7. Фильтрующие материалы для аквариума⁠⁠

Этот текст является моим вольным переводом статьи с сайта aquariumscience.org. Сайт известен критическим подходом к распространенным мифам и маркетинговым уловкам. Автор сайта, Дэвид Богоссян, проводит множество экспериментов и делится результатами, которые часто противоречат общепринятым мнениям.
P.S. От себя бы хотел добавить что мнение об авторе в интернете довольно противоречивое, но в целом довольно не далеко от правды.
мнение Reddit:

Он вставляет в свои статьи много дезинформации, основанной на мнении, а также склонен к всеобъемлющему обобщению тем, выбирая цитаты. Часть его информации хороша (особенно часть о болезнях), но только если вы можете проанализировать и отделить дезинформацию от фактической. Не подходит для новичков, чтобы учиться.

Признание

Автор хотел бы сказать, что он всегда знал, что покажут эти испытания, и все эти 56 лет, что он занимается аквариумистикой, использовал только 100% губку, мочалки для посуды или биозагрузку K1 во всех своих многочисленных внешних фильтрах. Но это было бы неправдой. Примерно 45 лет автор использовал комбинацию всех наполнителей, которые шли в комплекте с фильтром, тонны разнообразных материалов, которые хранились на полках в гараже, а также наполнители, которые он покупал отдельно. Большинство его фильтров были заполнены довольно случайной смесью Matrix, керамических колец, лавовых камней и биошаров.

Автор просто считал, что наполнитель в фильтре не так уж важен, и все они примерно одинаковы. Автор ошибался, и очень сильно. Упс!

Думаю, комментарий одного из читателей этого сайта будет сейчас уместен:

После прочтения многих ваших статей я подтвердил то, что подозревал много лет относительно керамических наполнителей. У меня всегда было смутное подозрение, что биопленка образуется преимущественно на поверхности (а не во внутренних порах) всех этих дорогих наполнителей, которые я покупал. Мои подозрения подтвердились в начале этого месяца, когда я по глупости заменил все внешние губки в обоих моих фильтрах FX6. Внутренние корзины фильтров были заполнены “высококачественным” сферическим спеченным стеклом, которое, как предполагалось, должно было содержать все полезные бактерии, но после замены губок в аквариуме произошла сильная бактериальная вспышка, что заставило меня задуматься, что именно внешние губки содержали значительную часть бактерий. Спустя пару недель я наткнулся на вашу страницу и очень пожалел о своем решении.

С тех пор я заменил оба фильтра FX6 на два фильтра Eheim, которые вместе вмещают около 15 литров наполнителя. Раньше у меня уже были фильтры Eheim, но я избавился от них, потому что поверил в “максимальный оборот воды”, который обеспечивают большие фильтры FX, основываясь на заявлениях ютуберов (ошибка). Постепенно я заменил наполнители и заполнил два новых фильтра Eheim media Kaldnes в статической конфигурации, и теперь я слежу за параметрами воды, и качество воды отличное (нулевой уровень аммиака и нитритов). Я выбрал Kaldnes в качестве статического наполнителя вместо губки 30ppi, чтобы избежать раннего засорения в аквариуме с африканскими цихлидами, где содержится 25 рыб длиной от 5 до 7,5 см.

Чтобы понять, о чем говорит этот комментатор, просто читайте дальше.

Какой фильтрующий материал «лучший»?

Здесь важно подчеркнуть, что большинство людей обращают внимание только на окисление аммиака и нитритов, когда речь заходит о фильтрующих материалах. Если внешний фильтр, заполненный лавовыми камнями, показывает нулевой уровень аммиака и нитритов, то лава «работает нормально». Для окисления аммиака и нитритов требуется очень мало от фильтрующего материала. Поэтому такие материалы, как лавовые камни, «работают нормально».

Однако упускается из виду концепция кристально чистой воды. Это вода настолько прозрачная, что, глядя вдоль аквариума длиной 180 см, можно подумать, что рыбы плавают в воздухе. Для достижения кристально чистой воды требуется в двадцать раз больше площади поверхности, чем для окисления аммиака, что подтверждено контролируемыми испытаниями.

