Omvänd osmos i en akvarium

Ett RO-system (omvänd osmos) är en oumbärlig komponent i saltvattenakvariesystem, annars fungerar de helt enkelt inte så bra utan ett.

RO-system är också viktiga för sötvattenakvarier också, särskilt om de är stora tankar. Ett bra RO-system hjälper till att upprätthålla korrekt vattenkemi, pH och fastställer korrekt osmotiskt tryck för fisken (det här sista skälet är varför du inte kan lägga saltvattenfisk i en sötvattentank: deras celler går bom).

Här kommer vi att granska den vattenkvalitet du kanförvänta dig av ett RO-system, som beskriver vad man gör för din tank, dess komponenter, och hur man korrekt får igång en och håller den inom funktionella parametrar.

Vad är omvänd osmos (RO)?

Ett RO-system är ett vattenreningssystem somapplicerar tryck över ett semipermeabelt membran (som en mikroskopisk sikt) som selektivt tillåter att lösta ämnen passerar genom det baserat på storleksbegränsning eller laddat tillstånd, vilket tar bort dem från produktvattnet. En löst substans är allt som är fritt upplöst i vatten, vilket är lösningsmedlet.

Naturliga vattenkällor innehåller olikametalljoner, icke-metalljoner och vissa polyatomiska joner. En jon är tillståndet hos en atom eller molekyl (en sammansättning av liknande eller olika atomer) som antar en laddning.

Detta sker antingen genom tillägg eller förlustav elektroner till atommolekylens elektronmoln. Elektroner är de negativt laddade grundpartiklarna som bildar orbitaler runt en atoms kärna.

Elektroner delas också mellan atomer imolekyler och kan bilda hybrid (sammanslagna) versioner av atomorbitaler. I verkligheten finns det ingen sann tillsats av en elektronpartikel till molnet, varför det kallas ett "moln".

Vad som faktiskt händer är en överföring eller förlust avenergi till molnet och sanna elektroner existerar inte förrän de mäts (observeras). Detta är en del av en sats som kallas partikelvågdualitet, där grundläggande partiklar, såsom elektroner eller fotoner, till exempel kan uppvisa antingen vågliknande egenskaper eller partikelliknande beteenden, men inte båda samtidigt.

Vilka är delarna av ett RO-system?

RO-system består av flera delar somarbeta tillsammans för att uppnå vatten av högre kvalitet genom att selektivt ta bort joner från produktvattnet. Detta är mycket viktigt för att bibehålla en gynnsam miljö för din fisk kemiskt och för att skapa en riktig miljö osmotiskt (mer om det nedan).

Membran

RO-systemets membran, som delvis ärpermeabel (halvpermeabel) är hjärtat i hela systemet. Det är en typ av mikromolekylär sikt som låter vatten passera igenom och tillåter selektivt att vissa lösta ämnen passerar igenom. De lösta ämnena som kan passera genom membranet gör det för att de antingen är tillräckligt små för att portarna i membranet kan passera det eller har en laddning som gör att de kan färdas genom membranet.

Andra högre laddade joner (såsom tvåvärda joner,som har två extra eller två färre laddningar) begränsas från passage såvida inte membranet är skadat. Som sådana har membran en livslängd och måste bytas ut regelbundet när det förekommer brott eller när nivån av begränsad löst bindning till membranet väsentligt minskar den fria passagen av vatten och lösta ämnen.

I vissa RO-system som är byggda för att rymmastörre vattenfiltreringsvolymer används flera membranskikt. Bland alla förbrukningsdelar i ett RO-system är membranet vanligtvis den dyraste delen.

Förfilter system

Eftersom RO-membran kan vara lite dyra,Att skydda dem från att behöva filtrera höga koncentrationer av upplösta ämnen ur din produkt kan påverkas genom att använda ett förfiltreringssystem. Förfilter kan ta bort rå partiklar och lösta ämnen som vanligtvis finns i hårda vattenkällor.

Dessa förfiltersystem är placerade uppströmshuvudmembranpatronen och består av flera typer, som ofta används i kombination för att producera ganska rent förmembranvatten. En vanlig förfilterkomponent är en aktiv kolkolonn.

Aktivt kol har många bindningsställen pådess yta för att absorbera en mängd olika kemikalier och jonlösta ämnen i vatten. Om det finns en stor mängd partikelformigt material i källvattnet, är sandfilter ofta den valda anordningen för att avlägsna partiklar innan vatten matas in i patronen med aktivt kol.

