Znaczenie Mikronów w Filtrach do Wody do Akwarium
- Szczegóły
Woda, która trafia do naszych domów, często nie jest idealnie czysta - może zawierać drobne cząstki piasku, osady, czy nawet mikroorganizmy. Aby poprawić jej jakość i bezpieczeństwo, stosuje się różnego rodzaju filtry, których skuteczność zależy od precyzji zatrzymywania zanieczyszczeń. Wybór odpowiedniego filtra nie jest jednak oczywisty i zależy od indywidualnych potrzeb użytkownika.
Czym jest Mikron?
W branży uzdatniania wody pojęcie mikrona odnosi się do wielkości cząstek, które filtr jest w stanie zatrzymać. Jeden mikron to jedna milionowa metra, dlatego nawet różnica kilku jednostek ma duże znaczenie dla wydajności filtracji. Dla porównania: ludzki włos ma ok. 70 mikronów, a większość bakterii mieści się w zakresie poniżej 5 do 1 mikrona. Im mniejsza liczba mikronów, tym dokładniej wkład usuwa zanieczyszczenia mechaniczne i mniejsze cząstki, co poprawia czystość wody, a także jej smak i zapach.
Warto jednak pamiętać, że taka dokładność oznacza również większą częstotliwość wymiany wkładu oraz wyższe wymagania dotyczące ciśnienia wody. Z kolei wkłady o większej ilości mikronów, na przykład siatkowe o grubości około 30-120 mikronów, zapewniają lepszy przepływ wody i wolniej się zapychają. Filtr 100-120 mikronów zatrzyma piasek czy rdzę, filtr 20 mikronów sprawdzi się przed zmiękczaczem do wody, a wkłady 1-5 mikronów usuwają drobniejsze zanieczyszczenia i przygotowują wodę do systemów membranowych (np. odwróconej osmozy).
Ostateczny dobór mikronażu - czy będzie to 5, 20, czy 1 mikron wpływa na działanie całego systemu, jego trwałość, łatwość konserwacji filtra i finalne uzyskanie czystej i bezpiecznej wody do domu.
Jakość Wykonania Wkładu Filtracyjnego
Oprócz mikronów niezwykle ważna jest również jakość wykonania wkładu. Te wysokiej jakości nie tylko dokładniej zatrzymują zanieczyszczenia, ale też dłużej zachowują swoją skuteczność i nie powodują spadku ciśnienia. Słabe wkłady szybciej się zapychają, wymagają częstszej wymiany i mogą pogarszać wydajność całego systemu.
Przeczytaj także: Zastosowanie wężyków do filtra osmozy
Rodzaje Filtracji
Wkłady mechaniczne usuwają przede wszystkim cząstki stałe, ale nie eliminują bakterii. Mogą jednak zatrzymać większe mikroorganizmy lub osady, na których bakterie często się osadzają. Aby skutecznie usuwać bakterie, stosuje się ultrafiltrację (0,1-0,01 µm) lub odwróconą osmozę (0,0001 µm).
Dobry filtr to taki, który jest dopasowany do jakości wody i etapu filtracji. Filtry o małym mikronażu dbają o jakość i smak wody, a filtry o wysokim mikronażu chronią instalację przed większymi osadami. Filtr pracujący na dokładności 100 mikronów jest dobrym wyborem wtedy, gdy problemem są większe zanieczyszczenia, takie jak piach lub drobne fragmenty korozji. Filtry 5 i 20 mikronów to najpopularniejsze rozwiązania w domowych instalacjach.
Wkład 20 µm świetnie sprawdza się jako filtr wstępny, zatrzymujący większe cząstki i chroniący instalację, a wkład 5 µm pełni funkcję filtra dokładnego, poprawiającego klarowność i smak wody. Filtr sznurkowy do wody ma warstwową strukturę, która lepiej zatrzymuje zanieczyszczenia o różnej wielkości. Z kolei wkłady polipropylenowe mają jednolitą strukturę i zapewniają powtarzalne parametry filtracji.
Wkłady 1-5 mikronów są potrzebne tylko wtedy, gdy oczekujemy wyjątkowo dokładnego oczyszczania - np. przed filtrami membranowymi.
