Umkehrosmose in einem Aquarium

Eine Umkehrosmoseanlage (RO) ist ein unverzichtbarer Bestandteil jedes Salzwasseraquariumsystems. Andernfalls funktionieren sie ohne eine solche nicht sehr gut.

RO-Systeme sind auch für Süßwasser wichtigAquarien auch, besonders wenn es sich um große Tanks handelt. Ein gutes RO-System hilft dabei, die richtige Wasserchemie und den richtigen pH-Wert aufrechtzuerhalten und stellt den korrekten osmotischen Druck für die Fische her (dieser letzte Grund ist, warum Sie Salzwasserfische nicht in einen Süßwassertank geben können: Ihre Zellen boomen).

Hier überprüfen wir die Wasserqualität, die Sie könnenErwarten Sie von einem RO-System, was genau für Ihren Tank, seine Komponenten und wie Sie ihn richtig in Betrieb nehmen und innerhalb der Funktionsparameter halten können.

Was ist Umkehrosmose (RO)?

Ein RO-System ist ein Wasseraufbereitungssystem, dasübt Druck auf eine semipermeable Membran (wie ein mikroskopisches Sieb) aus, durch die gelöste Stoffe aufgrund der Größenbeschränkung oder des geladenen Zustands selektiv hindurchtreten können, wodurch sie aus dem Produktwasser entfernt werden. Ein gelöster Stoff ist alles, was frei in Wasser gelöst ist, das das Lösungsmittel ist.

Natürliche Wasserquellen enthalten verschiedeneMetallionen, Nichtmetallionen und einige mehratomige Ionen. Ein Ion ist der Zustand eines Atoms oder Moleküls (eine Anordnung gleicher oder unterschiedlicher Atome), der eine Ladung annimmt.

Dies geschieht entweder durch Addition oder Verlustvon Elektronen zur Elektronenwolke des Atoms oder Moleküls. Elektronen sind die negativ geladenen Grundteilchen, die um den Kern eines Atoms Orbitale bilden.

Elektronen werden auch zwischen Atomen in geteiltMoleküle und können hybride (verschmolzene) Versionen von Atomorbitalen bilden. In der Realität gibt es keine echte Addition eines Elektronenteilchens an die Wolke, weshalb es als "Wolke" bezeichnet wird.

Was tatsächlich passiert, ist eine Übertragung oder ein Verlust vonEnergie für die Wolke und echte Elektronen existieren erst dann, wenn sie gemessen (beobachtet) werden. Dies ist Teil eines Theorems, das als Teilchen-Wellen-Dualität bezeichnet wird und bei dem fundamentale Teilchen wie beispielsweise Elektronen oder Photonen entweder wellenartige Eigenschaften oder teilchenartige Verhaltensweisen aufweisen können, jedoch nicht beide gleichzeitig.

Was sind die Teile eines RO-Systems?

RO-Systeme bestehen aus mehreren Teilen, dieArbeiten Sie zusammen, um eine höhere Wasserqualität zu erzielen, indem Sie selektiv Ionen aus dem Produktwasser entfernen. Dies ist sehr wichtig, um sowohl eine günstige chemische Umgebung für Ihren Fisch als auch eine osmotische Umgebung zu schaffen (mehr dazu weiter unten).

Membran

Die Membran des RO-Systems, die teilweise istdurchlässig (semipermeabel) ist das Herzstück des gesamten Systems. Es ist eine Art mikromolekulares Sieb, das Wasser durchlässt und selektiv einige gelöste Stoffe durchlässt. Diejenigen gelösten Stoffe, die die Membran passieren können, tun dies, weil sie entweder klein genug sind, damit die Öffnungen innerhalb der Membran sie durchqueren können, oder weil sie eine Ladung haben, die es ihnen ermöglicht, durch die Membran zu wandern.

Andere höher geladene Ionen (wie zweiwertige Ionen,die zwei zusätzliche oder zwei weniger Ladungen haben) dürfen nicht passieren, es sei denn, die Membran ist beschädigt. Daher haben Membranen eine Lebensdauer und müssen regelmäßig ausgetauscht werden, wenn es zu Verstößen kommt oder wenn der Grad der eingeschränkten Bindung gelöster Stoffe an die Membran den freien Durchgang von Wasser und gelösten Stoffen erheblich verringert.