Ett annat populärt förfilteralternativ som har blivitmer allmänt använt sedan dess introduktion är speciella polypropencylindrar som injiceras under formning med fibrer av en nonwoven-polymer. Dessa polypropylenkolonner är i grunden ett 5-mikron filtersystem, medan de flesta RO-membran arbetar ner till 0,0005-mikronområdet (de flesta RO-system för akvarier använder ett 0001-micron RO-membran).

Tryckmätare

Se till att du inte av misstag blåser ut dintrevligt dyrt RO-membran är ganska viktigt och detta kan säkerställas genom att installera en manometer. Mätaren låter dig justera systemets flödeshastighet till optimala parametrar för membranet och låta dig veta om du över- eller undertrycker systemet eller inte.

Vissa RO-system från hylla för mindre applikationer levereras inte med en tryckmätare. En mätare kan dock enkelt eftermonteras i ditt system. Det är en komponent som vi rekommenderar.

Flödesbegränsare

Flödesbegränsare är en bra assistent ireglering av vatten, optimering av systemets prestanda och skydd av RO-membranpatronen från skador. En flödesbegränsare är en typ av backventil som begränsar inkommande vattenflöde tills korrekt inre tryck för optimal prestanda i RO-systemet uppnås.

Vid övertryck, flödesbegränsarekommer att upprätthålla maximala inre tryck i RO-membranpatronfacket och låta överskott av inkommande vatten ledas för att kringgå systemet till avloppsvattnet.

Spolnings ventil

Spolventiler tillåter vatten att passera flödetbegränsare så att stora avlagringar kan tvättas tillbaka från membransystemet. Detta bidrar till att öka membranets livslängd och förhindrar att skadliga material fastnar på dess yta.

De flesta RO-system har ingen spolventil, men dessa kan köpas separat och eftermonteras i nästan alla omvänd osmossystem.

Produktvatten (utgång)

Produktvatten är den första av två systemutgångaroch är huvudmålet för ditt RO-system: produktion av renat vatten. Ett väl fungerande RO-system kan vanligtvis ta bort cirka 90% av oönskade komponenter från vanligt kranvatten.

För att säkerställa att ditt RO-system är effektivt är det en bra idé att regelbundet testa att produktvattnet ligger inom specificerade parametrar. Detta kan göras med några kit eller sensorer.

En total mätare för upplösta fasta ämnen (TDS) eller en allmänhårdhetssatsen (GH) analyserar kvaliteten på produktens vatten och berättar om systemet fungerar som det ska. Lösta fasta ämnen i ett väl underhållet RO-system bör vara cirka 10 ppm eller mindre och den allmänna hårdheten i produktens vatten bör vara exakt noll.

Avloppsvatten (produktion)

Detta är den andra utgångskomponenten i en ROinnehåller vatten med alla de segregerade lösningsmedlen som du inte ville ha i ditt akvarium. Typiskt avloppsvattenproduktion innehåller högre nivåer av nitrater, fosfater, metaller (såsom bly, kvicksilver och koppar), bekämpningsmedel och nedbrytningsprodukter för bekämpningsmedel än vad du hittar i normalt kranvatten.

Avloppsvatten kan användas för husplanter, för dinträdgård eller ditt växthus eftersom växter reagerar bra på nitrater och fosfater, som är näringsämnen för växter. Var dock medveten om att om du har ökade koncentrationer av tungmetaller i avloppsvattnet, vill du inte använda det vattnet på livsmedelsplantor.

Vad ett RO-system gör för tanken

För att vara kort, tar ett bra RO-system bort lösligtkomponenter från källvatten som kan ha skadliga effekter på vattenväxter och organismer. I vissa fall kan misslyckande med att ta bort dessa lösta ämnen leda till att dina djur förgiftas och livet i tanken dödas.

RO-system kan effektivt ta bort överskottav klor, fluor, arsenik, bensen, kalcium, magnesium, bly, kvicksilver, koppar, bekämpningsmedel och många andra organiska fasta ämnen. Avlägsnande av dessa lösta ämnen är idealiskt för hälsan hos alla akvarier men är faktiskt en icke-förhandlingsbar del av saltvattenakvarium.

Det är sant att vissa borttagna komponenter ärfördelaktigt för vattenväxter (dvs. nitrater och fosfater), men dessa näringskomponenter fylls ofta i tankvattnet av djuren i tanken (fisk, skaldjur, sniglar etc.).

Låt oss undersöka alla kemiska förändringar som ett RO-system påför behandlat vatten och vad avlägsnande av dessa lösta ämnen gör för ditt akvarium.

