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过滤的目的是尽量减少残渣腐屑等有机物质的积累,减少换水及清洁的次数。过滤器的原理是利用缸水流经滤材时产生的过滤功能。
构造与作用
习惯上按废水处理原理的不同,将水族箱过滤系统分为机械过滤、生物过滤和化学过滤3大类。
机械过滤(物理过滤)是降低水体混浊度的一种水质净化途径。水中微细的无机物质、有机物以及部分活的微生物通过絮凝作用,逐渐凝结成肉眼可见的凝聚体而悬浮或沉积在水中引起水质混浊。这些凝聚物质的大量存在,不仅会降低水体透明度而影响观赏效果,还消耗水中的溶解氧,甚至粘附在鱼鳃上,影响鱼类的正常呼吸活动,危害鱼类的生长。
机械过滤的功能是把大颗粒、大块粘状物等阻挡下来。过滤结构为具有良好透水性、具较密孔隙的过滤材料(如泡棉、羊毛毡、砂石等)。
生物过滤包括很多重要的生化过程,最重要的是给硝化细菌提供一个良好的生长、繁殖温床,让硝化细菌能够迅速地大量生长、繁殖,充分发挥其氧化氨盐和亚硝酸盐的作用。生物过滤器的结构特点是布满了大小不同的孔隙,大孔隙让水顺畅地流过,小孔隙提供了极大的表面积,供消化细菌附着、生长、繁殖。它的整体组织不必很大,使用时可叠加堆放。生化棉、生化球、生化块、塑料丝、陶瓷环、珊瑚砂(海水用)等是组成生化滤器的好材料。
化学过滤(含吸附过滤)是以化学反应方式来消除水中的不稳定物质的方式。这些物质是游离的或以化合物形式存在的。化学反应后无毒的物质沉淀于水族箱过滤系统的底部被物理性滤材除去,或被另外一些无害或毒性较低的元素所替代(置换)。水质稳定剂、pH调整剂、水质沉淀剂及其它一些化学制剂等都是化学滤材。活性炭也是一种化学过滤材料,具有脱色、除臭的功能,但要定期更换。
设计与种类
产生流经滤材水流的方式有2种:利用气泵所产生的水泡带动水箱里的水流经滤材;利用潜水泵或抽水泵将水抽入过滤器中,通过滤材。依过滤器在水族箱上的位置、过滤功能及对象的不同,把观赏鱼养殖中常用的过滤器分为下列几种。
①底部过滤器箱内底面式过滤器的过滤板设于水族箱底部,板上留有插放通气管的孔洞,插上塑料管。过滤板上面铺放砂石(珊瑚砂、贝壳、河砂均可)。塑料管连接充气泵,充气时,带动水流经过砂石,一方面打气充氧,一方面达到过滤的效果。另一种是把过滤砂床设置在水族箱外,用水泵或气泵把水输送到过滤器,过滤后再回到水族箱。
底部过滤器的隔板材料要质地坚硬,具有一定的承受力,化学性质不活泼,不会在水中发生化学反应而污染水质。隔板上有渗水的微孔,滤水孔的大小以水可渗过而沙不能通过为宜。隔板的大小与水族箱的底面积相同,安装时,应使隔板的四边与水族箱的四壁相吻合,接缝不要漏水。在隔板底部,应垫上小木块或塑料管等作为隔板底座。这样既可提高隔板的承载力,又可使隔板与水族箱底部间形成一定的空间,经过滤的洁净水经此空间回流到水族箱中去。
过滤砂床的砂砾应选择质地坚硬、化学性质稳定的砂砾作滤砂材料,如石英砂、溪砂等。砂粒应大小均匀,形状不规则,表面稍粗糙,直径3~5㎜/粒,这样可增大硝化细菌的黏附面积。
从过滤效果来看,砂床的面积越大越好。滤砂层的深度不宜过深或过浅。硝化细菌在砂床中的分布以表层和底层较多,中层较少。硝化作用主要发生在5㎝内的表层砂床(占90%),10㎝以下的底层部分通常无消化作用。因此,过滤砂床的深度以6~10㎝为宜。