Filtracja Wody w Akwarium
Zdrowie ryb akwariowych zależy od wielu czynników, wśród których najważniejsze jest utrzymanie czystej wody. W celu usunięcia zanieczyszczeń, zarówno tych biologicznych, jak i fizykochemicznych, niezbędne są skuteczne metody filtracji. Technicznie rzecz biorąc, woda do akwarium, musi być przystosowana do wymagań żyjących w niej zwierząt i roślin. Filtracja i napowietrzanie wody są zatem konieczne w każdym akwarium niezależnie od jego pojemności, obsady roślinnej czy też zamieszkujących w nim gatunków ryb. Bez podjęcia takich działań utrzymanie dobrej jakości wody jest w praktyce niemożliwe.
Przeczytaj także: Analiza dzbanków filtrujących wodę z RO
Najprostszym sposobem na pozbycie się zanieczyszczeń stałych jest filtracja mechaniczna, niestety najmniej skuteczna, gdy w zbiorniku pojawią się bakterie, albo szkodliwe dla ryb i roślin substancje chemiczne. Filtr mechaniczny usuwa bowiem przede wszystkim resztki pokarmu, które swobodnie pływają w wodzie. Filtracja biologiczna odnosi się do procesu, w którym pożyteczne bakterie rozkładają amoniak i azotyny, przekształcając je w azotany. Aby pożyteczne bakterie mogły się namnażać niezbędna jest odpowiednio natleniona woda oraz powierzchnia, do której mogą przylegać mikroorganizmy (np. kamyki, piasek, a nawet materiał w filtrze). Filtracja chemiczna może być stosowana dodatkowo do filtracji biologicznej i mechanicznej w celu doczyszczenia wody.
Odwrócona Osmoza w Akwarystyce
Skoro wiesz już, jak filtrować wodę w akwarium, pojawia się kolejne pytanie. Jaka powinna być jej jakość wyjściowa? Woda w kranie (bez względu na to, czy pochodzi z wodociągu, czy ze studni) pod kątem składu fizykochemicznego zazwyczaj pozostawia wiele do życzenia. Możesz jednak założyć z góry, że i tak wymaga uzdatniania, szczególnie w kontekście stosowania jej w akwarium. Używanie do tego celu surowej kranówki, nawet jeśli w akwarium znajdują się dobrej jakości filtry, wiąże się z wprowadzeniem do niego wielu różnych zanieczyszczeń (np. metali ciężkich).
Taka woda to zazwyczaj kiepskie środowisko do życia dla ryb akwariowych, nawet jeśli dany gatunek jest stosunkowo mało wymagający pod tym względem. Zwierzęta mogą być wtedy bardziej podatne na różne choroby, a co więcej często żyją krócej. Osmoza jest zjawiskiem naturalnym, zachodzącym w we wszystkich organizmach żywych i polega na przechodzeniu przez półprzepuszczalną membranę cieczy o mniejszej gęstości do roztworu o gęstości większej. Proces można odwrócić poprzez podniesienie ciśnienia obszaru o większej koncentracji cząsteczek.
Tym sposobem, związki z roztworu o wyższym stężeniu mogą przechodzić do roztworu o mniejszym. Można w ten sposób usuwać z wody zanieczyszczenia stałe, metale ciężkie, substancje odpowiedzialne za pogorszenie parametrów organoleptycznych, bakterie, wirusy i grzyby, a nawet jony odpowiedzialne za wysoki stopień twardości. Woda staje się dzięki temu w pełni bezpieczna do spożycia, a jednocześnie doskonale nadaje się do celów akwarystycznych.
Odwrócona osmoza akwarystyczna zapewnia hodowcom miękką wodę o neutralnym pH, bez pozostałości chloru i jego pochodnych, bez metali ciężkich oraz bakterii i wirusów. Warto również pamiętać, że osmoza akwarystyczna demineralizuje wodę, bez konieczności stosowania kwasu solnego czy wodorotlenku sodu. W przeciwieństwie do innych typów filtrów akwarystycznych, odwrócona osmoza nie nadaje się do stosowania bezpośrednio w zbiorniku ponieważ membrana osmotyczna eliminuje nawet najmniejsze zanieczyszczenia. W związku z tym w wodzie po takiej filtracji nie ma żadnych mikroorganizmów, nawet tych korzystnych z punktu widzenia ekosystemu akwarium.
