czwartek, marzec 23, 2017
Witamy w pawiookie.pl!

Denitrator DIY - tylko dla cierpliwych

Po lekturze wielu artykułów na temat cyklu azotowego w akwarium wnioskiem oczywistym jest, że zawsze na końcu pozostają azotany (NO3). Przy tak wielkim apetycie oskarów, ich dużych rozmiarach, wydajnym metabolizmie niejednokrotnie poziom 50 mg/litr jest wartością przekraczaną. W moim akwarium (288l) dwa oskary powodują wzrost azotanów do poziomu powyżej tej wartości w niespełna tydzień od podmianki. Muszę, zatem podmieniać wodę minimum dwa razy w tygodniu po około 35-40% objętości. To męczące, tym bardziej, że nie zawsze mam na to czas, mimo ochoty grzebania przy akwarium.

Rozwiązaniem, które miało ograniczyć częstotliwość podmian wody, była hydroponika. Po kilku miesiącach jej  pracy  okazało się, że nie nadąża. Początkowo były problemy z aklimatyzacją użytych przeze mnie rośli (skrzydłokwiat), jak już ruszyły, co widziałem po kolejnych nowych liściach, poziom azotanów obniżał się, ale na tyle nieznacznie, że musiałem powrócić do podmianki w systemie 2/7 x35%. Po pewnym czasie przyrosty roślin zmniejszyły się i po zbadaniu wody wypływającej z hydroponiki okazało się, że poziom azotanów jest identycznie wysoki jak w wodzie z akwarium. Zatem niepowodzenie. Ostatnio zwiększyłem przepływ przez doniczkę około czterokrotnie, przez obniżenie jej o około 20 cm. Pompka znajdując mniejsze opory tłoczy więcej wody. Nie liczę jednak na wyraźny efekt, więc przystąpiłem do budowy urządzenia, które prawdopodobnie obniży poziom azotanów w moim akwarium do poziomu wystarczającego do osiągnięcia wartości 25-30mg/l, przed kolejną podmianą wody po przynajmniej tygodniu od ostatniej.

Przeszukując Internet można znaleźć wiele patentów, które mają działać w oczekiwany sposób, a zasada ich działania miała być podobna. Wiadomo, że denitryfikacja, czyli przemiana azotanów w azot cząsteczkowy zachodzi w warunkach niedotlenionych. Oznacza to, że tlen nie jest obecny w postaci cząsteczkowej, lecz jest obecny w formie związanej w m.in. azotanach. Istnieją bakterie beztlenowe (niektóre Pseudomonas i inne), które potrafią przeprowadzić taka reakcję, a wymagają do tego właśnie braku tlenu cząsteczkowego rozpuszczonego w wodzie. Przy obecności niektórych związków organicznych są w stanie wykorzystać tlen związany w cząsteczkach jonów azotanowych, pozostawiając azot cząsteczkowy, który ulatnia się do atmosfery. Pozostaje zatem je wykorzystać.

Aby stworzyć im odpowiednie warunki trzeba zbudować urządzenie o bardzo wolnym przepływie wody, aby uniknąć kolejnego filtra, w którym główna przemianą jest nitryfikacja. Wolny przepływ ma stworzyć warunki do eliminacji tlenu rozpuszczonego w wodzie w początkowym odcinku przepływu. Tam oczywiście będą rozwijały się bakterie nitryfikacyjne, które do swoich przemian wykorzystają zbędny nam tlen. Kolejny etap przepływu wody odbywać się ma już w warunkach niedotlenionych. Tam właśnie rozwijać powinny się bakterie beztlenowe, o które nam chodzi. To powinna też być główna objętość denitratora. Objętość tą można wyliczyć, tak by wystarczała na konkretne akwarium, do ustalenia odpowiedniego poziomu azotanów. Na końcu podaję link do strony, gdzie wszystko jest opisane.  Ważnym warunkiem do spełnienia jest też ciemność, która nie pozwala na rozwój glonów produkujących przecież tlen. Mój denitrator ma ponad 12,5 litra pojemności.

Po analizie wielu rozwiązań, najbardziej sensownym stało się wykorzystanie rury kanalizacyjnej, jako komory denitratora. Zasada budowy jest prosta.

