifiuti solidi non vengono rimossi dal filtro e vengono lasciati decadere e dissolversi nell'acqua.
I rifiuti disciolti sono più difficili da rimuovere dall'acqua. Diverse tecniche, note collettivamente come filtrazione chimica , sono utilizzate per la rimozione dei rifiuti disciolti, la più popolare è l'uso di carbone attivo e frazionamento di schiuma . In una certa misura, le piante sane estraggono i rifiuti chimici disciolti dall'acqua quando crescono, quindi le piante possono svolgere un ruolo nel contenimento dei rifiuti disciolti.
Una situazione finale e meno comune che richiede la filtrazione comporta il desiderio di sterilizzare i patogeni portati dall'acqua. Questa sterilizzazione viene eseguita facendo passare l'acqua dell'acquario attraverso dispositivi di filtrazione che espongono l'acqua a luce ultravioletta ad alta intensità e/o espongono l'acqua al gas ozono disciolto.
Materiali adatti alla filtrazione dell'acquario
Numerosi materiali sono adatti come mezzi di filtrazione per acquari. Questi includono lane sintetiche, conosciute nell'acquariofilia come lana filtrante, fatte di polietilene tereftalato o nylon . Spugne o schiume sintetiche , vari prodotti in ceramica e vetro sinterizzato e silicone insieme a ghiaie ignee vengono utilizzati anche come materiali filtranti meccanici. I materiali con una superficie maggiore forniscono una filtrazione sia meccanica che biologica. Alcuni materiali filtranti, come le "bioballs" di plastica, sono i migliori per la filtrazione biologica.
Con la notevole eccezione dei filtri a diatomee, i filtri per acquari raramente hanno un'azione puramente meccanica, poiché i batteri colonizzeranno la maggior parte dei materiali filtranti effettuando un certo grado di filtrazione biologica. Anche il carbone attivo e le zeoliti vengono spesso aggiunti ai filtri dell'acquario. Questi materiali altamente porosi agiscono come adsorbati legando varie sostanze chimiche alle loro ampie superfici esterne e anche come siti di colonizzazione batterica.
Il tipo più semplice di filtro per acquari è costituito solo da lana filtrante e carbone attivo. La lana filtrante intrappola grandi detriti e particelle e il carbone attivo assorbe le impurità più piccole. Questi dovrebbero essere cambiati regolarmente ad intervalli adeguati. Ciò è particolarmente importante nel caso dei filtri a carboni attivi, che possono rilasciare nuovamente il loro contenuto adsorbito in dosi elevate (e quindi dannose) se lasciati saturare. Il carbone attivo assorbe le tossine sulla superficie porosa estesa del carbone. Non può essere riattivato facendo bollire in acqua. L'adsorbimento del carbone attivo può essere ripristinato mediante rigenerazione termica a temperature di 500–900 °C (932–1.652 °F), rigenerazione elettrochimica , ultrasuoni o altri processi industriali. Per l'acquariofilo, sostituire il carbone attivo con materiale fresco è semplice ed economico.
tipi
In commercio sono disponibili numerosi tipi di filtri per acquari, tra cui:
Filtri di potenza
I filtri Power o HOB (hang on back), che sono alimentati a girante , rimuovono l'acqua dall'acquario, solitamente con un lungo tubo sifonato, che viene quindi spinto (o tirato) attraverso una serie di diversi media filtranti e restituito all'acquario. Questi sono i tipi più comuni di filtri per acquari. Di solito sono più efficaci e più facili da mantenere rispetto ai filtri interni.
I vantaggi di questo tipo di filtro sono che consentono una selezione di diversi tipi di media filtranti a seconda delle esigenze dell'acquario e che sono facili da pulire senza disturbare gli abitanti dell'acquario perché si trovano all'esterno dell'acquario. Gli svantaggi dei filtri di potenza includono la loro minore capacità per i media filtranti rispetto ai filtri a canister e che tendono ad essere molto rumorosi, solitamente a causa delle vibrazioni.
