Системы со2 для аквариума

Вкус натуралиста играет решающую роль при выборе источника CO2 для своего аквариума
Вкус натуралиста играет решающую роль при выборе источника CO2 для своего аквариума

Всерьез занявшись пресноводным растительным аквариумом, натуралист непременно задумается о введении в емкость углекислого газа. Этот вопрос широко обсуждается в сообществе любителей живой природы, предлагаются различные идеи, каждый пытается что-нибудь соорудить. Целью данной статьи является раскрытие основных методов введения CO2 в аквариум и причин, которые побуждают к этому.

Зачем подавать CO2 в аквариум?

Углекислый газ выделяется живыми организмами при дыхании. Являясь продуктом метаболизма, он закисляет среду, вызывает удушье и другие нарушения у рыб. По этой причине следует удалять CO2 из водной среды так быстро, как это возможно. Это утверждение справедливо и к условиям растительного аквариума, с одной оговоркой. Дело в том, что растения используют CO2 для роста. В ходе фотосинтеза протекает следующая реакция образования глюкозы:
6CO2 + 6H2O => C6H12O6 + 6O2

Таким образом, аккумулируя энергию солнца, молекулы CO2 и воды, растения выделяют глюкозу и кислород.
В условиях рыхлой посадки и слабой освещенности, для развития растениям хватает того углекислого газа, который проникает из атмосферы и/или выделяется гидробионтами (концентрация 6-7 мг/л). Однако, когда аквариумист решает повысить интенсивность освещения, происходит бурный рост растительной массы, которой для осуществления фотосинтеза требуется все больше углекислоты. Подача этого газа позволяет восполнить его недостаток и обеспечить сверхнормативный прирост растительной биомассы.

Как сделать генератор углекислого газа?

Существуют различные методы получения CO2. В наиболее общем виде, их можно разделить на химический и биологический. Нередко аквариумист приобретает баллонную систему и не утруждает себя созданием генератора.

1. В реакторах химического синтеза для получения углекислого газа на твердые вещества воздействуют растворами кислот и щелочей.

Наиболее популярны следующие компоненты и реакции:
CaCO3 (мел, известняк) + CH3COOH (уксусная кислота) => (CH3COO)2Ca + CO2 + H2O
Скорость реакции зависит от концентрации карбоната кальция в меле или известняке, плотности и пористости минерала.
NaHCO3 (сода) + CH3COOH (уксусная кислота) => CH3COONa + CO2 + H2O
NaHCO3 (сода) + HOOC-CH2-(OH-)C(-COOH)-CH2-COOH (лимонная кислота) => NaOOC-CH2-(OH-)C(-COONa)-CH2-COONa + CO2 + H2O

В редких случаях используют неорганические кислоты (HCl, H2SO4, HNO3).
Среди химических генераторов, нашедших применение в аквариумном растениеводстве, можно выделить гейзеры и модификации аппарата Киппа [1].

Гейзеры представляют собой генераторы на сухих порошках. Кристаллическая лимонная кислота и сода заранее смешаны, а реакция инициируется парами или по капельным добавлением воды [2].

Первые гейзеры состояли из небольшого пузырька из под лекарств и крышки, в которую герметично вставлялся распылитель. Выделяя 1-2 пузырька в секунду, они полностью погружались под воду и могли работать до 8-10 часов без перезарядки. Собственно, название «гейзер» дано за схожесть пузырящего генератора с подводным холмистым гейзером.

Позднее, конструкцию дорабатывали, а название «гейзер» закрепилось за всеми подводными генераторами. Их преимуществом является относительная стабильность при начальной стабильной влажности. Производительность гейзеров зависит от начального объема загрузки, однако на продолжительность работы это не повлияет.

Улучшенные версии имеют увлажненный материал на дне, а за ним следует слой реагента. Таким образом, вода поступает под смесь и в процессе реакции размывает непроницаемую корку, которая имеет тенденцию образовываться на поверхности реагентов.