Rura kanalizacyjna o średnicy 110 mm, o odpowiedniej długości (decyduje o objętości komory), szczelnie zamknięta na obu końcach deklami, specjalnie do tej właśnie rury produkowanymi. Wypełnieniem komory jest keramzyt, który istotnie zwiększa powierzchnię dla bakterii. Oczywiście musi istnieć doprowadzenie i odprowadzenie wody do i z komory. Rozwiązaniem, które podpatrzyłem na stronie, do której link podałem na końcu, jest doprowadzenie wody na samo dno komory i wywołanie powolnego przepływu do góry, gdzie znajduje się odpływ wody do akwarium. Woda napędzana ma być, w moim rozwiązaniu, niewielka pompką (mały filtr wewnętrzny), której zadaniem będzie jedynie pokonanie kilku centymetrów ponad powierzchnie wody. Dodam, że mój denitrator mierzy około 135 cm długości (wysokości), ma stać na podłodze i sięgać lekko ponad powierzchnię wody w akwarium. W ten sposób woda będzie łatwo wpływała do denitratora (w zasadzie grawitacyjnie), a problemem dla pompki mają być pozostałe centymetry ponad jej powierzchnię w akwarium. Myślę, że sobie poradzi. Pozostaje kwestia regulacji przepływu, w zasadzie dopływu wody do komory. Na tej drodze musi znaleźć się zawór, który będzie ograniczał przepływ wody od pompki. Dodatkowo, aby mieć większą możliwość regulacji przepływu, na drodze od pompki do denitratora znajdzie się trójnik, który pozwoli na kierowanie wody niepotrzebnej dla denitryfikatora z powrotem do akwarium. Pozwoli to też odciążyć pracę pompki. Za trójnikiem, na obu drogach dla wody znajdować się będą zaworki do regulacji przepływów. Zastanawiam się, czy nie wystarczy jeden, tylko na tej drodze jałowej. Jej przymknięcie kierowałoby wodę do denitryfikatora, otwarcie zmniejszony przepływ przez jego komorę.

Reasumując, droga wody z akwarium do akwarium przebiegałaby następująco:

pompka - wąż - trójnik - zawór - wąż - dno denitratora - złożem keramzytu do góry - wąż - akwarium.

Zatem do dzieła.

Materiały i orientacyjne ceny:

rura kanalizacyjna, średnicy 110 mm, 2 m długości x 1 20,00
 mufa do rury tej samej średnicy x 1 7,00
 dekiel do rury tej samej średnicy x 2  7,00
 wąż ogrodowy x 5 metrów (zostało) 10,00
 końcówka chromowana na kran 3/4 cala, zagięta 90 stopni z uszczelkątaśma x 2  14,00
 nypel redukcyjny chromowany, 3/4 na 1/2 cala x 2  10,00
przedłużka chromowana 1/2 cala x 2  10,00
 uszczelki gumowe, pasujące na gwint 1/2 cala x 4  2,00
końcówka na wąż do kranu 1/2 cala, plastikowa z uszczelką x 1 3,00
zaciski regulowane na wąż x 3  2,00
plastikowa rurka (pozostałość po czymś do akwarium) pasująca do węża kilkanaście cm  0,00
plastikowa piłeczka (kot jeszcze jej nie szuka) x 1  0,00
  keramzyt  15,00
 klej silikonowy  7,00
 taśma teflonowa  1,00
 taśma klejąca papierowa  4,00

Razem 112,00 pln.

Doliczyć trzeba jeszcze trójnik z zaworami, kolanko chromowane i jak zwykle kilka drobiazgów o których nie pamiętam. Ceny są mocno zaokrąglone i to raczej w górę, tym bardziej, że prawie wszystko kupowałem w marketach budowlanych, a tam - wiadomo - za drobne rzeczy płaci się drożej. Gdybym pochodził po innych sklepach pewnie koszt wyniósłby maksymalnie 75% tego, który zaistniał. Ja zapłaciłem pewnie około 140 złotych.

Chyba tyle.

