Baktériumok avagy a bioszűrőről elméletben

Ahhoz, hogy megértsük a bioszűrést, később tudjunk készíteni biokonvertert, tudnunk kell a tó biológiai körforgásának menetét. Bizonyára már többször láttuk azt az akváriumi képet melyen körbe – körbe voltak a nyilak, hogy hal megeszi a növényt a  hal ürüléket a baktériumok lebontják és ezt meg a növények használják fel amit aztán újra megesznek a halak. Meg is volna a körforgás, noha ez a valóságban egy kicsit jóval bonyolultabb.

nitrogén körforgás

A fenti képen direkt nem rajzoltam be nyilat, hogy aztán a növényt megeszi a koi (ekkor lenne teljes a körforgás), mert amugy sem szeretném ha megenné, és ott a haltáp egye azt, a növények pedig nőjenek csak szép nagyra.

Mivel szerintem itt közölünk senki se biokémikus ezért megpróbálom nem egyből a legbonyolultabb módon ezt a körforgást levezetni, de úgy, hogy azért értsük, hogy a bioszűrőt miért kell alkalmazni és mi annak a szerepe.

A halainkat ügye etetjük, vagy esznek a tóban amit találnak, de ha sok a kaja az ürülék formájában ki is jön, így a halak számára nagy mennyiségben veszélyes ammónia NH3 kerül a vízbe. Az ammóniát egy bizonyos baktériumcsoport oxigén segítségével feldolgozza és nitritté NO2 alakítja, mely még szintén veszélyes a halak számára. Majd ezután a nitritet egy második baktériumcsoport szintén oxigén segítségével nitráttá NO3 alakítja. A nitrát immár nem veszélyes a halak számára sőt a növények életciklusában nagyon fontos szerepet játszik, ettől nőnek olyan gyorsan, szép nagyra.

Mit szűrhetünk le ebből az egészből és mit tehetünk ami a hasznunkra válhat?

Azt, hogy ha sok halunk van és ha ráadásul még nagyok is mint a koi ponty, akkor egyből felgyűlhet az ammónia  a tóba ami mérgező lehet, de ezt baktériumokkal könnyen lebonthatjuk, viszont nekik ehhez oxigénre van szükségük. A végén ha minden tökéletes, ráadásul nagyra fognak nőni a növényeink.

Először is a baktériumok számára biztosítanunk kell a megfelelő életkörülményeket. Mivel mi sok vizet szeretnénk megtisztítani általuk, de a baktériumok nagyon kicsik, ezért a lehető legnagyobb felülettel rendelkező szűrőanyagokat használjuk erre a célra, hogy minél több baktérium telepedhessen meg rajta. Az oxigénellátásról is gondoskodnunk kell, mégpedig úgy, hogy a szűrőben a vizet állandóan áramoltatjuk és lehetőleg még a szűrő előtt oxigénnel dúsítsuk fel. Ez utóbbit úgy érhetjük el, ha a szűrőbe eleve csobogva érkezik be a víz, vagy ha nem is, akkor legalább egy szkimmer táplálja a bioszűrőnket.

Több dologra kell még figyelnünk, hogy a szivattyúnk sose álljon le fél óránál tovább, és a víz áramlása ne legyen  gyors, mert a baktériumok elméletben nem szeretik a gyors vízmozgást, vagy csak egyszerűen kimosódnak a tóba. Az ilyen bioszűrőt vagy szűrőanyagot nem is szabad kimosni, főleg nem csapvízzel erős vízsugárral, max ha nagyon eltömődik akkor is a tó vizével, de csak gyengéden megnyomkodva kimosni azt. Tehát mindenképp a fizikai szennyeződésektől megtisztított tiszta vizet kell a bioszűrőbe  engedni, hogy ott már ne tömődjön el semmi, lehetőleg ne kelljen kimosni azt.

Hogy érjük el azt, hogy viszonylag sok vizet forgassunk át a bioszűrőnkön, de viszont lassú vízmozgással?

Nos egész egyszerűen nagy keresztmetszetű szűrőt kell építeni. Erre legalkalmasabbak a szögletes lapos ládák ahol fentről lefelé vagy fordítva áramlik a víz.

Én ezért is nem építettem külön biofiltert, mert az én hordóim nem lennének alkalmasak erre célra, vagy csak nagyon minimális baktérium telepedne meg azokban. A keskeny keresztmetszet viszonylag gyors víz mozgással párosulna.

