Omvendt osmose i en akvarium

Et omvendt osmose (RO) -system er en uundværlig komponent i ethvert saltvandsakvariesystem, ellers fungerer de simpelthen ikke særlig godt uden et.

RO-systemer er også vigtige for ferskvandogså akvarier, især hvis de er store tanke. Et godt RO-system hjælper med at opretholde korrekt vandkemi, pH og etablerer korrekt osmotisk tryk for fiskene (denne sidste grund er, hvorfor du ikke kan lægge saltvandsfisk i en ferskvandstank: deres celler går i bom).

Her gennemgår vi den vandkvalitet, du kanforventer fra et RO-system, der beskriver, hvad man gør for din tank, dens komponenter, og hvordan man korrekt får en i gang og vedligeholder den inden for funktionelle parametre.

Hvad er omvendt osmose (RO)?

Et RO-system er et vandrensningssystem, deranvender tryk over en semipermeabel membran (som en mikroskopisk sigte), der selektivt tillader opløste stoffer at passere gennem den baseret på størrelsesbegrænsning eller ladet tilstand og fjerner dem således fra produktets vand. En opløst stof er alt, hvad der er frit opløst i vand, hvilket er opløsningsmidlet.

Naturlige vandkilder indeholder forskelligemetalioner, ikke-metalioner og nogle polyatomiske ioner. En ion er tilstanden af ​​et atom eller molekyle (en samling af lignende eller forskellige atomer), der antager en ladning.

Dette sker enten ved tilføjelse eller tabaf elektroner til atomets eller molekylets elektronsky. Elektroner er de negativt ladede grundlæggende partikler, der danner orbitaler omkring kernen i et atom.

Elektroner deles også mellem atomer imolekyler og kan danne hybrid (fusionerede) versioner af atomorbitaler. I virkeligheden er der ingen ægte tilføjelse af en elektronpartikel til skyen, hvorfor det kaldes en "sky".

Hvad der faktisk sker er en overførsel eller tab afenergi til skyen og ægte elektroner eksisterer faktisk ikke, før de måles (observeres). Dette er en del af en sætning kaldet partikelbølgedualitet, hvor grundlæggende partikler, såsom elektroner eller fotoner, for eksempel kan udvise enten bølgelignende egenskaber eller partikellignende opførsel, men ikke begge samtidigt.

Hvad er delene af et RO-system?

RO-systemer består af flere dele, derarbejde sammen for at opnå vand af højere kvalitet ved selektivt at fjerne ioner fra produktets vand. Dette er meget vigtigt for både at opretholde et gunstigt miljø for din fisk kemisk og også for at skabe et passende miljø osmotisk (mere om det nedenfor).

Membran

Membranen i RO-systemet, som er delvistpermeable (semi-permeable) er hjertet i hele systemet. Det er en type mikromolekylær sigte, der lader vand passere igennem og selektivt tillader nogle opløste stoffer at passere igennem. De opløste stoffer, der kan passere gennem membranen, gør det, fordi de enten er små nok til, at portene i membranen kan krydse den eller har en ladning, der gør det muligt for dem at bevæge sig gennem membranen.

Andre højere ladede ioner (såsom divalente ioner,som har to ekstra eller to færre ladninger) er begrænset fra passage, medmindre membranen er beskadiget. Som sådan har membraner en levetid og skal periodisk udskiftes, når der er brud, eller når niveauet af begrænset opløst stofbinding til membranen i væsentlig grad reducerer den frie passage af vand og opløste stoffer.

I nogle RO-systemer, der er bygget til at rummestørre vandfiltreringsvolumener anvendes flere membranlag. Blandt alle forbrugskomponenterne i et RO-system er membranen typisk den dyreste del.

Forfilter-systemer

Da RO-membraner kan være lidt pebret,at beskytte dem mod at skulle filtrere høje koncentrationer af opløste stoffer ud af dit produkt kan vand påvirkes ved hjælp af et forfiltreringssystem. Forfilter kan fjerne rå partikler og opløste stoffer, der typisk findes i hårde vandkilder.

Disse forfiltersystemer er placeret opstrøms forden vigtigste RO-membranpatron og består af flere typer, der ofte bruges i kombination til at producere ret rent præ-membranvand. En almindelig forfilterkomponent er en aktiveret trækolsøjle.

Aktivt kul har adskillige bindingsstederoverfladen til at absorbere en række kemikalier og ionopløste stoffer i vand. Hvis der er en stor mængde partikler i kildevandet, er sandfiltre ofte den valgte enhed til at fjerne partikler, før der føres vand ind i aktivkulpatronen.