In einigen RO-Systemen, die für die Aufnahme gebaut sindBei größeren Wasserfiltrationsvolumina werden mehrere Membranschichten verwendet. Unter allen Verbrauchskomponenten eines RO-Systems ist die Membran typischerweise das teuerste Teil.

Vorfiltersysteme

Da RO-Membranen etwas teuer sein können,Der Schutz vor dem Herausfiltern hoher Konzentrationen gelöster Stoffe aus dem Produktwasser kann durch die Verwendung eines Vorfiltersystems beeinträchtigt werden. Vorfilter können rohe Partikel und gelöste Stoffe entfernen, die typischerweise in harten Wasserquellen vorkommen.

Diese Vorfiltersysteme sind vorgeschaltetDie Haupt-RO-Membrankartusche besteht aus mehreren Typen, die häufig in Kombination verwendet werden, um ziemlich sauberes Vormembranwasser zu erzeugen. Eine übliche Vorfilterkomponente ist eine Aktivkohlesäule.

Aktivkohle hat zahlreiche Bindungsstellen anseine Oberfläche absorbiert eine Vielzahl von Chemikalien und gelösten Ionen in Wasser. Wenn das Quellwasser eine große Menge an Partikeln enthält, sind Sandfilter häufig das Gerät der Wahl, um Partikel zu entfernen, bevor Wasser in die Aktivkohlepatrone eingespeist wird.

Eine weitere beliebte Vorfilteroption, die geworden istSeit seiner Einführung sind spezielle Polypropylenzylinder weit verbreitet, die beim Formen mit Fasern eines Vliespolymers eingespritzt werden. Diese Polypropylensäulen sind im Grunde genommen ein 5-Mikron-Filtersystem, während die meisten RO-Membranen bis zu einem Bereich von 0,0005 Mikron arbeiten (die meisten RO-Systeme für Aquarien verwenden eine 0001-Mikron-RO-Membran).

Druckanzeige

Stellen Sie sicher, dass Sie Ihre nicht versehentlich ausblasenEine schöne, teure RO-Membran ist wichtig und kann durch die Installation eines Manometers sichergestellt werden. Mit dem Messgerät können Sie die Durchflussrate des Systems auf optimale Parameter für die Membran einstellen und wissen, ob Sie das System über- oder unter Druck setzen.

Einige handelsübliche RO-Systeme für kleinere Anwendungen verfügen nicht über ein Manometer. Ein Messgerät kann jedoch problemlos an Ihrem System nachgerüstet werden. Es ist eine Komponente, die wir sehr empfehlen.

Durchflussbegrenzer

Durchflussbegrenzer sind ein großartiger Assistent inRegulierung des Wassers, Optimierung der Systemleistung und Schutz der RO-Membrankartusche vor Beschädigung. Ein Durchflussbegrenzer ist eine Art Rückschlagventil, das den Wasserdurchfluss einschränkt, bis der richtige Innendruck für eine optimale Leistung im RO-System erreicht ist.

Bei Überdruck Durchflussbegrenzerhält den maximalen Innendruck im RO-Membrankartuschenfach aufrecht und ermöglicht die Umleitung von überschüssigem Wasser, um das System zum Abwasserauslass zu umgehen.

Spülungsventil

Spülventile lassen Wasser den Durchfluss umgehenDrossel, damit große Ablagerungen vom Membransystem zurückgespült werden können. Dies verlängert die Lebensdauer Ihrer Membran und verhindert, dass schädliche Materialien auf ihrer Oberfläche eingeschlossen werden.

Die meisten RO-Systeme haben kein Spülventil, diese können jedoch separat erworben und an nahezu jeder Umkehrosmoseanlage nachgerüstet werden.

Produkt Wasser (Output)

Produktwasser ist der erste von zwei Systemausgängenund ist das Hauptziel Ihres RO-Systems: die Produktion von gereinigtem Wasser. Ein gut funktionierendes RO-System ist normalerweise in der Lage, etwa 90% der unerwünschten Komponenten aus dem üblichen Leitungswasser zu entfernen.

Um sicherzustellen, dass Ihr RO-System effizient ist, sollten Sie regelmäßig prüfen, ob das Produktwasser innerhalb der angegebenen Parameter liegt. Dies kann mit wenigen Kits oder Sensoren erfolgen.

