АЭРАЦИЯ

Рыбы дышат кислородом и выдыхают углекислый газ, который днем в процессе фотосинтеза потребляют растения, выделяя кислород. Различные растения поставляют неодинаковое количество кислорода. Так, болотные растения, которые мы культивируем под водой, растут медленно и поставляют кислорода значительно меньше, чем быстрорастущие растения, привыкшие жить под водой. Если в аквариуме правильно выбрано соотношение количества рыб и растений, то обоих газов для них достаточно и они прекрасно себя чувствуют. Если растений мало, а рыб много, то последние испытывают недостаток кислорода, и в этом случае аквариумист прибегает к помощи аэрации. Кроме того, аэрация нужна в выростных аквариумах, когда в относительно небольшом объеме содержат большое количество рыб.

Когда у аквариума имеется биофильтр, то снабжение кислородом приобретает дополнительное значение. Нитрифицирующие бактерии фильтра работают лишь в аэробной среде, и если они будут испытывать нехватку кислорода, то фильтр перестанет выполнять свою задачу и в нем даже может возникнуть анаэробная среда со всеми вытекающими неприятными последствиями. Таким образом, если для аквариума предусмотрено минимальное содержание кислорода в 5 мг/л, то эта величина, которую следуют понимать как пограничную для дыхания его населения, но недостаточную для аквариума с биофильтром, который не имеет дополнительной системы обогащения кислородом. Для того, чтобы подаваемый в аквариум кислород донести и до отдаленных уголков, важно интенсивное перемешивание воды. Прежде всего водные потоки следует устроить так, чтобы избежать "мертвых зон".

Аэрация выполняет следующие задачи

1. Насыщает воду кислородом.
2. Создает циркуляцию воды в аквариуме и, следовательно, выравнивает температуру во всем его объеме.
3. Разрушает бактериальную и пылевую пленку, образующуюся на поверхности воды.

В ряде литературных источников указывается, что аэрацию в аквариуме с большим количеством растений применять нецелесообразно — снижается количество углекислого газа в воде. Так, например, И. Шеурманн /20/ считает, что не подходят для аквариума растений все технические средства, которые обогащают воду кислородом и способствуют улетучиванию углекислого газа, как например, распылитель аэрации, вырабатывающий поток воздуха.

Несколько по-иному эту проблему рассматривает Г. Шмидт /22/, который пишет: "Говорят, что аэрация в первую очередь предназначена для освобождения воды от углекислого газа. Это, может быть, и верно, но мы знаем, что этот газ тяжелее воздуха, и, собравшись над поверхностью воды, он сейчас же возвращается в раствор. Поэтому для удаления излишков углекислого газа нужно, чтобы к поверхности воды поднимались лишь крупные пузырьки воздуха, причем это производится лишь ночью, когда в растениях не происходит процесс фотосинтеза".

При аэрации воздух от воздушного насоса (виброкомпрессор, поршневой насос и т.д.) через шланг поступает в распылитель, находящийся около грунта, и выходит из него в виде мелких пузырьков. Обогащение воды кислородом происходит как у ее поверхности, куда пузырьки воздуха увлекают за собой нижние, бедные кислородом слои воды, так и через стенки самих пузырьков. Кроме того, за счет циркуляции воды более теплые верхние слои воды вытесняются вниз, и происходит выравнивание температуры, и, наконец, пузырьки и вызванное ими движение воды на поверхности разрушают бактериальную и пылевую пленку.

Приводом в виброкомпрессоре служит электромагнит, который сообщает рычагу, связанному с резиновой мембраной, 50 возвратно-поступательных движений в 1 с. Принципиальная схема работы виброкомпрессора представлена на рисунке 15. Когда рычаг (1) оттягивает мембрану (2), в корпусе (3) образуется разряжение и под давлением атмосферного воздуха впускной клапан (4), выполненный из полоски резины, открывает доступ воздуху в корпус, а выпускной клапан (5) закрывает выходное отверстие корпуса. При движении рычага в обратную сторону мембрана выдавливает воздух из корпуса, при этом из-за его давления закрывается впускной клапан и открывается выпускной.

Рис. 15. Схема виброкомпрессора. 1 - рычаг, 2 - мембрана, 3 - корпус, 4 - клапан впускной, 5 - клапан выпускной.

Поршневые насосы любители делают сами. Принцип их действия не отличается от вышеописанного. Только вместо мембраны возвратно-поступательное движение совершает поршень, связанный кривошипно-шатунным механизмом с валом электродвигателя.

