Käänteinen osmoosi kalasäiliössä

Käänteisosmoosijärjestelmä (RO) on korvaamaton osa suolaisen akvaarion järjestelmää, muuten ne eivät yksinkertaisesti toimi kovin hyvin ilman sitä.

RO-järjestelmät ovat tärkeitä myös makean veden kannaltamyös akvaarioissa, varsinkin jos ne ovat suuria säiliöitä. Hyvä RO-järjestelmä auttaa ylläpitämään asianmukaista vesikemiaa, pH: ta ja muodostaa oikean osmoottisen paineen kaloille (tämä viimeinen syy on, miksi et voi laittaa suolavettä kaloja makean veden säiliöön: niiden solut nousevat puomiin).

Täällä tarkastelemme veden laatua, jonka voitodottaa RO-järjestelmästä ja kerro yksityiskohtaisesti, mitä säiliölle, sen komponenteille tehdään, ja myös siitä, kuinka saada oikea virta ja ylläpitää sitä toiminnallisissa parametreissa.

Mikä on käänteisosmoosi (RO)?

RO-järjestelmä on vedenpuhdistusjärjestelmä, jokasoveltaa painetta puoliläpäisevän kalvon läpi (kuten mikroskooppinen seula), joka sallii liuenneiden aineiden selektiivisen kulkemisen sen läpi koon rajoituksen tai varautuneen tilan perusteella, jolloin ne poistetaan tuotevedestä. Liukeneva aine on mitä tahansa, joka liukenee vapaasti veteen, joka on liuotin.

Luonnolliset vesilähteet sisältävät erilaisiametalli-ionit, ei-metalli-ionit ja jotkut polyatomiset ionit. Ioni on atomin tai molekyylin tila (samankaltaisten tai erilaisten atomien kokoonpano), joka ottaa varauksen.

Tämä tapahtuu joko lisäämällä tai häviämälläelektronien atomin tai molekyylin elektronipilveen. Elektronit ovat negatiivisesti varautuneita perushiukkasia, jotka muodostavat orbitaaleja atomin ytimen ympärille.

Elektroneja jaetaan myös atomien välillämolekyylejä ja voivat muodostaa hybridi (yhdistettyjä) versioita atomirataaleista. Todellisuudessa elektroniin ei ole todellista lisäystä pilveen, minkä vuoksi sitä kutsutaan pilveksi.

Mitä todella tapahtuu, on siirto tai menetysenergiaa pilveen ja todellisia elektroneja ei ole olemassa ennen kuin ne mitataan (havaitaan). Tämä on osa lausetta, jota kutsutaan hiukkasaaltojen kaksinaisuudeksi, jossa esimerkiksi perushiukkasilla, kuten elektronilla tai fotoneilla, voi olla joko aaltomaisia ​​ominaisuuksia tai hiukkasmaista käyttäytymistä, mutta ei molempia samanaikaisesti.

Mitkä ovat RO-järjestelmän osat?

RO-järjestelmät koostuvat useista osista, jotkatyöskentele yhdessä saavuttaaksesi laadukkaampaa vettä poistamalla ionit tuotevedestä valikoivasti. Tämä on erittäin tärkeää sekä suotuisan ympäristön säilyttämiselle kaloille kemiallisesti että oikean ympäristön luomiseksi osmoottisesti (lisätietoja alla).

Kalvo

RO-järjestelmän kalvo, joka on osittainläpäisevä (puoliläpäisevä) on koko järjestelmän sydän. Se on eräänlainen mikromolekyyliseula, joka päästää veden läpi ja sallii valikoivasti joidenkin liuenneiden aineiden läpi. Ne liuenneet aineet, jotka voivat kulkea kalvon läpi, tekevät niin, koska ne ovat joko riittävän pieniä, jotta kalvossa olevat aukot kulkevat sen läpi, tai niillä on varaus, jonka avulla ne voivat kulkea kalvon läpi.

Muut korkeammin varautuneet ionit (kuten kaksiarvoiset ionit,joissa on kaksi ylimääräistä tai kaksi vähemmän latausta) on rajoitettu kulkemaan, ellei kalvo ole vaurioitunut. Sellaisina kalvoilla on käyttöikä, ja ne on vaihdettava säännöllisesti, kun on rikkomuksia tai kun kalvoon sitoutuneen rajoitetun aineen sitoutuminen vähentää olennaisesti veden ja liuenneiden aineiden vapaata kulkeutumista.