Fot.1 (c) Kamil Kielak

Pierwszym działaniem było przycięcie rury do odpowiedniej długości tak, aby po nałożeniu mufy całość miała około 135 cm długości. Brzeszczot sobie doskonale poradził. Po oszlifowaniu krawędzi nasunąłem na rurę mufę. Łączenie od środka wysmarowałem dokładnie silikonem. Mufa ta miała stanowić miejsce wciśnięcia dla dekla górnego.

Fot.2 (c) Kamil Kielak

Kolejnym etapem było wklejenie dekla jako dna denitratora. Owinąłem odpowiednie miejsce taśmą papierową, aby zabezpieczyć okolicę przed zabrudzeniem klejem. Wcisnąłem dekiel na swoje miejsce i zaizolowałem silikonem. Klejenie warto przeprowadzić na początku, aby w czasie, w jakim schnie sobie spokojnie silikon zająć się resztą prac.

Fot.3 (c) Kamil Kielak


Fot.4 (c) Kamil Kielak


Fot.5 (c) Kamil Kielak


Przyszła kolej na pracę nad deklem górnym. Tamtędy miały biec obie drogi dla wody. Musiałem, więc zrobić dwa otwory, mniej więcej symetrycznie, na tyle duże, aby przeszedł przez nie gwint ˝ cala, jednocześnie na tyle małe, by nie przeszły przez nie uszczelki. Otwory po oszlifowaniu wyglądały całkiem przyzwoicie.

Fot.6 (c) Kamil Kielak


Fot.7 (c) Kamil Kielak


Fot.8 (c) Kamil Kielak


Teraz należało poskręcać elementy hydrauliki w jedną całość. W każdy z otworów wchodził nypel swoim cieńszym gwintem (1/2 cala). Od dołu nakręcona była przedłuża. Na gwincie nypla, po obu stronach dekla, nałożone zostały uszczelki gumowe. Trochę wyczucia i siły włożonej i element szczelny. Teraz pozostało zaopatrzyć każdy z nypli, od góry, w chromowaną końcówkę na wąż z gwintem 3/4 cala. Co ważne wszystkie dotychczasowe łączenia elementów hydrauliki były zabezpieczone taśmą teflonową.

Fot.9 (c) Kamil Kielak


Fot.10 (c) Kamil Kielak


Teraz musiałem nakręcić plastikową końcówkę do węża na gwint 1/2 cala przedłużki. Ten element oczywiści solowy, bo to miał być dopływ. Właściwie chciałem sprawdzić, czy wszystkie elementy pasują, bo to łączenie i tak musiałem rozkręcić do dalszych prac. Na końcówkę tą nasunięty został wąż, sięgający długością nieco poza dno komory. Dolny koniec węża zaopatrzyłem w końcówkę zrobioną z plastikowej rurki, wsuniętej w wąż i podziurawionej, tak by dopływ wody był zapewniony, nawet jak końcówka węża oprze się o ściankę rury. Dodatkowo otwory dają możliwość różnokierunkowego rozchodzenia się wody.

Fot.11 (c) Kamil Kielak


Fot.12 (c) Kamil Kielak


Fot.13 (c) Kamil Kielak


Druga przedłuża (wylot) zakończona została kawałkiem tej samej rurki, też z otworami i do tego zamknięta w plastikowej piłeczce, której ścianki są ażurowe. To rozwiązanie miało zabezpieczyć odpływ przed zapchaniem keramzytem.

Na drugi dzień, jak silikon już nieco wysechł i związał dekiel (dno) z rurą, przyszła kolej na sprawdzenie szczelności. I tu niepowodzenie. Ciekło, dekiel po podniesieniu całości wysuwał się z rury. Słup wody to w końcu 135 cm. Dobrze, że sprawdziłem. Pierścień silikonowy, który łatwo zdjął się ze swojego miejsca, został wykorzystany przez mojego kota jako fantastyczne i bajeczne zastępstwo skradzionej piłeczki.
Ale sprawa uszczelnienia została do rozwiązania. Tym razem silikonu nie pożałowałem. Nałożyłem go na uszczelkę od środka rury, do tego kilka pierścieni na zenątrz ścianki dekla. Ten wsunąłem w rurę, dużo łatwiej niż wcześniej (poślizg), silikon rozsmarował się ładnie i uszczelnił łączenie. Nadmiar rozsmarowałem jeszcze w miejscu poprzedniego silikonu i troszkę poza nie, na zewnątrz rury i dekla. Pozostawiłem do wyschnięcia na dwa dni. Kolejna próba szczelności wypadła pozytywnie. Powodzenie.