底面式过滤器的缺点是重量重,体积大,换水及清洗砂石不方便,尤其对栽种的水草易损伤其根。
②上部过滤器上部过滤器安放在水族箱顶部,用水泵将水抽至过滤器中过滤。这种过滤箱为长方形,内放活性炭或生化过滤球(过滤棉、生化棉、过滤砂等),上面铺一层滤棉(海棉)组合成水层过滤层。当接通电源后,水族箱内的水被吸入过滤箱内,通过过滤层再流回水族箱中。根据水质的浑浊度定期清洗过滤材料,防止过滤层中的空隙间因积聚过多的垃圾或污垢而影响水的循环流动和过滤效果。箱顶过滤器未设增氧设备,杂音小,清扫鱼缸非常方便,但滤材所产生的硝化细菌略少于箱底式过滤器,过滤空间小,养鱼数量不能太多。
③外置过滤器外置式过滤器又有外部吊挂式过滤器和下部过滤器等多种形式。外部吊挂式过滤器是将过滤器装置吊挂在水族箱侧面或上方,以潜水泵把水抽进滤槽内,经滤材滤净后流回水族箱。这种过滤器的优点是清洗容易,使用方便,但不易生长消化细菌,过滤功能远不如底部过滤器,最好结合使用。
下部过滤器安装在水族箱的下部,用管道与水族箱上部相连,下部空间大,可放大面积的过滤器,内放多种高效的过滤材料。还有一种外部过滤器是浸溢式的。
④内置过滤器内置式过滤器(.沉水式过滤器)将装置沉入水中,利用潜水泵直接吸水入过滤槽,经滤槽中的滤材及其上的消化细菌过滤后流回水族箱。它由一个内含过滤材料(如滤棉、活性炭和陶瓷滤材等)和水泵组成的封闭式组成。此种过滤器体积小,噪音低,占用水族箱空间有限,容易管理和装配维修,但处理的水体和滤材的清洗时间间隔较短,只能用于较小型水族箱中。市售的PJF、PJI系列,黑钻系列,303、403系列等均属此列。
⑤滴流式过滤器其原理是:水族箱的水由上、中、下三个部位分别进入溢流管(又称水族箱的排水管和定位管),流到下面的过滤槽中。过滤材料由上至下依次为:过滤棉→生化球(或生物石)→砂(陶瓷珠)→净水贮藏箱(可放臭氧、紫外杀菌灯、蛋白分离器等)→小袋活性炭(可随时取放)。滴流式过滤器多层多途径(物理、生化、化学)过滤,过滤效果好,在海水水族箱的过滤系统中广泛使用。
⑥混合式过滤器系指将不同的过滤方式结合使用,如下部过滤器(其中又采用滴流式、干/湿式、呼吸式)与内置式过滤器合用,底部与外部过滤器合用等。
⑦蛋白质分离器(泡沫过滤器)(proteinskimmer)其基本原理是利用表面张力的吸附力除去水中杂质和有机蛋白质。它主要由气泡发生器(如气泵)、接触器、泡沫清洗装置等组成。喷气嘴排出的气泡在接触室内徐徐上升,不断与水体接触,水中的极性有机杂质逐渐地吸附在气泡表面,并在泡沫室内形成泡沫。泡沫不断积累并上浮进入清洗器,及时清除清洗器中的泡沫,可清除水族箱中部分杂质。过滤后的洁净水由泡沫室的出水口流回水族箱。蛋白质分离器必须配合使用臭氧机。
还有一种结构简单、清洗方便的小型有机玻璃泡沫过滤器,其大小与内装式砂床过滤器相近。使用时,由喷气嘴排出的气泡在接触泡沫室内与水中的极性有机杂质吸附聚合,形成泡沫。过滤层(装有海棉或其它滤材)将泡沫收集在接触泡沫室内,洁净水则透过过滤层,经出水口流回水族箱。当过滤器中的泡沫积累到一定数量时,可取出滤材,清洗后重复使用。
⑧超级滤可达海绵过滤器它是生物培养海绵过滤器,其主要优点是在充分过滤的同时培养了大量硝化细菌,可以减少NH3、NO2等剧毒物。它还有无噪音、高溶氧量、不阻塞、面积大等优点,广泛用于七彩神仙鱼等鱼类的饲养中。