En anden populær mulighed for forfilter, der er blevetmere anvendt siden introduktionen er specielle polypropylencylindre, der injiceres under støbning med fibre af en ikke-vævet polymer. Disse søjler af polypropylen er dybest set et 5-mikron filtersystem, hvorimod de fleste RO-membraner fungerer ned til 0,0005-mikronområdet (de fleste RO-systemer til akvarier bruger en 0001-micron RO-membran).

Trykmåler

Sørg for, at du ikke ved et uheld blæser dindejlig dyr RO-membran er en slags vigtig, og dette kan sikres ved at installere en manometer. Måleren giver dig mulighed for at justere systemets strømningshastighed til de optimale parametre for membranen og fortælle dig, om du over- eller undertrykker systemet.

Nogle RO-systemer uden hylde til mindre applikationer leveres ikke med en manometer. Imidlertid kan en måler let eftermonteres på dit system. Det er en komponent, vi stærkt anbefaler.

Strømningsbegrænser

Strømningsbegrænsere er en god assistent iregulering af vand, optimering af systemets ydeevne og beskyttelse af RO-membranpatronen mod skader. En strømningsbegrænser er en slags kontraventil, der begrænser vandstrømmen indad, indtil det korrekte indre tryk for optimal ydelse i RO-systemet er nået.

I tilfælde af overtryk, flowbegrænserevil opretholde maksimale indre tryk inden i RO-membranpatronrummet og tillade, at overskydende indgående vand ledes for at omgå systemet til spildevandsudløbet.

Skylleventil

Skylningsventiler tillader vand at omgå strømmenbegrænser, så store aflejringer kan vaskes tilbage fra membransystemet. Dette hjælper med at øge membranens levetid og forhindrer, at skadelige materialer bliver fanget på overfladen.

De fleste RO-systemer har ikke en skylleventil, men disse kan købes separat og eftermonteres til næsten ethvert omvendt osmosesystem.

Produktvand (output)

Produktvand er den første af to systemudgangeog er hovedformålet med dit RO-system: produktion af renset vand. Et velfungerende RO-system er typisk i stand til at fjerne ca. 90% af uønskede komponenter fra almindeligt ledningsvand.

For at sikre, at dit RO-system er effektivt, er det en god ide at regelmæssigt teste, at produktets vand ligger inden for specificerede parametre. Dette kan gøres med et par sæt eller sensorer.

En total opløst faststof (TDS) meter eller en generelhardhed (GH) kit analyserer produktets vandkvalitet og fortæller dig, om systemet fungerer korrekt. Opløste faste stoffer i et velholdt RO-system skal være ca. 10 ppm eller mindre, og den generelle hårdhed af dit produkts vand skal være nøjagtigt nul.

Spildevand (output)

Dette er den anden outputkomponent i en ROsystem og indeholder vand med alle de adskilte opløste stoffer, som du ikke ønskede i dit akvarium. Typisk spildevandsproduktion indeholder højere niveauer af nitrater, fosfater, metaller (såsom bly, kviksølv og kobber), pesticider og nedbrydningsprodukter af pesticider, end du finder i normalt ledningsvand.

Spildevand kan bruges til husplanter til dinhave eller dit drivhus, fordi planter reagerer godt på nitrater og fosfater, som er plantevækstnæringsstoffer. Vær dog opmærksom på, at hvis du har øgede koncentrationer af tungmetaller i dit spildevand, vil du ikke bruge det vand på madplanter.

Hvad et RO-system gør for tanken

For at være kortfattet fjerner et godt RO-system opløseligtkomponenter fra kildevand, der kan have skadelige virkninger på vandplanter og organismer. I nogle tilfælde kan manglende fjernelse af disse opløste stoffer resultere i forgiftning af dine dyr og dræbe livet i din tank.

RO-systemer kan effektivt fjerne overskydende beløbaf klor, fluor, arsen, benzen, calcium, magnesium, bly, kviksølv, kobber, pesticider og mange andre organiske faste stoffer. Fjernelse af disse opløste stoffer er ideel til ethvert akvariums sundhed, men er faktisk en ikke-omsættelig del af ethvert saltvandsakvarium.

Det er rigtigt, at nogle fjernede komponenter ergavnligt for vandplanter (dvs. nitrater og fosfater), men disse næringsstofkomponenter genopfyldes ofte i tankens vand af dyrene i tanken (fisk, skaldyr, snegle osv.).

Lad os undersøge alle de kemiske ændringer, et RO-system påfører behandlet vand, og hvad fjernelse af disse opløste stoffer gør for dit akvarium.