Fot.14 (c) Kamil Kielak


Przygotowałem wtedy keramzyt do napełnienia komory. Ważne jest by dobrze go wypłukać. Umieściłem wąż wlotu wody w założonym położeniu i napełniłem wnętrze rury keramzytem, zostawiając kilka centymetrów od góry wolnego miejsca. Było ono niezbędne do połączenia potem węża z przedłużką. Podobno ważne jest by zostawić nieco pożywki dla bakterii pod postacią cukru, jednak ja tego nie zrobiłem, ponieważ miałem w planie przepłukanie jeszcze całości i sprawdzenie jak ze szczelnością reszty elementów. Cukier zostałby wypłukany. Poza tym, wypada odpłukać później zapach schnącego silikonu z keramzytu.

Fot.15 (c) Kamil Kielak


Fot.16 (c) Kamil Kielak


Połączyłem końcówke węża wlotowego z odpowiednią przedłużką, zasilikonowałem połączenie dekla górnego z rurą w ten sam sposób, co dna. Całość zamknąłem i pozostawiłem do wyschnięcia.

Fot.17 (c) Kamil Kielak


Przyszedł czas na sprawdzenie szczelności całej dotychczasowej konstrukcji. Nałożyłem wąż, który mam do podmian wody na wlotowa końcówkę, drugi koniec podłączyłem do baterii wanny. Na wylot założyłem wąż, który ma być potem doprowadzeniem i odprowadzeniem wody, jego wolny koniec włożyłem do wanny. Chwila prawdy. Kran odkręcony, woda napełnia komorę, wypełnia całość i woda zaczyna wylewać się wężem do wanny. Mimo wypłukania keramzytu, woda była przez jakiś jeszcze czas brudna. Gdy zrobiła się optycznie czysta, pozwoliłem jeszcze konstrukcji nieco popracować, potem zamknąłem dopływ wody, węże odłączyłem i zostawiłem denitrator na kilka dni, aby przekonać się faktycznie, czy nic nie cieknie. Mam komorę, wypełniona wkładem, uzbrojoną w elementy doprowadzające i odprowadzające wodę i najważniejsze   nie cieknie.

Fot.18 (c) Kamil Kielak


Kolejnym etapem było podpięcie systemu do akwarium. Poskładałem wszystko do kupy, włączyłem pompkę i denitrator napełnił się woda z akwarium. Na wlot pompki dałem cukier, aby został wciągnięty do komory denitratora, jako pożywka dla bakterii.
Jako element rozgałęziający wodę na obieg roboczy i jałowy wykorzystałem trójnik z zaworami kulowymi z bogatej oferty ogrodniczej.

Fot.19 (c) Kamil Kielak


W założeniu miał mi on pozwolić precyzyjnie sterować przepływem wody przez układ.
Na wylot z deni wykorzystałem cos takiego, aby woda trafiła do akwarium:

Fot.20 (c) Kamil Kielak


Czyli kolanko chromowane 1/2 cala, przedłużka chromowana 1/2 cala. Między nimi pokrywa i uszczelki gumowe. Do kolanka podkręcona końcówka na wąż 1/2 cala, z wężem wylotowym od denitratora.

I tak to było ukryte za akwarium:

Fot.21 (c) Kamil Kielak


Fot.22 (c) Kamil Kielak


Denitrator został zalany i zamknięty na czas 10 dni, potrzebny do dojrzewania biologii. Potem po wielu wysiłkach ustaliłem minimalny przepływ na kilka dni, aby po tym czasie zmierzyć azotany w wodzie wypływającej kropelkami z denitratora. Bardzo problematycznym było regulowanie przepływu. Zawory kulowe, mimo że obecne na dwóch drogach, nie pozwalały na precyzję, o jaką mi chodziło. Zmiana, samoistna wielkości przepływu w ciągu kilku godzin była bardzo duża i źle wróżyła stabilizacji biologicznej układu.
Jako element podający roztwór cukru do komory denitratora użyłem strzykawki z igłą. Wkłułem się poza zaworem w wąż doprowadzający wodę do deni. Całość pozostała wbita w wąż i zaizolowana taśmą, aby nie pozwolić na sączenie się wody poza akwarium.