Ein TDS-Messgerät (Total Dissolved Solids) oder ein allgemeines MessgerätDas Härtekit (GH) analysiert die Qualität des Produktwassers und zeigt an, ob das System ordnungsgemäß funktioniert. Gelöste Feststoffe in einem gut gewarteten RO-System sollten etwa 10 ppm oder weniger betragen und die allgemeine Härte Ihres Produktwassers sollte genau Null sein.

Abwasser (Output)

Dies ist die zweite Ausgabekomponente eines ROSystem und enthält Wasser mit allen getrennten gelösten Stoffen, die Sie nicht in Ihrem Aquarium wollten. Die typische Abwassermenge enthält höhere Mengen an Nitraten, Phosphaten, Metallen (wie Blei, Quecksilber und Kupfer), Pestiziden und Pestizidabbauprodukten als in normalem Leitungswasser.

Abwasser kann für Zimmerpflanzen verwendet werden, für IhreGarten oder Ihr Gewächshaus, weil Pflanzen gut auf Nitrate und Phosphate reagieren, die Nährstoffe für das Pflanzenwachstum sind. Beachten Sie jedoch, dass Sie dieses Wasser nicht für Lebensmittelpflanzen verwenden möchten, wenn Sie erhöhte Schwermetallkonzentrationen in Ihrem Abwasser haben.

Was ein RO-System für den Tank tut

Kurz gesagt, ein gutes RO-System entfernt lösliche StoffeBestandteile aus Quellwasser, die sich nachteilig auf Wasserpflanzen und Organismen auswirken können. In einigen Fällen kann die Nichtentfernung dieser gelösten Stoffe dazu führen, dass Ihre Tiere vergiftet werden und das Leben in Ihrem Tank zerstört wird.

RO-Systeme können überschüssige Mengen effektiv entfernenvon Chlor, Fluorid, Arsen, Benzol, Calcium, Magnesium, Blei, Quecksilber, Kupfer, Pestiziden und vielen anderen organischen Feststoffen. Die Entfernung dieser gelösten Stoffe ist ideal für die Gesundheit eines jeden Aquariums, ist jedoch ein nicht verhandelbarer Bestandteil eines Salzwasseraquariums.

Es ist wahr, dass einige entfernte Komponenten sindvorteilhaft für Wasserpflanzen (d. h. Nitrate und Phosphate), aber diese Nährstoffkomponenten werden häufig von den Tieren im Tank (Fisch, Schalentiere, Schnecken usw.) im Tankwasser nachgefüllt.

Lassen Sie uns alle chemischen Veränderungen untersuchen, die ein RO-System dem behandelten Wasser auferlegt, und wie sich die Entfernung dieser gelösten Stoffe auf Ihr Aquarium auswirkt.

Wasserhärte

RO-Systeme reduzieren die Wasserhärte durch Entfernen von HochwasserKalzium- und Magnesiumspiegel aus normalem Quellwasser. Diese Elemente können mit vielen biologischen Systemen und auch inerten Materialien reagieren und Verkrustungen hinterlassen, die Calcium und Magnesium zyklisch weiter im Tankwasser wieder auflösen.

Wenn die Wasserhärte nicht kontrolliert wird, kann dies zu Problemen führenDen pH-Wert in Ihrem Tank auszugleichen, ist ein Albtraum. Jedes Mal, wenn Sie den pH-Wert einstellen, führt dies entweder zu einer erhöhten Anreicherung von Kalzium und Magnesium auf vorhandenen Ablagerungen oder zu einer erhöhten Freisetzung von Kalzium- und Magnesiumionen aus diesen Ablagerungen.

Das Ergebnis ist, dass Sie kontinuierlich sein werdenJagen Sie Ihrem Schwanz nach und versuchen Sie, den gewünschten Sollwert für den pH-Wert des Tanks zu erreichen. Über dieses Problem hinaus reagieren einige Fischarten empfindlicher auf erhöhte Kalzium- und Magnesiumwerte, die andere Arten sind.

Tropische Fische aus dem Amazonas-Regenwald, wie zÜberleben Sie als Kaiserfisch und Diskus nicht gut und brüten Sie nicht in hartem Wasser. Im Gegensatz dazu gibt es viele hartwassertolerante Arten wie Guppys, Schwertschwänze, Bogenschützenfische und andere Süßwasserarten.