И необходимость в «кристально чистой» воде выходит за рамки эстетики. Рыбы, находящиеся в такой воде, почти всегда будут очень здоровыми и не будут болеть. Это связано с тем, что кристально чистая вода — это очень чистая вода. Чем чище вода, тем здоровее рыбы.

Таким образом, выбор фильтрующего материала сводится к личному предпочтению, зависящему от того, что вы хотите получить от своего аквариума. Аквариум без аммиака, но с нездоровыми рыбами ИЛИ аквариум без аммиака и с кристально чистой водой, где рыбы здоровы. Выбор остается за аквариумистом.

Аннотация тестов фильтрующих материалов

Была проведена серия из шести тестов для оценки эффективности различных фильтрующих материалов.

Тест на способность окисления аммиака:
Для проверки способности различных фильтрующих материалов окислять аммиак было установлено 10 емкостей объемом 20 литров. Фильтрующие материалы помещались в угловые фильтры, работающие от воздуха. Этот тест был повторен три раза (всего 30 тестов), и результаты были воспроизводимыми. Данные тестов хорошо коррелировали с математически рассчитанной эффективной площадью поверхности каждого материала. В свою очередь, способность материалов окислять аммиак в зависимости от площади поверхности сильно коррелировала с шестью научными источниками, посвященными площади поверхности для окисления аммиака.

Тест на прозрачность воды:
Прозрачность воды измерялась в течение восьми недель в десяти аквариумах объемом 150 литров, где использовались разные фильтрующие материалы в внешних фильтрах при высокой нагрузке кормом. Было проведено два полных теста и один частичный (всего 25 тестов с использованием канистр и аквариумов). Во втором тесте использовалось половину объема фильтрующего материала по сравнению с первым тестом, а в третьем — в два раза больше. Эти тесты в основном подтвердили, что для достижения кристально чистой воды требуется примерно в двадцать раз больше эффективной площади поверхности фильтрующего материала, чем для окисления аммиака. Эти тесты с аквариумами и внешними фильтрами также в значительной степени подтвердили результаты первых тестов с ведрами и угловыми фильтрами в отношении ранжирования различных материалов.

Всего было проведено 55 тестов. Все результаты хорошо коррелировали между собой, показав, что губка (30 ppi), биозагрузка K1 и мочалки для посуды значительно превосходят керамические кольца, Matrix и Biohome во ВСЕХ тестах.

Результаты тестов показали:

• Типичный большой внешний фильтр, заполненный губкой 30 ppi, биозагрузкой K1 или мочалками для посуды, обеспечивает хорошее окисление аммиака для 700 мбуна длиной 12 см и кристально чистую, здоровую воду для 35 мбуна длиной 12 см.

  Примечание переводчика:
  Мбуна — группа африканских цихлид, обитающих в озере Малави. Эти рыбы известны своей яркой окраской и активным поведением. Они популярны среди аквариумистов, но требуют качественной фильтрации из-за высокой биологической нагрузки, которую создают.

• Типичный большой внешний фильтр, заполненный керамическими кольцами, лавовыми камнями или Biohome, обеспечивает хорошее окисление аммиака для 80 мбуна длиной 12 см и кристально чистую, здоровую воду для 4 мбуна длиной 12 см.

Рейтинг и выбор фильтрующих материалов

Одним из самых важных решений в области фильтрации является выбор наполнителя для фильтра. Во многих отношениях это даже важнее, чем выбор самого фильтра. Наиболее важная функция наполнителя — это окисление аммиака.

Был проведен тест на способность различных фильтрующих материалов окислять аммиак. Первое число, «эффективность», представляет собой среднее количество окисленного аммиака, которое 245 кубических сантиметров материала смогли обработать за 90-дневный период. Второе число — это «эффективная» площадь поверхности в квадратных футах на кубический фут, рассчитанная на основе теста. Третье число — это эффективная площадь поверхности в квадратных футах на кубический фут, рассчитанная с помощью простой математики. Корреляция между результатами тестов и расчетной площадью поверхности очень значительна, что указывает на точность проведенных испытаний.

Единственный материал, который не показал хорошей корреляции с математическими расчетами, — это мочалки для посуды.