Przeczytaj także: Vontron w Akwarystyce: Opinie Użytkowników
W przypadku wód mocno zanieczyszczonych, odwrócona osmoza przepuszcza zaledwie 20-30% wody, co może skutkować opóźnieniem niemal całej objętości akwarium. Należy także pamiętać, że woda po przejściu przez membranę osmotyczną jest niemal sterylnie czysta. Odwrócona osmoza akwarystyczna to doskonała propozycja dla osób, które chcą zapewnić rybkom jak najlepsze warunki do życia i rozwoju. Zanim jednak zdecydujesz się na zakup konkretnego filtra odwróconej osmozy, sprawdź koniecznie, ile etapów filtrowania zapewnia producent. Najbardziej uniwersalne są filtry RO3, które sprawdzają się do domowego zastosowania i standardowego wyposażenia. Niemniej ważna jest sama membrana osmotyczna, która może zatrzymać nawet 99% substancji znajdujących się w wodzie. Wybierając filtr odwróconej osmozy, zwróć uwagę na jej wydajność - liczba towarzysząca skrótowi GDP.
Poza membraną osmotyczną, ważny jest także filtr mechaniczny usuwający zanieczyszczenia stałe, a także filtr węglowy, dzięki któremu nie trzeba się martwić obecnością chloru oraz związków organicznych.
Filtry RO DI
Nie da się ukryć, że dbanie o akwarium morskie to w znacznym stopniu dbanie o wodę i jej parametry. W naszym hobby dzieje się to na poziomie filtracji w akwarium oraz podczas zbierania wody RO Di za pomocą filtra odwróconej osmozy. To właśnie ten filtr dba o to, żeby do naszych zbiorników trafiała czysta woda, a świeża solanka pozbawiona była zanieczyszczeń wodociągowych. Każdy, kto stosował kiedykolwiek filtr RO Di (odwrócona osmoza i dejonizacja) wie, że największym mankamentem tego rozwiązania jest jego słaba wydajność. Nie wszyscy jednak wiedzą, że można ją w prosty sposób znacznie poprawić. Filtr RO Di to obecnie najtańsza i najefektywniejsza metoda uzyskiwania czystej wody w domowych warunkach.
Budowa i Działanie Filtra RO DI
Zewnętrzna budowa takiego filtra może różnić się u różnych producentów, jednak idea jest zawsze podobna. Bez względu na ilość modułów, system RO Di składa się z trzech sekcji. Pierwsza sekcja to moduły (kartridże) prefiltrów. Ich głównym zadaniem jest wstępne oczyszczenie wody z mikro-zawiesiny, chloraminy oraz innych substancji, które mogłyby szybko uszkodzić membranę. W zależności od jakości wody możemy na początku dołożyć dodatkowy kartridż z wkładem np. 10 mikronów.
W naszych zastosowaniach jego głównym zadaniem jest wychwytywanie chloroaminy, która jest zabójcza dla membran TFC. Wydajność dobrej jakości nowego filtra węglowego (0,5 mikrona) wynosi około 99%. Problem w tym, że ta wydajność spada z czasem, a przepuszczony chlor rujnuje nam membranę. Za sekcją z prefiltrami znajduje się główny moduł systemu RO Di - membrana.
W handlu istnieje kilka typów membran: celulozowe (CA), poliamidowe (ThinFIlm - TFC), winylowe (PVC), oraz cała gama membran specjalistycznych. Do domowych zastosowań najczęściej używane są dwa typy: CA (rzadziej) - gorsza wydajność ( 90%-93%), ale wysoka odporność na utlenianie chlorem. Bardzo popularne domowych zastosowaniach membrany TFC mają teoretyczną wydajność sięgającą 99%. W praktyce jednak trudno osiągnąć taką wydajność ze względu na wiele czynników.
Wydajność Membrany
Efektywność membrany to procentowy stosunek wszystkich cząstek sprzed membrany do cząstek zatrzymanych przez membranę RO. Do sprawdzenia wydajności membrany wystarczy zwykły TDS (pisaliśmy o nich w artykule pt Czy miernik TDS kłamie???). Wykonując pomiary miernikiem TDS zaraz za wylotem membrany oraz wody kranowej i podstawiając do poniższego wzoru uzyskamy „procent odrzucenia”, czyli wartość, która pokazuje nam ile % substancji zostało zatrzymanych. Wyniki powyżej 90% w domowych systemach RO są zadowalające,a powyżej 96% doskonałe.
Trzeba pamiętać o tym, że technologia produkcji membran oraz zasada ich działania nie gwarantuje wychwytywania wszystkich zanieczyszczeń wody. Nasze „sitko” będzie przepuszczać niewielkie ilości różnych substancji.