Po kilku dniach zabawy zmierzyłem azotany i okazało się, że ich poziom był wyższy o 30% niż w wodzie w akwarium. Zakręciłem, więc układ i postanowiłem znów poczekać.

Po kilku kolejnych dniach ustawiłem minimalny przepływ wody i okazało się, że azotany w wodzie z denitratora są niewykrywalne. Takie zabiegi musiałem powtarzać kilkukrotnie, bo z niejasnych przyczyn po pewnym czasie zadowalającej pracy denitratora, okazywało się, że azotany w tej wodzie są obecne, a dochodziły do poziomu nawet 80 mg/l. Tutaj na pewno nie pomagał mój brak czasu i nieczęsta obecność w domu. Do tego nieprecyzyjne zaworki powodowały, że zamiast kropel, często leciał strumień wody do akwarium. Denitrator wymaga bardzo precyzyjnie ustalonego przepływu i systematycznego podawania pożywek bakteriom. Tego nie mogłem zapewnić. Po pewnym czasie zrezygnowałem z dokarmiania ich i zdałem się na samoregulację natury. Trwało to długo, ale potem na kilka tygodni uzyskałem efekt zadowalający, czyli azotany z deni na poziomie 0 mg/l. Oczywiście nie mierzyłem tego parametru codziennie, bo czas nadal nie pozwalał, więc nie wiem, co działo się między pomiarami.

Pozwalałem sobie myśleć, że system działa. O to przecież chodziło. Jednak coraz częściej wskazania testu były niezadowalające. Nie bardzo mnie to cieszyło, tym bardziej, że myślałem, że okres dojrzewania denitratora mam już za sobą. Nabyłem już dużej wprawy w regulacji przepływu i też nie miałem z tym kłopotu. Podaż azotanów była w miarę stała, na pewno nie tak zmienna, by być przyczyną dużych wahnięć wskazań testów wody z denitratora. Te były znów wyższe niż w wodzie z akwarium. W zasadzie denitrator przestał nim być, a zamiast tego dostarczał mi azotanów. Po kilkumiesięcznej walce o stabilizację stwierdziłem, że przegrałem. Moja zabawa z denitratorem zakończyła się tym, że po kilku modyfikacjach i zwiększeniu przepływu mój deni pełni teraz rolę filtra zewnętrznego, gdzie głównym procesem jest nitryfikacja.

Reasumując, pozwolę sobie zacytować kolegę Marka (King), który to stwierdził w jednym z postów tego forum, całkiem słusznie, że:

" ... Imo denitrator to dość precyzyjna maszynka, która raz ustawiona powinna chodzić na stałych obrotach, a my co? Fudujemy jej ciągłą huśtawkę parametrów: a to paliwa za dużo, a to za mało, a zaraz całkiem odcinamy dopływ, a to przy niższej temperaturze tlenu w wodzie więcej, a to przy wyższej mniej. IMO bez precyzyjnego sterowania ten układ nie ma szans na działanie ... "

To jest temat dla cierpliwych, ambitnych i posiadających dużo wolnego czasu. A gwarancji sukcesu i tak nie mogę dać.

Główne inspiracje i źródła:

- http://aip.pl/~triamond/denitrator/denitrator.html
- http://www.malawi.pl/artykuly/denitryfikator1.htm
- Porady koleżanek i kolegów z  www.pawiookie.pl

Autor: Kamil Kielak (kamyllo2)

{mos_fb_discuss:17}

{visualrecommend}

 

Ważne
  • Osoby, którym padła dorosła pawiooka o w miarę proporcjonalnej budowie,  proszone są o zrobienie jej zdjęcia i umieszczenie zapakowanej w torebkę ryby (koniecznie w pozycji wyprostowanej!) w zamrażalniku. Następnie proszę o skontaktowanie się z administratorem.
  • Portal pawiookie.pl poszukuje osób biegle posługujących się jednym z języków: angielskim, niemieckim lub też rosyjskim, w celu przetłumaczenia treści artykułów. Osoby chętne do pomocy proszone są o skontaktowanie się z administratorem.