Модификации аппарата Киппа в качестве генераторов со2

— состоят из серии емкостей, расположенных вне аквариума. К ним относятся, в частности, генераторы, лимитированные давлением [«Юрия-TPV», 3]. Эти аппараты включают две пластиковые бутылки с разведенными реагентами и трубки с клапанами. Начало реакции инициируется сдавливанием бутылки с кислотой (100 мл воды/50 г лимонной кислоты), при этом кислота начинает перетекать в емкость с содой (100 мл воды/60 г пищевой соды). Интенсивное газообразование приводит к возрастанию давления в системе. Когда давление в двух емкостях выравнивается, поступление кислоты прекращается. Клапаны генератора располагаются таким образом, чтобы при падении давления в бутылке с раствором соды возобновилось поступление кислоты. В свою очередь, утечка углекислого газа в аквариум опосредует это падение.

Тонкая регулировка потока CO2 осуществляется на выходе к счетчику капель. При 12 часовом режиме работы 1-2 пузырька в секунду одной заправки хватает на 2-3 недели.

Сложности создания герметичной системы новичками привели к возникновению генератора без клапанов. Он функционирует на том же принципе с отрицательной обратной связью, когда снижение давления в емкости с содой и возникающее разряжение, нагнетают разбавленную лимонную кислоту из второй бутылки. В этом исполнении сода может быть сухой.

Фото химических генераторов углекислого газа [3]
Фото химических генераторов углекислого газа [3]. Слева — с клапанами, а справа — без них. Емкость с содой (1), емкость с раствором кислоты (2), клапаны (3,4), регулировка потока перед капельной камерой (5), стаканчики с сухой содой и продуктами реакции (6)
Фото биологического генератора углекислого газа
Фото биологического генератора углекислого газа [4]. Емкости с брагой (1), клапана (2), емкость очистки газа (3)
 

Системы со2 с биологическим генератором

— включают культуру дрожжей и субстрат для сбраживания. Они состоят из емкости реактора и емкости для очистки углекислого газа. В 2 литровый реактор помещается 2 стакана сахара, 1 чайная ложка пищевой соды и 0.5 чайной ложки дрожжей. От его верхней части во вторую емкость тянется трубка и своим концом погружается под воду.

Обычно образование пузырьков начинается через 12 часов. Если они отсутствуют, нарушена герметичность системы, либо дрожжи испортились. Данный генератор работает без перезаправки до 14 дней. Одной бутылки реактора хватает на 50 литровый растительный аквариум.

Некоторые аквариумисты убивают двух зайцев, когда в качестве реактора подключают емкость с сахарной брагой. Таким образом, выделяющийся в ходе спиртового брожения углекислый газ, используется растениями, а «конечный продукт» реакции — самим самогонщиком.

Система со2 с баллонами

В больших аквариумах (от 300 литров) имеет смысл приобрести систему со сжиженным газом. Она состоит из баллона с углекислотой, редуктора, двух манометров, игольчатого и соленоидного клапана, и позволяет несколько месяцев снабжать растения газом. Один из манометров и редуктор служат для контроля и регулировки давления в баллоне, а второй манометр, игольчатый и соленоидный клапана – для контроля и тонкой регулировки поступающего в аквариум углекислого газа. Иногда система имеет камеру для подсчета пузырьков выходящего CO2. Её лучше наполнить маслом, потому что вода быстро испаряется.

Чем распылять CO2 в аквариуме?

Проточный CO2 инжектор
Проточный CO2 инжектор [5]

Углекислый газ можно распылять керамическими/стеклянными, ивовыми, березовыми диффузорами. Керамо-стеклянный диффузор состоит из пористого керамического диска и стеклянного каркаса. При выборе необходимо стремиться сделать пузырьки как можно мельче, потому что это увеличит контакт жидкости с газом и, следовательно, эффективность растворения CO2.

Проточный инжектор CO2
Подачу углекислого газа удобно проводить через проточный инжектор. Он устанавливается на возвратную линию от внешнего фильтра. Инжектор состоит из цилиндрической трубки с двумя концевыми патрубками для подключения шлангов и разъема для подачи CO2. Иногда в трубку помещают наполнитель, но это необязательно. Инжектор должен располагаться вертикально, таким образом, чтобы поток пузырьков газа двигался против движения воды. Это обеспечивает практически 100% растворение углекислоты.