Vattenhårdhet

RO-system minskar vattenhårdheten genom att ta bort höghalter av kalcium och magnesium från normalt källvatten. Dessa grundämnen kan reagera med många biologiska system och även inerta material, vilket lämnar höljen som cykliskt fortsätter att återupplösa kalcium och magnesium i tankvattnet.

Underlåtenhet att kontrollera vattenhårdheten kan görabalansera pH i din tank typ av en mardröm. Varje gång du justerar pH kommer det antingen att orsaka ökad ansamling av kalcium och magnesium på befintliga avlagringar eller öka frigöringen av kalcium och magnesiumjoner från dessa avlagringar.

Resultatet är att du kommer att vara ständigtjagar din svans och försöker uppnå önskat börvärde för tankens pH. Utöver denna fråga är vissa fiskarter mer känsliga för förhöjda nivåer av kalcium och magnesium som är andra arter.

Tropisk fisk från Amazonas regnskog, sådansom ängelfisk och diskus, överlev inte bra eller föda upp i hårt vatten. Däremot finns det många hårda vattentoleranta arter som guppies, svärdstifter, bågfisk och andra sötvattensarter.

Detta är bara ett kort exempel och du bör göradina läxor eller konsultera en akvariespecialist om du behöver veta specifikationerna för miljökraven för en organism du tänker lägga i din tank. Sammanfattningsvis ger kontroll av vattenhårdhet dig ett bredare utbud av organismer du kan vara värd i din akvarietank.

Nitrater

Nitrater (NO3-) och även nitriter (NO2-), är kväve-syremolekyler som kan existeraoberoende som joner eller är bundna till större molekyler som funktionella grupper. De är produkterna från djurbiologiska system, även om de också kan bildas i luften genom plasmaenergier som produceras av blixtar under åskväder.

Hos djur är dessa kväveföreningarprodukter av deamineringsreaktioner som är steg i metabolismen av aminosyror härrörande från konsumtion av proteiner. De transamineringsreaktioner som äger rum producerar ketosyror som kan komma in i Krebs cykel och ge energi till celler.

Kvävebiprodukter från denna process är avfallprodukter och elimineras. Beroende på djurets och dess vattenutmaningar omvandlas kväveföreningar till ammoniak, urin eller urinsyra och frigörs genom mikturering (urinering) och avföring. I miljön bryter nitrifierande bakterier ner dessa avfallsprodukter till nitrater och nitrit, som vanligtvis konsumeras av växter som näringsämnen.

I källvatten, såsom kranvatten, närvaronav dessa kemikalier är vanligtvis antropogena och resultatet av överflödig användning av gödselmedel och jordbruksavrinning till sötvattenkällor som strömmar, floder och sjöar. Om de inte påverkas på akvariesystem, är sötvattensakvarier något toleranta mot måttliga nivåer av nitrater (övre gräns på 40 ppm), medan saltvattenakvarier absolut inte är toleranta alls (övre gräns på 0,25 ppm).

Eftersom nitrater ackumuleras i din tankgenom nedbrytningen av fiskurin och avföring och måste filtreras från tankvattnet, med början med låga nivåer av nitrater i ditt filtrerade källvatten ger dig en viss latitud för att upprätthålla din tankkemi. Förutom ett RO-system och regelbundet rengöring av din tank kan placera vissa växter eller material i tankmiljön hjälpa dig att kontrollera nitratnivåerna.

Levande sand och levande sten som innehåller nitrifierandebakterier, kommer att minska tankens nitratnivåer. Mangroveplantor är också ganska skickliga på att ta upp och använda nitrater som tillväxtnäringsämnen, vilket skapar en ekosystemslinga i tanken.

Fosfater

Höga nivåer av fosfater, som är en växtnäringsämnen, kan orsaka algblomningar i dina tankar. Så småningom kommer en algblomning att minska syrespänningen i tankvattnet genom konkurrens och börja döda livet i tanken.

För saltvattentankar måste fosfatnivåerna bibehållas under 0,2 ppm eller så förstör alger dina koraller och kväver din fisk och skaldjur.

Silikater

Silikater finns i grundvatten och till och medom det filtreras från källvattnet, löses det också från sandiga underlag i din tank. Dessa kan vara lekkällor för algtillväxt och ofta resultera i algblomningar från grusalger (en typ av brunalger).

Dessutom kan silikater drivaspridning av kiselalger (vissa arter är alger), som kommer att beta på koraller. Ett RO-system minskar det totala silikatackumuleringstrycket på akvarietanken.