Elméletben a baktériumoknak 1 négyzetméternyi szűrőfelületen óránként max 1500gallon víz átfolyás a megengedett, vagyis 5700 l víz.  Ha kerekítünk letudjuk egyszerűsíteni könnyen megjegyezhetővé, mégpedig:
6000liter az  = 6 köbméter vagyis 1m2 alapterületen 6 méter (600cm) magas hasáb lenne ez a vízmennyiség.

6000l /60perc = 600cm /1m2
600l /6perc = 60cm /1m2
100l /1perc = 10cm /1m2

Vagyis a bioszűrőnkben 1 m2 felületen 1 perc alatt 10cm emelkedhet a vízszint. Mivel itt a víz áramlás sebessége állandó lessz  ezért1 perc alatt mindig 10cm magasat emelkedhet a vízszint. A felület ami a fenti számításba 1m2  az változhat, de akkor vele együtt változik a vízhozam is ami a fenti számításban 100l . Így változhat: pl. (10l /1perc = 10cm /0.1m2)
A vízszint emelkedés természetesen a  függőleges irányú szűrésre értendő, ha oldalirányú áramlás van a bioszűrésünkben, akkor átkel számolnunk az egészet a liter / perc és a felület ismeretében megkapjuk a víz áramlás nagyságát.

Viszont több számítás is létezik még a neten, de az értékek kb egyformák, noha ettől mások felével lassabb vízátfolyásra 5cm/perc esküsznek, de van aki a 2cm/percre tartja a minimumot. Ha nem tudjuk eldönteni kire hallgassunk akkor a 2-10cm/perc közé állítsuk be a bioszűrésünk vízáramlását.

Az igaz, hogy létezik még még egy harmadik fajta baktérium is megtelepedhet a bioszűrőnkben ha az az életkörülményeinek megfelelőek. Ez a baktériumfajta  nagyon hatásos a lebegő zöld algákkal szemben is, viszont nagy hely kell nekik és egész lassú vízáramlás.

Ez az egész számítás és a sok képlet számomra azt jelenti, hogy az én nagyobbik 40cm es hordó átmérőmnél (a kör területe = r x r x 3.14)  20 x 20 x 3.14 = 1256cm2 vagyis 0.1256m2. És ezt 10cm magassággal beszorozzuk, átváltjuk decimétere, hogy litert kapjuk akkor ez (12.56dm2 x 1dm) 12.56liter/ perc vagyis 753.6l/óra. Tehát a nagy 60 literes hordómnál csupán csak óránként 754 liternyi vizet áramoltathatnák át, holott a szivattyúm  kb 2500 l/h és a tavam pedig 5m3 kevés lenne a 754l/h vízáramlás. Sőt ha ennek a felét (5cm/perc) néznénk akkor csak 377l víz áramolhatna át a hordón óránként.

Nos ezért sem foglalkoztam eddig a bioszűrőkkel, vagy a készítésükkel, mert a hordó a legalkalmatlanabb választás lenne.
Ha a fenti példánál maradunk az óránkénti 2500l vízátfolyásnál akkor akár így is kiszámolhatjuk 2500/5700=0.4385, vagyis ehhez a szivattyúhoz egy 0.43m2 keresztmetszetű szűrőtartályra lenne szükségem ami kör alakban 75cm átmérőjű viszont téglalap alakban ez csak 50x88cm.

Már az előbb említettem, hogy a szivattyúnak csak nagyon rövid ideig szabad leállnia, ez azért van mert ha nem mozog a víz akkor a baktériumok oxigén hiány miatt elpusztulnak. Ha már egyszer elpusztultak akkor csak sokára telepednek meg ismét a szűrőn. Elméletben akár 3 -4 hét is kell nekik még újra megtelepednek. Ezért  tavasszal már jó ha mindjárt időben bekapcsoljuk a szivattyúnkat és használjuk a bioszűrőt, hogy legyen idejük a baktériumoknak időbe megtelepedni. Bár aki akar vásárolhat baktérium kultúrákat, hogy ezt az időt lerövidítse.

Mivel ezek a fenti számok, számítások számomra szimplán csak elméleti feltevések, saját magam a gyakorlatban bizonyítani nem tudom. Se nem számolgattam meg a baktériumokat se nem méregettem semmitse, maradjunk abban, hogy a gyakorlatban is így van ahogy leírtam mindezeket. Megbízok a korábban mások által leírtakban.

Tags: , , , ,

Vélemény, hozzászólás?