Пузырьковая лестница
Иногда вместо распылителя в аквариум устанавливают, так называемую, лестницу для пузырьков. Она включает серию камер, заключенных в пластмассовый корпус. Пузырьки углекислого газа подаются в нижнюю часть лестницы и постепенно перемещаются по ступенькам. Таким образом, возрастает время их контакта с водой.

Сколько подавать углекислого газа для моего аквариума?

Потребности в CO2 определяют следующим образом. Подача углекислого газа всегда приводит к снижению pH воды, поэтому, зная буферные свойства воды и pH, можно рассчитать необходимую концентрацию CO2. Буферные свойства воды зависят от её карбонатной жесткости (KH). Обычно требуется 20-40 мг/л углекислого газа. По следующей таблице можно рассчитать необходимую концентрацию CO2 [4]:

pH

KH

6.0

6.1

6.2

6.3

6.4

6.5

6.6

6.7

6.8

6.9

7.0

7.1

7.2

7.3

7.4

7.5

7.6

7.7

7.8

7.9

8.0

1

30

24

19

16

12

10

8

6

5

4

3

3

2

2

2

1

1

1

1

1

1

2

60

48

38

31

24

19

16

12

10

8

6

5

4

4

3

2

2

2

1

1

1

3

90

72

57

46

36

29

23

18

15

12

9

8

6

5

4

3

3

2

2

2

1

4

120

96

76

61

48

38

31

24

20

16

12

10

8

7

5

4

4

3

2

2

2

5

150

120

95

76

60

48

38

30

24

19

15

12

10

8

6

5

4

3

3

2

2

6

180

143

114

91

72

57

46

36

29

23

18

15

12

10

8

6

5

4

3

3

2

7

210

167

133

106

84

67

53

42

34

27

21

17

14

11

9

7

6

5

4

3

3

8

240

191

152

121

96

76

61

48

39

31

24

20

16

13

10

8

7

5

4

4

3

9

270

215

171

136

108

86

68

54

43

34

27

22

18

14

11

9

7

6

5

4

3

10

300

239

190

151

120

95

76

60

48

38

30

24

19

16

12

10

8

6

5

4

4

11

330

263

209

166

132

105

83

66

53

42

33

27

21

17

14

11

9

7

6

5

4

12

360

286

228

181

144

114

91

72

58

46

36

29

23

19

15

12

10

8

6

5

4

13

390

310

247

196

156

124

98

78

62

50

39

31

25

20

16

13

10

8

7

5

4

14

420

334

266

211

168

133

106

84

67

53

42

34

27

22

17

14

11

9

7

6

5

15

450

358

284

226

180

143

114

90

72

57

45

36

29

23

18

15

12

9

8

6

5

16

480

382

303

241

192

152

121

96

77

61

48

39

31

25

20

16

13

10

8

7

5

17

510

406

322

256

204

162

129

102

81

65

51

41

33

26

21

17

13

11

9

7

6

18

540

429

341

271

215

171

136

108

86

68

54

43

35

28

22

18

14

11

9

7

6

19

570

453

360

286

227

181

144

114

91

72

57

46

36

29

23

19

15

12

10

8

6

20

600

477

379

301

239

190

151

120

96

76

60

48

38

31

24

19

16

12

10

8

7

——
1. www.ntpo.com/sekrety-tehnologiy/domashnemu-masteru/7398-samodelnyj-apparat-kipa-podacha-so2-v-akvarium.html
2. www.forum.aquastatus.ru/viewtopic.php?p=166241#p166241
3. http://www.forum.aquastatus.ru/viewtopic.php?f=33&t=8343#p159704
4. http://www.aquariumadvice.com/beginners-guide-to-co2-injection-in-the-planted-tank/
5. http://www.plantedtank.net/forums/showthread.php?t=100619


Статья проверена 1 читателем (07.06.2016)


Реакция постоянных читателей:

Заметил ошибку, тык*:

 Orphus

Комментарии Вконтакте:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *