Фильтры и фильтрующий материал

Практически каждому из нас в повседневной жизни так или иначе приходится сталкиваться с фильтрами. Мы наливаем воду через фильтр-кувшин, меняем картридж в системе очистки или просто вдыхаем воздух, прошедший через сетку кондиционера. Но что на самом деле стоит за этими привычными действиями?

Фильтр — это по сути барьер, задача которого — разделить смесь, задержав одни компоненты и пропустив другие. Он работает как очень разборчивый стражник. А материал, из которого этот стражник состоит, и есть фильтрующий материал. Именно от его свойств зависит, что будет остановлено — крупная пыль, мельчайшие бактерии или химические примеси.

Разнообразие этих материалов поражает: от простой металлической сетки и бумаги до сложных мембран и сорбентов вроде активированного угля. Выбор конкретного типа зависит от того, с чем мы боремся — с песком в воде, с выхлопными газами или со стерильностью в больнице. Понимание основ работы фильтров и материалов помогает не ошибиться при выборе, будь то для дома, автомобиля или производства.

Классификация аквариумных фильтров

Графическая классификация аквариумных фильтров по принципу действия — электрические и воздушные

Электрические фильтры имеют огромное количество модификаций, способных решить любую задачу как в любительской, так и в профессиональной/коммерческой аквариумистике. К достоинствам этой группы относятся высокая производительность, универсальность (могут обеспечивать все типы фильтрации) и широкий спектр применения (выпускаются для аквариумов всех видов). Подразделяются на внутренние и внешние, т. е. располагаются внутри аквариума или снаружи.

Среди воздушных фильтров наибольшее распространение получили донные и аэрлифтные фильтры. К их достоинствам можно отнести простую конструкцию, низкую стоимостью и малое энергопотребление. А к недостаткам — скромную производительность, поэтому они не рекомендуются к использованию в больших аквариумах. Располагаются исключительно внутри аквариумов.

Типы или методы фильтрации

Существует три основных типа (метода) фильтрации: механический, биологический и химический. Стоит отметить, что даже самые простые фильтры (электрические или воздушные), осуществляют сразу два типа фильтрации – механическую и биологическую, а более дорогие и все три, поэтому для домашнего любительского аквариума вполне достаточно установить всего один подходящий по конструкции и стоимости фильтр, чтобы решить все задачи по очистке воды.

1. Механическая фильтрация

Очистка воды от твёрдых взвесей (муть от нового грунта, экскременты рыб, кусочки отмерших листьев, не съеденные остатки корма и др.) с помощью пористых материалов в фильтре. Критерием качества механической фильтрации является прозрачность воды

2. Биологическая фильтрация

Очистка воды от ядовитых азотистых соединений (аммиак, аммоний, нитриты), возникающих в процессе жизнедеятельности рыб, отчасти об этом упоминалось выше. Переработкой опасных веществ занимаются полезные бактерии, естественным образом населяющие поверхность фильтрующих материалов или специальных носителей, предусмотренных в системе фильтрации, например, био-шарики, губки и т. д.

3. Химическая фильтрация

Очистка воды от растворённых органических соединений, таких как аммиак, метан, сероводород, лекарственные препараты, используемые для профилактики и лечения рыб, и т. д. Отчасти дублирует работу биологической фильтрации, но в отличие от последней имеет более широкий круг применения и основана на химической реакции между органическими соединениями и специальными наполнителями (активированный уголь, цеолит, фосфатные поглотители) в фильтрующем материале. Побочным эффектом некоторых наполнителей является изменение гидрохимического состава воды.

Фильтры — это устройства, которые очищают жидкости или воздух, улавливая грязь, пыль, бактерии и другие вредные частицы. Главную работу в них выполняет фильтрующий материал — тот, через который проходит поток. Он бывает разным: от простой ткани до сложных синтетических мембран, и каждый вид подходит для своей задачи — будь то очистка воды, очистка воздуха в помещении или защита техники. Главное — правильно подобрать фильтр и материал под конкретные условия, иначе толку от него будет мало.

На что следует уделить внимание?

Основными параметрами фильтра являются объём фильтрующей среды и производительность (скорость, с которой вода прокачивается через фильтр) — измеряется в показателе количество литров за час (л/ч).

Производительность приобретаемого фильтра должна соответствовать размеру аквариума, не стоит отдавать предпочтение слишком большим фильтрам, поскольку они создают в небольших аквариумах сильное течение.

Фильтр с производительностью 300 л/ч будет за два часа полностью пропускать через себя всю воду в  600-литровом аквариуме, но в  50-литровом аквариуме на это уйдёт около десяти минут. С точки зрения рыб это то же самое, что жить в стиральной машине.

Однако, недостаточная скорость протекания воды через фильтр может привести к тому, что вода станет мутной, а недостаточный объём фильтрующей среды вызовет быстрое засорение фильтра, поэтому оптимальным вариантом является фильтр с регулируемой мощностью.

