Как же сделать стабильную подачу CO2 методом брожения без этих неудобств?
Одна из возможностей - распылять CO2¬. Это самый эффективный метод предоставления углекислоты растениям. Другая возможность - при помощи специального реактора типа колокол моей конструкции с клапаном сброса излишков CO2. Главные его преимущества:
- стабильная концентрация CO2 в аквариуме благодаря тому что в колоколе всегда 100% CO2 без примеси кислорода и других газов;
- исключает образование пленки углекислоты на поверхности воды;
- сброс газа происходит бесшумно;
- клапан сброса излишка CO2 никогда не засоряется.
Достигается это при помощи внутренней трубки, которая сбрасывает излишки CO2 из объема реактора таким образом, что газ контактирует с поверхностью воды ТОЛЬКО внутри трубки, то есть эта пленка углекислоты образуется только на поверхности воды которая находится внутри, не растекаясь по всему аквариуму. Если сделать обычный реактор типа колокол¬ сбрасывающий CO2 просто через нижний край реактора, пленка из CO2 покроет всю поверхность воды за несколько часов. По пузырькам углекислого газа выходящим из иглы контролируется достаточно ли бродилка подает CO2.
Минимальное количество пузырьков CO2, поступающих в реактор определяется так же, как и для баллонных систем подачи CO2: - мин.1 пузырек в минуту на каждые 10л воды в аквариуме при kHmin = 4. Если kH намного выше то по формуле: (kH Х объем воды в аквариуме) / 30. Когда подача газа станет меньше - сменить закваску в бродилке на новую. Очень удобно.
Система подачи CO2 бродилка + этот реактор при стоимости всего $12 даже удобнее чем баллонная¬, поскольку вообще не требует настройки и контроля, а передозировка углекислоты полностью исключена. Нужно только менять закваску в бродилке раз в 3-4 недели. Это совсем не обременительно, если вы сделали бродилку из садового опрыскивателя¬ с широким горлом. Новая закваска начнет давать CO2 уже через 30-45 мин.
Реактор колокол можно поставить и в сампе¬, но тогда при расчете площади реактора по Adriaan Briene¬ нужно прибавить площадь поверхности воды в нем. Впрочем, об этом есть отдельный раздел¬.
Подача CO2 методом распыления¬ дает наилучший результат, но это более хлопотно: вам придется установить две бродилки, чаще менять растворы, и установить Hydor ARIO/Hydor CO2 Turbo Diffuser¬ или конструкции Tom Barr¬. Распыление газа может давать чуть лучшее состояние растений, но и с колоколом можно получить очень хорошие результаты. Размеры аквариума и видовой состав растений роли не играют - нужно всего лишь правильно рассчитать площадь реактора и объем бродилки.
Изготовление реактора.
Основную часть реактора можно сделать из прозрачных емкостей для сыпучих продуктов или поилок для птиц подходящего размера, корпуса эрлифтного фильтра "Atman Air Operated Filter A01", емкости для сливочного масла и т.п. Емкость должна быть из жесткого пластика (полистирол, PS), полипропилен (PP) мягкий и ничем не склеивается. Верхняя трубка делается из самой маленькой поилки для птиц Ø28мм (Trixie 35ml Art.-Nr. 5410). Диаметр трубки сброса газа должен быть не менее 15мм - при меньшем диаметре вода выплескивается, и ее плохо чистить от налёта. Отрежьте основную емкость по высоте до 40-55мм, вырежьте круглое отверстие под верхнюю трубку и вклейте ее так, чтобы она вошла внутрь колокола на 3,5см. Просверлить отверстие под штуцер шланга подачи CO2. Им служит соединитель для компрессорных шлангов 5мм. Вклейте штуцер, затем иглу от одноразового шприца на 20мл (предварительно затупив на точильном камне). Приклейте крепление присосок. Сделать отверстие 1-1,5мм сверху трубки выброса CO2. Такое маленькое отверстие - главный секрет тишины этого реактора: при большем отверстии пузырь газа выходит быстро с громким всплеском, а вода выплескивается наружу трубки образуя пленку углекислоты - весь эффект реактора будет перечеркнут! Склеивайте все детали СуперКлеем (любой клей на основе цианоакрилата - SuperGlue, СуперМомент и т.п.), берите густой клей (''Гель''). Из фильтра Atman A01 получается реактор для аквариума 150л. Установите реактор так, чтобы верхняя трубка была выше уровня воды в аквариуме на 2см.
Иглу в реакторе можно и не делать, заменив ее внешним счетчиком пузырьков, но это не так удобно - для контроля подачи CO2 приходится заглядывать сбоку аквариума или в тумбу. Простейший счетчик пузырьков легко сделать из одноразового шприца на 5мл: нагрейте в кипятке нижние 2см шприца, и вставьте обратный клапан для компрессора.