Joissakin RO-järjestelmissä, jotka on rakennettu mukautumaansuuremmat vesisuodatustilavuudet, käytetään useita kalvokerroksia. Kaikkien RO-järjestelmän kuluvien komponenttien joukossa kalvo on tyypillisesti kallein osa.

Esisuodatinjärjestelmät

Koska RO-kalvot voivat olla vähän kalliita,Esisuodatusjärjestelmä voi vaikuttaa niiden suojelemiseen suurten liuenneiden aineiden pitoisuuksien suodattamisesta tuotevedestä. Esisuodattimet voivat poistaa raakapartikkeleita ja liuenneita aineita, joita tyypillisesti esiintyy kovan veden lähteissä.

Nämä esisuodatinjärjestelmät sijoitetaan ylävirtaantärkein RO-membraanipatruuna ja ne koostuvat useista tyypeistä, joita käytetään usein yhdessä melko puhtaan membraaniveden tuottamiseksi. Yleinen esisuodatinkomponentti on aktiivihiilipylväs.

Aktiivihiilellä on lukuisia sitoutumiskohtiasen pinta absorboi erilaisia ​​kemikaaleja ja ioniliuoksia veteen. Jos lähdevedessä on suuri määrä hiukkasia, hiekkasuodattimet ovat usein valittu laite hiukkasten poistamiseksi ennen veden syöttämistä aktiivihiilisäiliöön.

Toinen suosittu esisuodatinvaihtoehto, josta on tullutsen käyttöönoton jälkeen käytetään laajemmin erityisiä polypropeenisylintereitä, jotka ruiskutetaan muovattaessa kuitukangaspolymeerikuiduilla. Nämä polypropyleenipylväät ovat periaatteessa 5 mikronin suodatinjärjestelmä, kun taas suurin osa RO-kalvoista toimii 0,0005 mikronin alueelle (useimmissa akvaarioiden RO-järjestelmissä käytetään 0001 mikronin RO-kalvoa).

Painemittari

Varmista, ettet vahingossa räjäytämukava kallis RO-kalvo on eräänlainen tärkeä ja tämä voidaan varmistaa asentamalla painemittari. Mittarin avulla voit säätää järjestelmän virtausnopeuden kalvon optimaalisten parametrien mukaan ja ilmoittaa, paineistatko järjestelmää yli vai liian.

Joissakin pienten sovellusten hyllyssä olevissa RO-järjestelmissä ei ole painemittaria. Mittari voidaan kuitenkin helposti asentaa järjestelmääsi. Se on komponentti, jota suosittelemme.

Virtauksenrajoitin

Virtauksenrajoittimet ovat hyvä avustajaveden säätäminen, järjestelmän suorituskyvyn optimointi ja RO-kalvopatruunan suojaaminen vaurioilta. Virtauksenrajoitin on eräänlainen takaiskuventtiili, joka rajoittaa sisäänvirtaavaa veden virtausta, kunnes oikea sisäinen paine RO-järjestelmän optimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi saavutetaan.

Ylipaineen sattuessa virtauksen rajoittimetylläpitää sisäisen huippupaineen RO-kalvopatruunan sisällä ja sallii ylimääräisen tulevan veden ohjaamisen ohittamaan järjestelmän jäteveden ulostuloon.

Huuhteluventtiili

Huuhteluventtiilien avulla vesi voi ohittaa virtauksenrajoitin, jotta suuret kerrostumat voidaan pestä takaisin membraanijärjestelmästä. Tämä auttaa pidentämään kalvosi käyttöikää ja estämään vahingollisten materiaalien loukkuun sen pinnalle.

Useimmissa RO-järjestelmissä ei ole huuhteluventtiiliä, mutta ne voidaan ostaa erikseen ja jälkiasentaa melkein mihin tahansa käänteisosmoosijärjestelmään.

Tuotevesi (tuotos)

Tuotevesi on ensimmäinen kahdesta järjestelmän ulostulostaja se on RO-järjestelmän päätehtävä: puhdistetun veden tuottaminen. Hyvin toimiva RO-järjestelmä pystyy tyypillisesti poistamaan noin 90% ei-toivotuista komponenteista tavallisesta vesijohtovedestä.