Чем выше значения в таблице, тем лучше материал. Это делает губку 30 PPI лучшим статическим материалом, а керамические кольца — худшим выбором для внешних фильтров. Полная процедура тестирования, использованная для получения этих данных, описана по следующей ссылке: 7.1.3 Тест фильтрующего материала

Из-за особенностей ретикуляции (структуры пор) и свободного объема расчеты площади поверхности не являются очень надежными. Экстраполируя данные тестов и принимая аквариумный гравий за материал с наиболее достоверным расчетом площади поверхности, можно получить следующую «эффективную площадь поверхности» для различных материалов. Именно эту площадь поверхности следует использовать для расчета необходимого объема фильтрующего материала для заданного веса рыб.

Важно отметить, что значение эффективной площади поверхности для биозакгрузки K1 (1,771 м²/л) относится к объему самп-камеры, а не к объему самого материала в сампе. То есть, 1,771 квадратных метров эффективной площади поверхности приходится на 1 литр объема, содержащий материал и воду (в специальной камере сампа с 60% загрузкой).

Другой способ выразить это:
(1,771/ 0,6) = 2,97 м²/л
Это означает, что 1 литр «сухого» K1-материала, помещенного в камеру с 60% загрузкой, обеспечивает 2,97 квадратных метров эффективной площади поверхности.

Биозагрузка K1 в кипящем слое с 60% загрузкой обеспечивает более чем в два раза большую биологическую фильтрацию на литр объема по сравнению с статичной биозагрузкой K1. Это делает стоимость литра биологической фильтрации для кипящего слоя K1 всего 30% от стоимости статичного K1. Таким образом, Fluidized K1 становится ОЧЕНЬ экономичным материалом, особенно при покупке оптом.

Примечание переводчика:
Для меня теперь стало ясно почему на узв фермах с точки зрения экономичности и эффективности применяют именно данный тип фильтрации, а не матрикс, керамические кольца.

Смешивание фильтрующих материалов

Большинство аквариумистов делают одну интересную вещь — они смешивают разные типы фильтрующих материалов. Нередко можно увидеть восемь видов наполнителей в сампе или шесть видов в внешнем фильтре. Поскольку все биоматериалы выполняют одну и ту же функцию — предоставляют поверхность для роста полезных бактерий, — это выглядит довольно забавно. Но ТАК ДЕЛАЮТ ВСЕ, включая автора до проведения этих тестов!

Однако такое смешивание материалов может быть контрпродуктивным. Дело в том, что материал с наибольшей площадью поверхности (например, губка 30 PPI) засоряется быстрее всего. Например, если аквариумист использует в внешнем фильтре губку 30 PPI вместе с Matrix, биошарами и керамическими кольцами, губка засорится через четыре месяца. В результате аквариумист разбирает фильтр и чистит ВСЕ материалы. Но чистка Matrix, биошаров и керамических колец в этом случае совершенно не нужна и даже вредна, так как удаляет полезные бактерии.

Маркетинговая шумиха вокруг фильтрующих материалов

Фильтрующие материалы очень важны в аквариуме. Но существует огромное количество ложных утверждений о фильтрующих материалах, распространяемых производителями оборудования с целью заработать деньги. Эти ложные утверждения распространяются в социальных сетях добросовестными, но введенными в заблуждение аквариумистами. Эти ложные утверждения включают:

• Purigen™ создает кристально чистую воду и удаляет аммиак, нитриты, нитраты и токсины из аквариумной воды.

• Matrix™, BioHome™, спеченное стекло и пористая керамика (блоки, шарики, кольца, "лапша" и т.д.) — это лучшие биологические фильтрующие материалы с огромной площадью поверхности для роста бактерий.

• Некоторые керамические материалы (De*Nitrate™ и BioHome™) удаляют нитраты за счет анаэробного разложения до газообразного азота.

• Активированный уголь, ионообменные смолы, цеолиты и химические фильтрующие материалы (например, Chemi-Pure™ и Poly-Filter™) очень полезны в пресноводном аквариуме.

• Фильтрующие материалы (картриджи, био-кольца, губка) нужно заменять каждый месяц или каждые шесть месяцев, или «когда они загрязняются».

Эти утверждения — всего лишь маркетинговая шумиха, которую легко разоблачить. Но эти утверждения служат цели заработать много денег для некоторых креативных производителей и дистрибьюторов аквариумного оборудования.