Через обратный клапан для компрессора присоедините шланг подачи CO2 от бродилки.
Реактор должен стоять в месте где почти нет движения воды, иначе будет передозировка CO2!
Реактор будет всегда заполнен газом, что дает стабильную концентрацию CO2 и pH в аквариуме.
Если на поверхности воды все-таки образуется пленка углекислоты значит CO2 начал выходить через край, а не через внутреннюю трубку. Причиной может быть перекос реактора, или отверстие вверху трубки сброса газа слишком большое (>>1.5мм).
Прим.: пленка на поверхности воды может быть и бактериального¬ происхождения!
Проверьте¬ концентрацию CO2 по pH и kH после 24-48ч подачи углекислого газа: если CO2 и pH не оптимальны - замените реактор на другой, изменив его площадь в большую/меньшую сторону.
Для больших аквариумов можно сделать реактор большой площади, а если концентрация CO2 будет слишком высокой - уменьшить площадь контакта газа с водой пенопластовыми вкладышами¬.
Трубку сброса газа можно сделать и из прямоугольной поилки для птиц. Можно и с "серповидной" - у нее одна сторона плоская, так что ее можно приклеить не сверху, а сбоку, не вырезая отверстие сверху коробочки. Крепление реактора можно сделать приклеив к нему магнитный скребок. Это намного лучше присосок - сделать значительно проще, конструкция надежнее, не будет перекосов. Скребок покупайте не плавающий - они значительно дешевле и намного компактнее. Скорее всего это будет скребок KW® Dophin Magnetic Cleaner. Для аквариума 60-90см размер S, для больших - размер M. Для очень больших реакторов ставьте два магнита и располагайте их вертикально.
Скребок достаточно прочно держится, но легко сползает по стеклу. Чтобы такого не происходило нужно увеличить сцепление скребка со стеклом сделав "тормозные колодки" из силикона: срежьте тканевые подушечки, зашкурьте поверхность, с обеих сторон приклейте на стекло скотч (потом удалите его), и намазав тонким слоем силикона установите на него скребок. Можете на силиконе сделать прорези шириной 1мм параллельно поверхности воды - сцепление будет еще сильнее.
^
Подача CO2 раз в сутки.
Второй вариант подачи CO2 методом брожения - вводить углекислый газ раз в день в реактор типа колокол большого объема. Это прозрачная емкость Ø50-70мм и высотой ~120мм, которая крепится у поверхности воды на присоске дном вверх, так чтобы ее дно на 1 см было погружено воду, образуя замкнутый объем под водой. В этот объем раз в сутки вводится CO2 из бродилки или баллона. Газ в течение дня медленно растворяется в воде абсолютно без потерь. Емкость должна быть жесткой, из полистирола (PS). Подберите ее диаметр по требуемой площади реактора. Хороший вариант - большая поилка для птиц (Ferplast FPI 4562). Снимите нижнюю часть поилки, приклейте две присоски, вклейте штуцер 5мм, сделайте отверстие Ø1,5-2мм в 2см от нижней кромки емкости - и реактор готов!
C таким реактором на поверхности воды тоже не образуется слой из двуокиси углерода CO2, а генерация CO2 продолжается немного дольше чем при непрерывной подаче газа - до 4 недель.
Размещать реактор следует в местах с умеренным движением воды для улучшения его эффективности. Работает устройство даже в очень жесткой воде с кН до 10 градусов.
Takashi Amano говорит что в небольшом аквариуме с медленно растущими тенелюбивыми растениями с большой листовой пластиной в такой реактор достаточно вводить CO2 один раз в сутки.
Этот реактор можно использовать и для непрерывной подачи CO2 от бродилки, но он довольно громоздкий и занимает много места в аквариуме: лучше все-таки поставить реактор конструкции naman¬.
^
Расчет площади реактора типа колокол.
Формула Паффрата.
Еще в 1978 году в немецком журнале по аквариумистике DATZ была опубликована статья Паффрата (Paffrath) о подаче CO2 методом брожения и расчете площади реактора типа колокол. Вот эта таблица.
Площадь реактора типа "колокол" на 100л воды
по Паффрату (Paffrath) . |
KH воды | площадь реактора, кв.см. |
до 10kH | 30 кв. см |
11 | 50 |
12 | 70 |
13 | 90 |
14 | 110 |
15 | 130 |
16 | 150 |
DATZ (Germany), 1978, by Mr. Paffrath. |
То есть, при kH<=10 площадь контакта газа с водой должна быть 30 кв.см. на каждые 100л объёма аквариума по наружным габаритам. Если кН выше 10, то на каждый градус добавляют 20 кв.см контактной поверхности на каждые 100л объема. Это даст концентрацию СO2=10-20мг/л без опасности передозировки, а pH всегда будет в оптимальных пределах 6,8-7,2.