RO-järjestelmän tehokkuuden varmistamiseksi on hyvä testata säännöllisesti, että tuotevesi on määriteltyjen parametrien sisällä. Tämä voidaan tehdä muutamalla sarjalla tai anturilla.

Kokonaisliuenneiden kiinteiden aineiden (TDS) mittari tai yleinenkovuus (GH) -sarja analysoi tuotteen veden laatua ja kertoo, toimiiko järjestelmä oikein. Hyvin hoidetussa RO-järjestelmässä liuenneiden kiintoaineiden tulisi olla noin 10 ppm tai vähemmän ja tuoteveden yleisen kovuuden tulisi olla täsmälleen nolla.

Jätevesi (tuotos)

Tämä on RO: n toinen lähtökomponenttija sisältää vettä, jossa on kaikki erilliset liuenneet aineet, joita et halunnut akvaarioosi. Tyypillinen jäteveden määrä sisältää enemmän nitraatteja, fosfaatteja, metalleja (kuten lyijyä, elohopeaa ja kuparia), torjunta-aineita ja torjunta-aineiden hajoamistuotteita kuin tavallisessa vesijohtovedessä.

Jätevettä voidaan käyttää huonekasveihin, sinunpuutarha tai kasvihuone, koska kasvit reagoivat hyvin nitraatteihin ja fosfaatteihin, jotka ovat kasvien kasvuaineita. Ota kuitenkin huomioon, että jos jätevedessäsi on raskasmetallipitoisuuksia, et halua käyttää sitä vettä ruokakasveihin.

Mitä RO-järjestelmä tekee säiliölle

Lyhyesti sanottuna hyvä RO-järjestelmä poistaa liukoisenlähdeveden komponentit, joilla voi olla haitallisia vaikutuksia vesikasveihin ja organismeihin. Joissakin tapauksissa epäonnistuminen näiden liuenneiden aineiden poistamisessa voi johtaa eläinten myrkytykseen ja hengenvaaraan säiliössäsi.

RO-järjestelmät voivat tehokkaasti poistaa ylimääräiset määrätklooria, fluoridia, arseenia, bentseeniä, kalsiumia, magnesiumia, lyijyä, elohopeaa, kuparia, torjunta-aineita ja monia muita orgaanisia kiintoaineita. Näiden liuenneiden aineiden poistaminen on ihanteellinen minkä tahansa akvaarion terveydelle, mutta se on itse asiassa neuvoteltavissa oleva osa minkä tahansa suolaisen akvaarion.

On totta, että jotkut poistetut komponentit ovathyödyllinen vesikasveille (ts. nitraatit ja fosfaatit), mutta säiliössä olevat eläimet (kalat, äyriäiset, etanat jne.) täydentävät näitä ravinteiden komponentteja usein säiliön vedessä.

Tutkitaan kaikkia kemiallisia muutoksia, joita RO-järjestelmä aiheuttaa puhdistetulle vedelle ja mitä näiden liuenneiden aineiden poistaminen tekee akvaarioosi.

Veden kovuus

RO-järjestelmät vähentävät veden kovuutta poistamalla korkeannormaalin lähdeveden kalsium- ja magnesiumpitoisuudet. Nämä alkuaineet voivat reagoida monien biologisten järjestelmien ja myös inerttien materiaalien kanssa, jolloin jäljelle jää kalvon ja magnesiumin liukeneminen syklisesti uudelleen säiliöveteen.

Veden kovuuden hallitsematta jättäminen voitasapainottaa pH-arvosi säiliön ikään kuin painajainen. Joka kerta kun säädät pH: ta, se joko lisää kalsiumin ja magnesiumin kertymistä olemassa oleviin kerrostumiin tai lisää kalsiumin ja magnesiumionien vapautumista näistä kerrostumista.

Tuloksena on, että olet jatkuvastijahtaa häntä pyrkien saavuttamaan haluttu asetuspiste säiliön pH: lle. Tämän ongelman lisäksi jotkut kalalajit ovat herkempiä muiden lajien kalsiumin ja magnesiumin kohonneille tasoille.

Trooppiset kalat Amazonin sademetsästäkuten angelfish ja Discus, älä selviydy hyvin tai lisäänny kovassa vedessä. Sitä vastoin on monia kovaa vettä sietäviä lajeja, kuten guppies, miekkakalat, archerfish ja muut makean veden lajit.