Filtri a canestro
Rispetto ai filtri che pendono sul retro dell'acquario, i filtri esterni in stile canister offrono una maggiore quantità di materiali filtranti da utilizzare insieme a un maggior grado di flessibilità rispetto alla scelta del materiale filtrante. L'acqua entra nel contenitore riempito con il materiale filtrante prescelto attraverso un tubo di aspirazione posto sul fondo del contenitore, attraversa il materiale e viene reimmesso in acquario attraverso il tubo di ritorno. L'acqua è costretta a circolare attraverso il filtro da una pompa tipicamente installata nella parte superiore del contenitore. È importante notare che i filtri a canestro sono sistemi sigillati e completamente allagati, il che significa che l'acquario, il tubo di aspirazione, l'interno del filtro e il tubo di ritorno formano un corpo idrico continuo. In questa configurazione sia il percorso di aspirazione che quello di ritorno formano due sifoni , che si controbilanciano precisamente tra loro. In queste circostanze, la pompa del filtro non deve fare alcuno sforzo per riportare l'acqua nell'acquario, indipendentemente da quanto in alto quest'ultimo sia installato sopra il contenitore. La pompa dovrebbe essere abbastanza potente da spingere l'acqua attraverso il materiale filtrante e superare la resistenza nei tubi di aspirazione e ritorno. Ciò rende le pompe con filtro a tanica praticamente insensibili alla differenza di altezza tra l'acquario e il filtro (sebbene il superamento del limite di altezza specificato dal produttore possa causare perdite).
I vantaggi di questo tipo di filtro sono che possono fornire un volume elevato di materiale filtrante senza ridurre lo spazio interno nell'acquario e che possono essere scollegati dal serbatoio per la pulizia/manutenzione e sostituiti senza disturbare l'interno dell'acquario o gli occupanti. Inoltre, come filtro con tubature esterne, supporta l'installazione in linea di altre attrezzature per acquari, come scaldabagni e diffusori di anidride carbonica . Tale apparecchiatura può essere rimossa dal serbatoio e installata in linea nel tubo di ritorno del filtro. Gli svantaggi dei filtri canister includono l'aumento dei costi e della complessità relativi ai filtri interni e le difficoltà nella pulizia dei tubi che trasferiscono l'acqua da e verso l'acquario. C'è anche il rischio di una perdita, che naturalmente è un problema per qualsiasi filtro posizionato all'esterno dell'acquario.
I filtri a canestro sono stati inizialmente progettati per filtrare l'acqua potabile, a bassa pressione. I filtri a canestro per acquari utilizzano l'alta pressione dell'acqua, proveniente da una pompa opportunamente alimentata, per forzare l'acqua attraverso il denso mezzo filtrante. Una pompa può aspirare l'acqua da un filtro sotto la ghiaia e farla scorrere in un contenitore per una doppia filtrazione.
Filtri a diatomee
I filtri a diatomee vengono utilizzati solo per la pulizia sporadica delle vasche, non vengono azionati continuamente sugli acquari. Questi filtri utilizzano farina fossile per creare un filtro estremamente fine fino a 1 µm che rimuove il particolato dalla colonna d'acqua.
Filtri di sgocciolamento
I filtri a goccia, noti anche come filtri a umido/secco, sono un altro sistema di filtrazione dell'acqua per acquari marini e d'acqua dolce. Questo filtro è disponibile in due configurazioni, una posizionata sopra l'acquario (più raramente) e una posizionata sotto l'acquario (più comune).
Se il filtro umido/secco viene posizionato sopra l'acquario, l'acqua viene pompata su una serie di vassoi perforati contenenti lana filtrante o altro materiale filtrante. L'acqua scorre attraverso i vassoi, mantenendo la lana filtrante bagnata ma non completamente sommersa, permettendo ai batteri aerobici di crescere e favorendo la filtrazione biologica. L'acqua ritorna nell'acquario come pioggia.
In alternativa, il filtro umido/secco può essere posizionato sotto il serbatoio. In questo design, l'acqua viene alimentata per gravità al filtro sotto l'acquario. L'acqua prefiltrata viene inviata a una piastra forata (piastra antigoccia). Il prefiltraggio può avvenire in acquario tramite un blocco di schiuma o un manicotto nel troppopieno, o sifone a stramazzo , oppure può essere prefiltrato mediante lana filtrante appoggiata sulla piastra forata. L'acqua carica di rifiuti dall'acquario si diffonde sulla piastra di gocciolamento e piove attraverso un mezzo. Questa può essere una griglia di lana filtrante/plastica arrotolata in una forma circolare (DLS o "Spirale a doppio strato") o un qualsiasi numero di supporti di plastica comunemente noti come Bio Balls. Mentre l'acqua scorre a cascata sul fluido, viene emessa CO 2 , viene raccolto ossigeno e i batteri convertono i rifiuti dal serbatoio in materiali meno dannosi. Da qui l'acqua entra nel pozzetto. La coppa può contenere un certo numero di scomparti, ciascuno con il proprio materiale di filtrazione. Spesso, riscaldatori e termostati sono posizionati nella coppa.