Какие существуют виды фильтров

Всё многообразие фильтров можно подразделить на несколько видов, перечисленных ниже. Они располагаются по иерархии, первыми идут самые простые и дешёвые, замыкают список наиболее технологичные и эффективные, но дорогие.

Губчатый аэрлифтный фильтр

Состоит из перфорированной пластмассовой трубки, на которой закреплены один или несколько картриджей с губкой. Через нижнюю часть подводится воздух, который поднимаясь, захватывает с собой воду, тем самым создавая тягу. Вода поступает в трубку сквозь губку, оставляя на ней различный мусор. В первую очередь выполняет биологическую фильтрацию и в меньшей степени механическую, поскольку пористая структура губки создаёт огромную площадь для заселения колониями полезных бактерий. Многие аквариумисты постоянно заставляют губчатый фильтр работать где-нибудь в углу общего аквариума, тем самым поддерживая биологическую зрелость губки, чтобы потом, когда потребуется, использовать его в карантинном или нерестовом аквариуме. Подробнее в статье "Аэрлифтный фильтр с губкой как лучший инструмент биологической фильтрации".

Донный фильтр

В первую очередь предназначен для биологической очистки воды. Дешёвый, долговечный, практически не требует обслуживания и незаметен в оформлении. Однако, существует ряд специфических особенностей, делающих его плохим выбором для начинающего аквариумиста. Поскольку в качестве фильтрующего материала выступает субстрат аквариума важно правильно подобрать размер частиц грунта и его глубину. Кроме того, предметы оформления и густые корни растений будут препятствовать прохождению воды, образуя «мёртвые зоны», где будет происходить заиливание с неприятными последствиями в виде пузырьков метана или сероводорода.

Внутренние фильтры-стаканчики

Одни из самых популярных разновидностей фильтров благодаря прекрасному сочетанию цена/производительность. Выполняют как механическую, так и биологическую фильтрацию, бывают самых разных размеров, могут устанавливаться и вертикально и горизонтально. Лучший выбор для любительского аквариума малого (до 100 л.) и среднего (до 200–300 л.) размеров.

Навесные фильтры

Как видно из названия они подвешиваются к одной из стенок аквариума. Подходят для резервуаров от 20 до 300 литров, способны выполнять все три типа фильтрации. Просты в эксплуатации, картриджи с фильтрующими материалами находятся снаружи и легко доступны для замены или чистки. Очищенная вода возвращается своеобразным водопадом, а не струёй воды как у фильтра-стаканчика, благодаря чему внутреннее течение в аквариуме сводится к минимуму, что пригодится при содержании некоторых видов рыб, выходцев из стоячих водоёмов таких как Рыбки Килли и Лабиринтовые. У навесного фильтра существует незначительный недостаток из-за его конструкции — аквариум всегда должен быть заполнен более чем на 2/3 иначе водозаборная трубка просто не дотянется до воды, либо будет погружена недостаточно, что снизит тягу и производительность.

Оросительные или орошаемые фильтры

Используют в основном профессиональные аквариумисты в коммерческих аквариумах. Главная задача подобных фильтров — это биологическая очистка, однако, производители зачастую до оснащают вспомогательными материалами для механической и химической очистки. Фильтры располагаются снаружи, в конструкции предусмотрены несколько отсеков обычно заполненных специальными био-шариками, которые постоянно орошаются поступающей водой и тем самым создаются максимально-комфортные условия для развития колонии полезных бактерий — влажная среда и постоянный контакт с воздухом. Орошаемые фильтры громоздки и весьма специализированы, поэтому вряд ли подходят для любительского аквариума.

Внешний фильтр-канистра

Обеспечивают все три типа фильтрации и прекрасную циркуляцию воды, практически бесшумны. Имеют множество модификаций как для маленьких (до 50 л.), так и для очень больших аквариумов (более 1000 л.). Производительность не зависит от уровня воды, эффективно работают и в частично заполненных резервуарах, палюдариуме. В конструкции могут быть добавлены дополнительные опции, такие как насыщение кислородом, обеззараживание ультрафиолетом, подогрев воды и другое. Фильтр-канистра способен совместить в себе практически всё необходимое оборудование аквариума, за исключением системы освещения. Всё упирается в цену — это довольно дорогой вид фильтров, но самый эффективный и производительный.

Как видите, выбор фильтра и его «начинки» — это не просто покупка устройства. Это осознанное решение, которое напрямую влияет на качество воды, воздуха или другого ресурса в вашем доме или на производстве. Правильный фильтрующий материал — это сердце всей системы, именно он выполняет основную работу.

Поэтому перед выбором стоит четко понять, от чего именно вам нужно очистить среду. Иногда достаточно простого механического фильтра, а в других случаях не обойтись без многоступенчатой системы с разными материалами. Ориентируйтесь на свои конкретные задачи и требования.

В конечном счете, хороший фильтр — это надежный и тихий помощник. Он обеспечивает чистоту, сохраняет здоровье и продлевает срок службы вашей техники. Уделив время выбору сейчас, вы обеспечите себе спокойствие и качественный результат на долгое время вперед.