Tämä on vain lyhyt näyte, ja sinun pitäisi tehdäkotitehtäväsi tai ota yhteyttä akvaarioasiantuntijaan, jos haluat tietää säiliöön asettamasi organismin ympäristövaatimusten yksityiskohdat. Yhteenvetona voidaan todeta, että veden kovuuden säätäminen tarjoaa sinulle laajemman valikoiman organismeja, joita voit isännöidä akvaariotankissasi.

Nitraatit

Nitraatit (NO3-) ja myös nitriitit (NO2-) ovat typpi-happimolekyylejä, joita voi olla olemassaitsenäisesti ioneina tai ovat kiinnittyneet suurempiin molekyyleihin funktionaalisina ryhminä. Ne ovat eläinten biologisten järjestelmien tuotteita, vaikka niitä voi myös muodostua ilmassa ukkosmyrskyjen aikana salamasta tuotettujen plasmanergioiden kautta.

Eläimissä nämä typpiyhdisteet ovatdeaminointireaktioiden tuotteet, jotka ovat vaiheita proteiinien kulutuksesta peräisin olevien aminohappojen metaboliassa. Tapahtuvat transaminaatioreaktiot tuottavat ketohappoja, jotka voivat päästä Krebin sykliin ja tarjota energiaa soluille.

Tämän prosessin typpiset sivutuotteet ovat jätettäja poistetaan. Eläimestä ja sen vesihaasteista riippuen typpipitoiset yhdisteet muuttuvat ammoniakiksi, virtsaksi tai virtsahapoksi ja vapautuvat virtsaamisen (virtsaamisen) ja ulostamisen kautta. Ympäristössä nitrifioivat bakteerit hajottavat nämä jätteet nitraateiksi ja nitriiteiksi, joita kasvit yleensä kuluttavat ravinteina.

Lähdevedessä, kuten vesijohtovedessä, läsnäolonäistä kemikaaleista on yleensä antrogeeninen ja seurausta liiallisesta lannoitteiden käytöstä ja maatalouden vuotamisesta makean veden lähteisiin, kuten puroihin, jokiin ja järviin. Makean veden akvaariot sietävät jonkin verran nitraattipitoisuuksia (jos yläraja on 40 ppm), jos niiden vaikutuksia akvaariojärjestelmiin ei valvota, kun taas suolaisen veden akvaariot eivät selvästikään suvaitse lainkaan (yläraja 0,25 ppm).

Koska nitraatit kertyvät säiliöönkalojen virtsan ja ulosteiden hajoamisen kautta ja se on suodatettava säiliön vedestä alkaen suodatetun lähdeveden alhaisesta nitraattipitoisuudesta, saat jonkin verran liikkumavaraa säiliökemian ylläpitämisessä. RO-järjestelmän ja säiliön säännöllisen puhdistamisen lisäksi tiettyjen kasvien tai materiaalien sijoittaminen säiliöympäristöön voi auttaa sinua hallitsemaan nitraattitasoja.

Elävä hiekka ja elävä kivi, jotka sisältävät nitrifioivaa ainettabakteerit vähentävät säiliön nitraattitasoja. Mangrove-kasvit ovat myös melko taitavia ottamaan ja käyttämään nitraatteja kasvuravinteina, mikä luo ekosysteemisilmukan säiliöön.

Fosfaatit

Korkeat fosfaattipitoisuudet, jotka ovat kasvejaravintoaine, voi aiheuttaa leväkukintoja säiliöissäsi. Lopulta leväkukinta vähentää hapen jännitystä säiliövedessä kilpailun kautta ja alkaa tappaa elämän säiliössä.

Suolavesisäiliöissä fosfaattitasot on pidettävä alle 0,2 ppm tai levät tuhoavat korallisi ja tukahduttavat kalasi ja äyriäiset.

Silikaatit

Silikaatteja löytyy pohjavedestä ja jopajos se suodatetaan lähdevedestä, liuotetaan myös säiliön hiekkaisiin alustoihin. Nämä voivat olla kutujen lähteitä levien kasvulle ja johtaa usein leväkukintoihin soralevistä (eräänlainen ruskea levä).

Lisäksi silikaatit voivat ajaapiilevien (joidenkin lajien levät ovat) lisääntyminen, jotka laiduntavat koralleilla. RO-järjestelmä vähentää silikaatin kerääntymispaineita akvaariosäiliössä.