Vandets hårdhed

RO-systemer reducerer vandets hårdhed ved at fjerne højniveauer af calcium og magnesium fra normalt vand. Disse grundstoffer kan reagere med mange biologiske systemer og også inerte materialer, hvilket efterlader indhegninger, som cyklisk fortsætter med at genopløse calcium og magnesium tilbage i tankens vand.

Manglende kontrol med vandets hårdhed kan medføreat afbalancere pH i din tank slags et mareridt. Hver gang du justerer pH, vil det enten forårsage øget ophobning af calcium og magnesium på eksisterende aflejringer eller øge frigørelsen af ​​calcium og magnesiumioner fra disse aflejringer.

Resultatet er, at du bliver konstantjagter din hale forsøger at nå det ønskede sætpunkt for tankens pH. Ud over dette spørgsmål er nogle fiskearter mere følsomme over for forhøjede niveauer af calcium og magnesium, som er andre arter.

Tropiske fisk fra Amazonas regnskov, sådansom havfisk og diskus, overlev ikke godt eller opdræt i hårdt vand. I modsætning hertil er der mange hårde vandtolerante arter såsom guppies, sværdhaler, bueskyttefisk og andre ferskvandsarter.

Dette er kun en kort prøve, og du skal gøredit hjemmearbejde eller konsulter en akvariespecialist, hvis du har brug for at kende specifikationerne for miljøkravene til en organisme, du har til hensigt at lægge i din tank. For at opsummere det giver styring af vandets hårdhed dig et bredere udvalg af organismer, du kan være vært for i din akvarietank.

Nitrater

Nitrater (NO3-) og også nitrit (NO2-), er nitrogen-ilt-molekyler, der kan eksistereuafhængigt som ioner eller er bundet til større molekyler som funktionelle grupper. De er produkter fra dyrebiologiske systemer, skønt de også kan dannes i luften gennem plasmaenergier produceret af lyn under tordenvejr.

Hos dyr er disse nitrogenholdige forbindelserprodukter fra deamineringsreaktioner, som er trin i metabolismen af ​​aminosyrer, der stammer fra forbruget af proteiner. Transamineringsreaktionerne, der finder sted, producerer ketosyrer, som kan komme ind i Krebs cyklus og give energi til celler.

Kvælstofbiprodukter fra denne proces er affaldprodukter og elimineres. Afhængig af dyret og dets vandudfordringer omdannes nitrogenforbindelser til ammoniak, urin eller urinsyre og frigøres ved mikturering (vandladning) og afføring. I miljøet nedbryder nitrificerende bakterier disse affaldsprodukter til nitrater og nitrit, som normalt forbruges af planter som næringsstoffer.

I kilde vand, såsom ledningsvand, tilstedeværelsenaf disse kemikalier er normalt menneskeskabte og resultatet af overskydende brug af gødning og landbrugsafstrømning til ferskvandskilder såsom vandløb, floder og søer. Med hensyn til deres virkning på akvariesystemer, hvis ikke kontrolleret, er ferskvandsakvarier noget tolerante over for moderate niveauer af nitrater (øvre grænse på 40 ppm), mens saltvandsakvarier bestemt ikke er tolerante overhovedet (øvre grænse på 0,25 ppm).

Da nitrater akkumuleres i din tankgennem nedbrydningen af ​​fisk urin og afføring og skal filtreres fra tankens vand, startende med lave niveauer af nitrater i dit filtrerede kilde, vand giver dig en vis breddegrad til at opretholde din tank kemi. Ud over et RO-system og regelmæssig rengøring af din tank kan placering af visse planter eller materialer i tankmiljøet hjælpe dig med at kontrollere nitratniveauer.

Levende sand og levende sten, der indeholder nitrificeringbakterier, reducerer nitratniveauerne i tanken. Mangroveplanter er også ret dygtige til at optage og bruge nitrater som vækstnæringsstoffer og skaber således en økosystemsløjfe i tanken.

Fosfater

Høje niveauer af fosfater, som er en plantenæringsstof, kan forårsage algeblomstring i dine tanke. Til sidst reducerer en algblomstring iltspændingen i tankens vand gennem konkurrence og begynder at dræbe livet i tanken.

For saltvandstanke skal fosfatniveauerne holdes under 0,2 ppm, ellers ødelægger alger dine koraller og kvæler dine fisk og skaldyr.

Silikater

Silikater kan findes i grundvand og enddahvis de filtreres fra kildevandet, opløses de også fra sandede underlag i din tank. Disse kan være gydekilder til algevækst og ofte resultere i algeblomstring fra grusalger (en type brunalge).

Derudover kan silikater drivespredning af diatomer (hvoraf nogle arter er alger), som vil græsse på koraller. Et RO-system reducerer det samlede silikatakkumuleringstryk på akvarietanken.