Производительность воздушного насоса определяют, вытесняя воздухом воду из мерного сосуда и измеряя затраченное на это время. Банку определенного объема с налитой в нее водой погружают во вместительный сосуд с водой и переворачивают кверху дном, после чего подводят к ней шланг с распылителем. Включив насос, измеряют время, необходимое для полного вытеснения воды воздухом из банки, и определяют производительность при данной глубине погружения распылителя.

В продаже имеются виброкомпрессоры как из ближнего зарубежья (киевский АЭН), так и различных фирм (Hagen, Penn-Plax и др.). Первые уступают по производительности и по уровню создаваемого шума.

Виброкомпрессоры фирмы Hagen

Виброкомпрессоры фирмы Penn-Plax

Рис. 16. Виброкомпрессор

Пузырьки оказывают очень большое влияние на насыщение кислородом. Опыты показали, что при мелких пузырьках (диаметр пор распылителя около 0,1 мм) насыщаемость кислородом может достигать примерно 10 г кислорода на кубометр воды, тогда как при крупных пузырьках (отверстие 2 мм) эта величина падает вдвое.

Чем ниже температура воды, тем выше лежит граница насыщаемости кислородом. Чем больше разница между содержанием кислорода и границей насыщаемости, тем лучше проходит введение кислорода (рис. 17).

Опыты с распылителями из различных материалов показали, что деревянный распылитель выпускает самые мелкие пузырьки ив то же время имеет самое меньшее падение давления. Правда, срок годности деревянного распылителя составляет 4-8 недель. Но и каменные, и керамические распылители тоже требуют замены после определенного времени, поскольку их поры также загрязняются, и прочистить их очень сложно.

Рис. 17. Зависимость между температурой и насыщением воды кислородом

Главную причину в образовании мельчайших пузырьков следует искать в пористой структуре дерева. Деревянный распылитель имеет тонкую и однородную волокнистость, тогда как все остальные материалы спекаются из зернистых материалов. Другая причина заключается в том, что дерево очень легко смачивается.

Деревянный распылитель можно изготовить из сухих сучков различных видов растений. М. Ильин /2/ рекомендует: "При более мощных компрессорах лучше взять березу, черемуху и рябину, при средних — виноград, а при слабых — высушенный камыш или сердцевину бузины. Сучок обычно вставляют в трубку и срезают наискось. При засорении такие распылители достаточно подсушить, чтобы они вновь стали пригодны".

В продаже имеются короткие цилиндрические распылители отечественного производства из абразивных материалов темного цвета и из белого точильного камня. Правда, они дают довольно крупные пузырьки, но подходят для самых маломощных компрессоров. Более мелкие пузырьки дают керамические распылители, но для них нужны насосы, развивающие давление не менее 1000-1500 мм водяного столба.

Рис. 18. Фильтр для очистки воздуха. 1 - трубка подачи воздуха, 2 - крышка, 3 - сосуд с водой, 4 - распылитель, 5 - трубка выхода очищенного воздуха

Крепящиеся к поверхности присосками длинные трубчатые распылители фирм Hagen, Penri-Plax и др. дают более широкий столб пузырьков.

Распылитель соединяют с насосом шлангом из пластмассы и кладут на камень или подвешивают на небольшом расстоянии от грунта. Если распылитель положить на грунт, то частички грязи, увлекаемые током воды, будут подниматься вверх и оседать на растениях.

Регулировать количество воздуха подаваемого в аквариум, можно различными зажимами или вентилями (например, вентиль "Top set brass" фирмы Penn-Plax), устанавливаемыми на шланг, а также регулятором на насосе.

От одного выходного отверстия насоса воздух можно подавать в несколько распылителей с помощью тройников. Распылители, получающие воздух от одной магистрали, могут пропускать различное его количество из-за разной длины трубопроводов, изгибов шлангов и т.п., кроме того, одни из них могут с течением времени больше засориться и перестать работать. Поэтому на линии каждого распылителя нужно установить зажим или вентиль, с помощью которых можно равномерно распределить давление в трубопроводах, уменьшая отверстия в магистралях распылителей, работающих при более слабом давлении.

Эффективность перемешивания слоев воды проверяют, измеряя температуру в нескольких точках верхнего и при-

грунтового слоев воды, и если разница достигает 3° С, то следует увеличить подачу воздуха, а если это не помогает (особенно в длинных аквариумах), то установить по распылителю в левой и правой частях аквариума.

В комнате, где находится аквариум, не следует увлекаться курением, ибо никотин в концентрации 1 мг/л уже вреден рыбам. Подающийся в аквариум воздух можно очищать, пропуская через водяной фильтр (рис. 18).