Принцип действия денитрифицирующего фильтра очень прост: внутри него устанавливается крайне бедная кислородом (анаэробная) среда, в которой живут специальные бактерии. Им как раз кислород необходим для собственного обмена веществ. И поскольку в анаэробной среде кислорода в растворенном виде нет, они заимствуют его из нитратов. Другими словами, денитрифицирующие бактерии перерабатывают нитраты в азот, а высвободившийся в ходе этого процесса кислород используют для собственного дыхания.
Эту реакцию могут проводить многочисленные виды бактерий, среди них: Pseudomonas denitrificans, Pseudomonas aeruginosa, Paracoccus denitrificans или Bacillus licheniformis.
Главное условие для работы такого фильтра — слабый проток воды. В зависимости от величины, объема и типа фильтра проток воды может составлять от нескольких литров до 30 литров в час. Такая скорость необходима, чтобы гарантировать установление анаэробной среды, поскольку при сильном течении в него будет попадать много кислорода. В фильтре существует внутренняя циркуляция, способствующая равномерному распространению анаэробной среды. Большинство бактерий, участвующих в этом процессе, гетеротрофы. Это означает, что они потребляют органические питательные вещества в форме соединений углерода. Раньше в денитрифицирующие фильтры углероды регулярно добавляли в форме лактозы (молочный сахар). Сегодня в качестве корма всё чаще используются так называемые «Deniballs», шарики-наполнители для фильтра, состоящие из производного масляной кислоты. Одновременно они являются и местом для поселения бактерий, и источником углеродов. Если использовать «Deniballs» как субстрат, то отпадает необходимость кормить бактерий лактозой. Нужно лишь периодически заменять наполнитель. Модификацией денитрифицирующего фильтра является так называемый водочный фильтр (Sebralla, 2000, Brockmann, 2007). Его единственное отличие - в источнике питательных веществ для бактерий. Если в традиционных фильтрах это либо лактоза, либо «Deniballs», то в этом случае речь идёт об алкоголе (этанол С2Н5ОН), который добавляется в фильтр виде водки. Этанол — это наиболее легко расщепляемое бактериями вещество.
Теоретически вместо водки можно использовать самый простой алкоголь - метанол. Однако поскольку он ядовитый, от него лучше отказаться. Другая альтернатива — чистый этанол (который, впрочем, стоит очень дорого). В этом случае необходимо быть особенно внимательным: не покупайте денатурированный этанол. В денатурированном спирте содержатся токсичные для человека субстанции. Такие вещества никоим образом не должны попасть в аквариум!
Правильная настройка водочного фильтра — достаточно хлопотное дело. Sebralla (2000) рекомендует после заражения соответствующей культурой бактерий пропускать через каждый литр фильтрующего материала - в нашем случае это «Siporax» — 0,5 литра аквариумной воды в час. Начальная дозировка водки на объём фильтрующего материала до 6 литров должна составлять 1 миллиграмм. В дальнейшем, по мнению автора, нужно повышать дозу водки, распределив её минимум на две порции в течение дня, чтобы отфильтрованная вода как можно дольше оставалась свободной от нитратов.
За счёт деятельности бактерий в водочном фильтре концентрация нитратов в аквариумной воде будет медленно понижаться. Поэтому количество вливаемой водки тоже сократится. Следует регулярно тестировать воду на нитраты, чтобы определить минимальную дозировку водки, при которой поступающая из фильтра вода будет практически свободна от нитратов. В долгосрочной перспективе очень трудно обойтись без постоянных измерений концентрации нитратов, поскольку параметры воды перманентно меняются. Таким образом, дополнительная регулировка водочного фильтра станет неизбежной. Использование водочного фильтра потребует от аквариумиста повышенного внимания. Так как на начальной фазе денитрифицирующие бактерии ещё не начали нормально работать, на выходе в воде может наблюдаться небольшое повышение уровня нитрита. Здесь нужно следить за тем, чтобы в аквариуме не накопилось чрезмерное и опасное для рыб количество этого вредного соединения. Кроме того, водка не должна попадать непосредственно в аквариум, ибо это может привести к интенсивному размножению бактерий и, следовательно, к помутнению воды. К тому же бактериям понадобится много кислорода, что в случае с их огромной популяцией может вызвать его дефицит. Водочные фильтры требуют определенного ухода: регулярной замене подлежит часть субстрата (фильтрующего материала).
Денитрифицирующие фильтры: о главном — коротко
Функция: расщепление неорганического нитрата до азота.
Сфера применения: все типы аквариумов при сильной загрязнённости нитратами.
Регулярные профилактические работы (в зависимости от типа фильтра):
- регулярное добавление источника углеводов (лактозы) по рекомендациям производителя или добавление водки два раза в день, или регулярная замена шариков «Deniballs».
- регулярное определение концентрации нитратов в аквариумной воде для расчёта необходимой дозы питательных веществ для бактерий.
Что делать, если уровень нитратов в аквариуме не снижается?
- Определите концентрацию нитратов в воде на выходе фильтра для контроля его эффективности.
- В случае необходимости измените скорость протока воды через фильтр.
- В случае необходимости оптимизируйте кормление бактерий углеводами.
Что делать, если а воде на выходе денитрифицирующего фильтра повышается концентрация нитритов? Обычно это происходит на фазе запуска фильтра.
Но даже если высокая концентрация нитритов регистрируется, это не должно служить поводом для беспокойства: от такого количества нитритов их уровень в аквариуме не достигнет опасных пределов. В этой ситуации следует проверить параметры настройки денитрифицирующего фильтра и в случае необходимости подкорректировать их.