Drugim aspektem wydajnościowym filtra RODi i samej membrany to ilość produkowanej wody. Jest ona zależna od ciśnienia, temperatury oraz wartości GPD membrany. Wartość GPD to skrót wyrażenia „Gallon Per Day” i oznacza ile czystej wody wyprodukuje membrana w idealnych warunkach pracy. Najpopularniejsze do zastosowań akwarystycznych membrany mają wartości 50GPD, 75GPD oraz 100GPD.
Jeśli zmieniamy membranę na inną, koniecznie trzeba zmienić ogranicznik przepływu na ścieku. Jeśli zastosujemy zbyt mały ogranicznik to spadnie nam wydajność membrany, jeśli zbyt duży to spadnie nam żywotność membrany.
Kolejna cecha, jaką ma filtr RO Di, a która w dużym stopniu zależy od membrany i ogranicznika to ilość produkowanego ścieku. Nominalnie 25% wody przechodzi oczyszczona przez membranę podczas, gdy pozostałe 75% wykorzystywane jest do jej przepłukiwania.
Nominalna wydajność membran podawana jest dla temperatury 25C i ciśnienia 50psi.
Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 temperatura zimnej wody w ujęciach domowych może się wahać od 10 do 34 C. Optymalne ciśnienie w instalacji dla typowej membrany wynosi około 80-100 psi (przy minimalnym 40psi i maksymalnym dopuszczalnym 150psi).
Pompa Ciśnieniowa
Najważniejszą siłą napędzającą filtr RO Di jest różnica ciśnień przed i po membranie. To właśnie ciśnienie powoduje przepychanie cząsteczek wody przez oczka membrany. Im większe ciśnienie, tym więcej wody przenika przez „sito” zmniejszając jednocześnie objętość ścieku.
Żywica Dejonizująca (DI)
Ostatnią sekcją typowego filtra RO Di do zastosowań akwarystycznych jest żywica dejonizująca. O ile zadanie membrany RODi jest odfiltrowanie tych powiedzmy 95% substancji z wody, o tyle zadaniem żywicy jest pozbycie się tych pozostałych 5%. Tak jak pisałem już w artykule o miernikach TDS, do naszych zastosowań potrzebujemy wodę o TDS =0ppm.
Żywica dejonizująca (Di) to mieszanina dwóch substancji: anionitu i kationitu. Stosowany do naszych celów anionit to substancja, która zamienia aniony na grupę OH-, a kationit wymienia kationy na kation H+.
Zalecenia dotyczące Filtrów RO DI
- Prefiltry należy wymieniać co pół roku.
- Wydajność filtracyjna membrany RO powinna być powyżej 90%. Im wyżej tym lepiej.
- Zakres ciśnienia dla pracy membrany jest od 40-150 psi, jednak najbardziej optymalne wartości to 80-100psi. Poniżej 80psi wydajność membrany spada, powyżej 150 psi ciśnienie uszkodzi membranę.
- Nawet w idealnych warunkach pracy membrana nie filtruje wszystkich substancji. Część z nich zostanie wychwycona przez żywicę. Niewielka pozostałość trafi niestety do akwarium.
- Jeśli zdecydujecie się na zastosowanie pompy ciśnieniowej, upewnijcie się, że wszystkie połączenia rurek są solidne. Najlepiej przed membraną stosować złączki zakręcane oraz wężyki grubościenne.
- Jeśli w domu jest niskie ciśnienie wody kranowej można zastosować mniejszy ogranicznik przepływu.
- Żywice podczas pracy mogą zmniejszać swoją objętość. Dlatego zdecydowanie zaleca się, aby pojemniki z żywicą ustawiane były w pozycji pionowej. Tak, wiem, w niektórych systemach są fabrycznie montowane poziomo na klipsach.
Podsumowanie
Dobór odpowiedniej dokładności filtracji (liczby mikronów) ma ogromne znaczenie zarówno w przypadku wody wodociągowej (wody z sieci), jak i studziennej. Ostatecznie wybór konkretnego wkładu zależy głównie od jakości wody oraz jej przeznaczenia. Jeśli zależy Ci na poprawie charakteru wody pitnej, warto zainwestować w filtr o niższym mikronażu. Jeżeli priorytetem jest ochrona instalacji przed zanieczyszczeniami stałymi, lepiej sprawdzą się wkłady o wyższej wartości mikronów.
tags: #osmoza #do #akwarium #ile #mikronow #filtry