Dies ist nur ein kurzes Beispiel und Sie sollten es tunIhre Hausaufgaben oder wenden Sie sich an einen Aquariumspezialisten, wenn Sie die Besonderheiten der Umweltanforderungen eines Organismus kennen möchten, den Sie in Ihren Tank füllen möchten. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Kontrolle der Wasserhärte Ihnen ein breiteres Spektrum an Organismen bietet, die Sie in Ihrem Aquarium aufnehmen können.

Nitrate

Nitrate (NR3- -) und auch Nitrite (NO2- -) sind Stickstoff-Sauerstoff-Moleküle, die existieren könnenunabhängig als Ionen oder an größere Moleküle als funktionelle Gruppen gebunden. Sie sind Produkte tierbiologischer Systeme, können aber auch in der Luft durch die Plasmaenergien gebildet werden, die bei Gewittern durch Blitze entstehen.

Bei Tieren sind diese stickstoffhaltigen Verbindungen dieProdukte von Desaminierungsreaktionen, die Schritte im Metabolismus von Aminosäuren sind, die aus dem Verbrauch von Proteinen stammen. Die Transaminierungsreaktionen, die stattfinden, produzieren Ketosäuren, die in den Kreb-Zyklus eintreten und die Zellen mit Energie versorgen können.

Stickstoffhaltige Nebenprodukte dieses Prozesses sind AbfallProdukte und werden beseitigt. Abhängig vom Tier und seinen Wasserproblemen werden stickstoffhaltige Verbindungen in Ammoniak, Urin oder Harnsäure umgewandelt und durch Miktion (Urinieren) und Stuhlgang freigesetzt. In der Umwelt zerlegen nitrifizierende Bakterien diese Abfallprodukte zu Nitraten und Nitriten, die normalerweise von Pflanzen als Nährstoffe verbraucht werden.

Im Quellwasser, wie Leitungswasser, ist das VorhandenseinDiese Chemikalien sind normalerweise anthropogen und das Ergebnis eines übermäßigen Düngemittelverbrauchs und eines landwirtschaftlichen Abflusses in Süßwasserquellen wie Bäche, Flüsse und Seen. In Bezug auf ihre Auswirkungen auf Aquariumsysteme sind Süßwasseraquarien, wenn sie nicht kontrolliert werden, etwas tolerant gegenüber moderaten Nitratwerten (Obergrenze von 40 ppm), während Salzwasseraquarien entschieden überhaupt nicht tolerant sind (Obergrenze von 0,25 ppm).

Da sich Nitrate in Ihrem Tank ansammelnDurch den Abbau von Fischurin und Kot, der aus dem Tankwasser gefiltert werden muss, bietet Ihnen ein niedriger Spielraum bei der Aufrechterhaltung Ihrer Tankchemie, beginnend mit geringen Nitratwerten in Ihrem gefilterten Quellwasser. Neben einem RO-System und der regelmäßigen Reinigung Ihres Tanks können Sie durch Platzieren bestimmter Pflanzen oder Materialien in der Tankumgebung die Nitratwerte kontrollieren.

Lebender Sand und lebendes Gestein, die Nitrifikation enthaltenBakterien, reduziert den Nitratspiegel im Tank. Mangrovenpflanzen sind auch sehr geschickt darin, Nitrate als Wachstumsnährstoffe aufzunehmen und zu verwenden, wodurch eine Ökosystemschleife im Tank entsteht.

Phosphate

Hoher Gehalt an Phosphaten, die eine Pflanze sindNährstoff, kann Algenblüten in Ihren Tanks verursachen. Schließlich wird eine Algenblüte die Sauerstoffspannung im Tankwasser durch Konkurrenz verringern und das Leben im Tank töten.

Bei Salzwassertanks muss der Phosphatgehalt unter 0,2 ppm gehalten werden. Andernfalls zerstören Algen Ihre Korallen und ersticken Ihre Fische und Schalentiere.

Silikate

Silikate kommen im Grundwasser und sogar vorWenn sie aus dem Quellwasser gefiltert werden, lösen sie sich auch von sandigen Substraten in Ihrem Tank. Diese können Laichquellen für das Algenwachstum sein und führen häufig zu Algenblüten aus Kiesalgen (einer Art Braunalge).

Darüber hinaus können Silikate dieVerbreitung von Kieselalgen (von denen einige Arten Algen sind), die auf Korallen grasen. Ein RO-System reduziert den Gesamtdruck der Silikatansammlung auf dem Aquarium.