Omvendt osmose i en akvarium

Et omvendt osmose-system (RO) er en uunnværlig komponent i ethvert saltvannsakvariesystem, ellers fungerer de rett og slett ikke veldig bra uten et.

RO-systemer er også viktige for ferskvannakvarier også, spesielt hvis det er store tanker. Et godt RO-system hjelper til med å opprettholde riktig vannkjemi, pH og etablerer riktig osmotisk trykk for fisken (denne siste grunnen er hvorfor du ikke kan sette saltvannsfisk i en ferskvannstank: cellene deres går bom).

Her vil vi gjennomgå vannkvaliteten du kanforvent deg fra et RO-system, som beskriver hva du gjør for tanken din, dens komponenter, og hvordan du får en til å gå i gang og vedlikeholde den innenfor funksjonelle parametere.

Hva er omvendt osmose (RO)?

Et RO-system er et vannrensingssystem sompåfører trykk over en semipermeabel membran (som en mikroskopisk sil) som selektivt tillater oppløste stoffer å passere gjennom den basert på størrelsesbegrensning eller ladet tilstand, og fjerner dem derved fra produktvannet. En løsemiddel er alt som er løst fritt i vann, som er løsningsmidlet.

Naturlige vannkilder inneholder forskjelligemetallioner, ikke-metallioner og noen polyatomiske ioner. Et ion er tilstanden til et atom eller molekyl (en samling av lignende eller forskjellige atomer) som påtar seg en ladning.

Dette skjer enten ved tillegg eller tapav elektroner til atomets eller molekylets elektronsky. Elektroner er de negativt ladede grunnleggende partiklene som danner orbitaler rundt kjernen til et atom.

Elektroner deles også mellom atomer imolekyler og kan danne hybrid (sammenslåtte) versjoner av atomorbitaler. I virkeligheten er det ingen sann tilsetning av en elektronpartikkel til skyen, og det er derfor den blir referert til som en "sky".

Det som faktisk skjer er en overføring eller tap avenergi til skyen og ekte elektroner eksisterer faktisk ikke før de måles (observeres). Dette er en del av en teorem som kalles partikkelbølgedualitet, hvor grunnleggende partikler, for eksempel elektroner eller fotoner, kan utvise enten bølgelignende egenskaper eller partikkelignende oppførsel, men ikke begge samtidig.

Hva er delene av et RO-system?

RO-systemer består av flere deler somsamarbeide for å oppnå vann av høyere kvalitet ved å selektivt fjerne ioner fra produktvannet. Dette er veldig viktig for å opprettholde både et gunstig miljø for fisken din kjemisk og også for å etablere et riktig miljø osmotisk (mer om det nedenfor).

Membran

Membranen til RO-systemet, som er delvispermeable (semi-permeable) er hjertet i hele systemet. Det er en type mikromolekylær sil som lar vann passere gjennom og selektivt tillater noen oppløste stoffer å passere gjennom. De løsemidlene som kan passere gjennom membranen gjør det fordi de enten er små nok til at portene i membranen kan krysse den eller har en ladning som gjør at de kan bevege seg gjennom membranen.

Andre høyere ladede ioner (for eksempel toverdige ioner,som har to ekstra eller to færre ladninger) er begrenset fra passasje med mindre membranen er skadet. Som sådan har membraner en levetid og må byttes ut med jevne mellomrom når det er brudd eller når nivået av begrenset løsningsmiddelbinding til membranen vesentlig reduserer den frie passasje av vann og oppløste stoffer.

I noen RO-systemer som er bygget for å imøtekommestørre vannfiltreringsvolum brukes flere membranlag. Blant alle forbruksdelene i et RO-system er membranen vanligvis den dyreste delen.

Forfilter-systemer

Siden RO-membraner kan være litt dyre,For å beskytte dem mot å måtte filtrere høye konsentrasjoner av oppløste stoffer ut av produktet, kan vann påvirkes ved å bruke et forfiltreringssystem. Forfilter kan fjerne rå partikler og oppløste stoffer som vanligvis finnes i kilder til hardt vann.

Disse forfiltersystemene er plassert oppstrømsden viktigste RO-membranpatronen og består av flere typer, ofte brukt i kombinasjon for å produsere ganske rent pre-membranvann. En vanlig forfilterkomponent er en aktivt kullsøyle.

Aktivt kull har mange bindingssteder påoverflaten for å absorbere en rekke kjemikalier og ioner i vann. Hvis det er en stor mengde partikler i kildevannet, er sandfiltre ofte den valgte innretningen for å fjerne partikler før vann tilføres patronen med aktivt karbon.

Et annet populært alternativ for forfilter som har blittmer brukt siden introduksjonen er spesielle sylindere av polypropylen som injiseres under støping med fibre av en ikke-vevd polymer. Disse polypropylenkolonnene er i utgangspunktet et 5-mikron filtersystem, mens de fleste RO-membraner fungerer ned til 0,0005-micron-området (de fleste RO-systemer for akvarier bruker en 0001-micron RO-membran).

Trykk måler

Sørg for at du ikke ved et uhell blåser utfin dyre RO-membran er liksom viktig, og dette kan sikres ved å installere en manometer. Måleren lar deg justere strømningshastigheten til systemet til optimale parametere for membranen og fortelle deg om du over- eller undertrykker systemet eller ikke.

Noen RO-systemer uten hylle for mindre applikasjoner har ikke en manometer. Imidlertid kan en måler lett ettermonteres på systemet ditt. Det er en komponent vi anbefaler på det sterkeste.

Strømningsbegrensning

Strømningsbegrensere er en flott assistent iregulering av vann, optimalisering av systemytelse og beskyttelse av RO-membranpatronen mot skade. En strømningsbegrensning er en slags tilbakeslagsventil som vil begrense vannstrømmen innover til riktig indre trykk for optimal ytelse i RO-systemet er nådd.

Ved overtrykk, strømningsbegrenserevil opprettholde maksimalt indre trykk i RO-membranpatronrommet og tillate overskytende innkommende vann å bli ledet for å omgå systemet til avløpsvannutløpet.

Spyleventil

Spyleventiler tillater vann å omgå strømmenbegrensning slik at store avleiringer kan vaskes tilbake fra membransystemet. Dette bidrar til å øke levetiden til membranen din og forhindrer at skadelige materialer blir fanget på overflaten.

De fleste RO-systemer har ikke skylleventil, men disse kan kjøpes separat og ettermonteres til nesten ethvert omvendt osmosesystem.

Produktvann (utgang)

Produktvann er den første av to systemutgangerog er hovedmålet med RO-systemet ditt: produksjon av renset vann. Et velfungerende RO-system er vanligvis i stand til å fjerne omtrent 90% av uønskede komponenter fra vanlig vann fra springen.

For å sikre at RO-systemet ditt er effektivt, er det lurt å regelmessig teste at produktvannet ligger innenfor spesifiserte parametere. Dette kan gjøres med noen sett eller sensorer.

En total oppløst fast stoff (TDS) meter eller en generellhardhetssettet (GH) vil analysere kvaliteten på produktvannet og fortelle deg om systemet fungerer som det skal. Oppløste faste stoffer i et godt vedlikeholdt RO-system bør være omtrent 10 ppm eller mindre, og den generelle hardheten til produktvannet ditt skal være nøyaktig null.

Avløpsvann (produksjon)

Dette er den andre utgangskomponenten i en ROsystemet og inneholder vann med alle de segregerte løsemidlene du ikke ønsket i akvariet ditt. Typisk produksjon av avløpsvann inneholder høyere nivåer av nitrater, fosfater, metaller (som bly, kvikksølv og kobber), plantevernmidler og nedbrytingsprodukter for plantevernmidler enn du finner i vanlig vann fra springen.

Avløpsvann kan brukes til husplanter, til dinhagen eller drivhuset ditt fordi planter reagerer godt på nitrater og fosfater, som er næringsstoffer for vekst av planter. Vær imidlertid oppmerksom på at hvis du har økte konsentrasjoner av tungmetaller i avløpsvannet ditt, vil du ikke bruke det vannet på matplanter.

Hva et RO-system gjør for tanken

For å være kort, fjerner et godt RO-system løseligkomponenter fra kildevann som kan ha skadelige effekter på vannplanter og organismer. I noen tilfeller kan unnlatelse av å fjerne disse løsemidlene føre til forgiftning av dyrene og drepe livet i tanken din.

RO-systemer kan effektivt fjerne overflødige mengderav klor, fluor, arsen, benzen, kalsium, magnesium, bly, kvikksølv, kobber, plantevernmidler og mange andre organiske faste stoffer. Fjerning av disse løsemidlene er ideell for helsen til ethvert akvarium, men er faktisk en ikke-omsettelig del av ethvert saltvannsakvarium.

Det er sant at noen fjernede komponenter ergunstig for vannplanter (dvs. nitrater og fosfater), men disse næringskomponentene etterfylles ofte i tankvannet av dyrene i tanken (fisk, skalldyr, snegler, etc.).

La oss undersøke alle de kjemiske endringene et RO-system påfører behandlet vann og hva fjerning av disse oppløste stoffene gjør for akvariet ditt.

Vannhardhet

RO-systemer reduserer vannhardheten ved å fjerne høynivåer av kalsium og magnesium fra vanlig vann. Disse elementene kan reagere med mange biologiske systemer og også inerte materialer, og etterlater korn som syklisk fortsetter å oppløse kalsium og magnesium tilbake i tankvannet.

Unnlatelse av å kontrollere vannhardhet kan gjørebalansere pH i tanken slags mareritt. Hver gang du justerer pH, vil det enten føre til økt akkumulering av kalsium og magnesium på eksisterende avleiringer eller øke frigjøringen av kalsium og magnesiumioner fra disse avsetningene.

Resultatet er at du vil være kontinuerligjager halen og prøver å oppnå ønsket settpunkt for pH i tanken. Utover dette problemet er noen fiskearter mer følsomme for forhøyede nivåer av kalsium og magnesium som er andre arter.

Tropisk fisk fra Amazonas regnskog, sliksom angelfish og Discus, ikke overleve godt eller avle i hardt vann. Derimot er det mange harde vanntolerante arter som guppies, sverdhaler, bueskytter og andre ferskvannsarter.

Dette er bare en kort prøve, og du bør gjøreleksene dine, eller ta kontakt med en akvariespesialist hvis du trenger å vite nærmere om miljøkravene til en organisme du har tenkt å legge i tanken din. For å oppsummere gir kontroll av vannhardhet deg et bredere utvalg av organismer du kan være vert i akvarietanken din.

Nitrater

Nitrater (NO3-), og også nitritter (NO2-), er nitrogen-oksygenmolekyler som kan eksistereuavhengig som ioner eller er knyttet til større molekyler som funksjonelle grupper. De er produktene fra dyrebiologiske systemer, selv om de også kan dannes i luften gjennom plasmaenergier produsert av lyn under tordenvær.

Hos dyr er disse nitrogenholdige forbindelseneprodukter av deamineringsreaksjoner som er trinn i metabolismen av aminosyrer avledet fra forbruk av proteiner. Transamineringsreaksjonene som finner sted produserer ketosyrer som kan gå inn i Kreb-syklusen og gi energi til celler.

Nitrogenholdige biprodukter fra denne prosessen er avfallprodukter og elimineres. Avhengig av dyret og dets vannutfordringer transformeres nitrogenholdige forbindelser til ammoniakk, urin eller urinsyre og frigjøres gjennom vannmangel (urinering) og avføring. I miljøet bryter nitrifiserende bakterier ned disse avfallsproduktene til nitrater og nitritter, som vanligvis forbrukes av planter som næringsstoffer.

I kilde vann, for eksempel vann fra springen, tilstedeværelsenav disse kjemikaliene er vanligvis menneskeskapte og resultatet av overflødig gjødselbruk og jordbruksavrenning til ferskvannskilder som bekker, elver og innsjøer. Når det gjelder kontroll på effekten av akvariesystemer, er ferskvannsakvarier noe tolerante mot moderate nivåer av nitrater (øvre grense på 40 ppm), mens saltvannsakvarier absolutt ikke er tolerante i det hele tatt (øvre grense på 0,25 ppm).

Siden nitrater vil samle seg i tanken dingjennom nedbrytningen av fiskeurin og avføring og må filtreres fra tankvannet, og begynner med lave nivåer av nitrater i det filtrerte kildevannet. I tillegg til et RO-system og regelmessig rengjøring av tanken din, kan plassering av visse planter eller materialer i tankmiljøet hjelpe deg med å kontrollere nitratnivået.

Levende sand og levende stein, som inneholder nitrifiserendebakterier, vil redusere nitratnivået i tankene. Mangroveplanter er også ganske dyktige til å ta opp og bruke nitrater som vekstnæringsstoffer, og dermed skape en økosystemsløyfe i tanken.

Fosfater

Høye nivåer av fosfater, som er en plantenæringsstoffer, kan forårsake algblomstring i tankene dine. Til slutt vil en algblomstring redusere oksygenspenningen i tankvannet gjennom konkurranse og begynne å drepe livet i tanken.

For saltvannstanker må fosfatnivået holdes under 0,2 ppm, ellers vil alger ødelegge korallene dine og kvele fisk og skalldyr.

Silikater

Silikater finnes i grunnvann og til og medhvis det er filtrert fra kildevannet, er det også oppløst fra sandunderlag i tanken din. Disse kan være gytekilder for algevekst og ofte føre til algblomstring fra grusalger (en type brunalger).

I tillegg kan silikater drivespredning av kiselalger (noen arter er alger), som vil beite på koraller. Et RO-system reduserer det samlede silikatakkumuleringstrykket på akvarietanken.