Filtri antialghe
Le alghe possono essere coltivate di proposito, il che rimuove dall'acqua le sostanze chimiche che devono essere rimosse per avere pesci, invertebrati e coralli sani. Questo è un metodo di filtraggio naturale ("verde"), che consente a un acquario di funzionare come funzionano gli oceani e i laghi.
Anche le alghe e gli organismi che causano malattie possono essere rimossi trattando l'acqua con l' irradiazione ultravioletta , ma lo svantaggio dei raggi UV è che uccide anche i batteri benefici. Pertanto, il trattamento UV viene in genere utilizzato solo quando necessario e non sempre.
Filtri deflettori
I filtri deflettori sono simili ai filtri a percolazione a umido ea secco in quanto generalmente si trovano sotto l'acquario. Questo tipo di filtro è costituito da una serie di setti attraverso i quali l'acqua deve passare per raggiungere la pompa che sta riportando l'acqua all'acquario. Questi deflettori agiscono quindi in modo molto simile a una serie di filtri canister e possono essere riempiti con diversi mezzi filtranti per scopi diversi.
Filtro a letto fluido
Il filtro a letto fluido (FBF) è solo un reattore biologico. Il principio è di dirigere l'acqua attraverso un letto di sabbia (o materiale simile) dal basso in modo che la sabbia si fluidifichi – si comporti come un fluido. Questo meccanismo è presente nella liquefazione , nella sabbiatura rapida e nei processi industriali, incluso il trattamento delle acque reflue municipali . La superficie combinata di tutte le particelle di sabbia nel filtro è molto grande, quindi c'è un'ampia superficie per i batteri di denitrificazione aerobica . Pertanto, la dimensione del filtro può essere modesta.
Il filtro stesso può essere interno o esterno. Nella sua versione interna fai-da-te più semplice , un FBF è molto facile da costruire, con un contenitore, sabbia, pompa e alcune tubature. Le variabili sono molteplici: forma e dimensione del contenitore, quantità di sabbia o equivalente, granulometria, potenza della pompa, impianto idraulico.
Filtri interni
I filtri interni sono, per definizione, filtri entro i confini dell'acquario. Questi includono il filtro in spugna, le variazioni sul filtro ad angolo (nella foto in alto a destra e a sinistra), il filtro a cartuccia in schiuma e il filtro sottosabbia. Un filtro interno può avere una pompa elettrica e quindi essere un filtro di potenza interno, spesso attaccato all'interno degli acquari tramite ventose.
Filtri per ponte aereo
I filtri spugna e i filtri angolari (a volte chiamati filtri a scatola) funzionano essenzialmente con lo stesso meccanismo di un filtro interno. Entrambi funzionano generalmente per ponte aereo , utilizzando le bolle di una pompa d'aria che salgono in un tubo per creare il flusso. In un filtro a spugna, l'ingresso può essere coperto solo da un semplice blocco di schiuma a celle aperte. Un filtro angolare è leggermente più complesso. Questi filtri sono spesso posizionati nell'angolo sul fondo dell'acquario. L'acqua entra dalle fessure nella scatola, passa attraverso uno strato di mezzo, quindi esce attraverso il tubo del ponte aereo per tornare all'acquario. Questi filtri tendono ad essere adatti solo per acquari piccoli e poco riforniti. Il filtro in spugna è particolarmente utile per l'allevamento di avannotti dove la spugna impedisce ai pesciolini di entrare nel filtro.
Filtri sottosabbia
Uno dei più antichi tipi di filtri, i filtri sottosabbia sono costituiti da una piastra porosa che viene posta sotto la ghiaia alla base dell'acquario e da uno o più tubi di sollevamento. Storicamente, i filtri sottosabbia sono stati azionati tramite spostamento d'aria. Le pietre porose sono posizionate alla base dei tubi di sollevamento che spingono l'acqua fuori dal tubo di sollevamento creando una pressione negativa sotto la piastra del filtro sottosabbia (chiamata anche plenum). L'acqua quindi filtra attraverso la ghiaia che è essa stessa il materiale di filtrazione. Una maggiore portata d'acqua attraverso la ghiaia può essere ottenuta tramite l'uso di una pompa dell'acqua piuttosto che con lo spostamento d'aria.
I batteri benefici colonizzano il letto di ghiaia e forniscono la filtrazione biologica, utilizzando il substrato dell'acquario stesso come filtro biologico.
I filtri sottosabbia possono essere dannosi per la salute delle piante acquatiche. Substrati fini come sabbia o torba possono ostruire un filtro sottosabbia. I filtri sottosabbia non sono efficaci se il letto di substrato è irregolare. In un letto di ghiaia irregolare, l'acqua scorrerà solo attraverso le porzioni sottili del letto, lasciando che le aree più coperte diventino anossiche .