Есть и другая формула расчета по Adriaan Briene (CO2, De diffusor), когда площадь реактора рассчитывается исходя из требуемой концентрации CO2 и с учетом площади поверхности воды аквариума через которую он выветривается: S реактора = (треб. конц. CO2 х длина х ширина аквариума в см) / 1500.
ВНИМАНИЕ! Так как подача CO2 понижает pH и kH, задавать требуемую концентрацию углекислого газа в аквариуме при расчете площади реактора по Adriaan Briene нужно с учетом исходного kH воды, иначе может сильно понизиться pH. Кроме того, вода всегда имеет определенную концентрацию CO2 уже до подачи в аквариум, и она тем выше, чем ниже kH воды. Принимайте требуемую концентрацию CO2 по Таблице¬ так: значение CO2 при pH=6.8 при kH на одну-две единицы меньше чем kH воды ДО подачи CO2, но не более CO2=30мг/л! В этом случае pH всегда будет в пределах нормы 7.2-6.8.
Средним для мягкой воды с kH=4-7° можно принять CO2=25мг/л, для более жесткой воды - 30мг/л.
Если вы используете бродилку с распылением и отключением подачи CO2 на ночь¬, можно подавать гораздо больше 30мг/л в период фотосинтеза растений. В этом случае площадь реактора нужно существенно увеличить. Рассчитайте его площадь по Adriaan Briene на 45мг/л.
^
Формула Adriaan Briene.
Эта формула расчета площади реактора-колокола основана на скорости диффузии газа в воду и темпов выветривания CO2 из воды в окружающий воздух, зависящего от площади поверхности воды аквариума и температуры воды и воздуха. Температура воды принята 25 градусов Цельсия. (from: CO2, De diffusor)
Площадь реактора, кв. см = Bакв. х Lакв. х (0,5мг/л - Треб.мг/л) / (0,5мг/л - 1500мг/л), где:
Треб. мг/л - требуемая концентрация CO2 в аквариуме; 0,5мг/л предельно минимальная концентрация CO2 в воде поступающего из атмосферы; 1500мг/л - предельно возможная концентрация CO2 в воде, размеры аквариума брать в см. Выражение (0,5-1500) заменено на 1500, а 0,5-25 на Треб., так как практически не влияет на результат). Итак формула площади диффузионного реактора CO2 типа "колокол" при t воды=25C:
Площадь реактора, кв. см = ((Bакв. х Lакв., в см) х CO2 треб.) / 1500мг/л.
Обратная формула: Получаемая конц. CO2 = Sреактора / B / L х 1500.
Если реактор полностью погрузить под воду, то его площадь нужно увеличить, но это в расчет не берется, так как это дает увеличение площади реактора-колокола всего на 1,5%.
Здесь нужно пояснить, почему по формуле Adriaan Briene расчет ведется от площади поверхности воды аквариума и требуемой концентрации, а не от объема воды который нужно насытить CO2. Предполагаю что расчет верный: после того как вода насытится до нужной концентрации CO2 (~12-24ч) через поверхность воды аквариума выветривается очень большое количество CO2, возможно даже больше чем потребляется растениями. Т.е. площадь реактора действительно в основном зависит от площади поверхности воды И требуемой концентрации CO2. Автор приводит результаты опытов подтверждающие это - если построить график зависимости площади ректора от площади поверхности воды аквариума и требуемой концентрации CO2 в воде, видно что зависимость будет прямо пропорциональной.
Если вода в аквариуме очень мягкая (KH=1-5°), формула становится еще проще - площадь реактора должна быть 2% (0.02) от площади поверхности воды аквариума в см2.
Выбор целевой концентрации CO2 при расчете
площади CO2-реактора по Adriaan Briene в зависимости от kH воды*. |
| kH воды до подачи CO2 | Требуемая конц. CO2 | ожидаемый диапазон CO2
вечером-утром, мг/л |
kH 4° | 20 | 8-25 |
kH 5° | 24 | 10-24 |
kH 6° | 28 | 10-28 |
kH 7° | 30 | 8-30 |
kH 8° | 30 | 10-30 |
kH 9° | 30 | 10-30 |
* БЕЗ отключения подачи CO2 на ночь и pH не ниже 6.6 (подробнее ¬) |
Площади CO2-реактора типа "колокол" для аквариумов ADA и Juwel для непрерывной подачи CO2 методом брожения. |
Размеры аквариума* | Vакв. по нар. габ., л | Живой объем аквариума, л | Площадь S** реактора, кв. см | Номер*** реактора |
Для аквариумов ADA (Japan)*. |
| 31 x 18 x 24H | 13 | 10 | 15 см2 | №1 mini |
| 36 x 22 x 26H | 20 | 16 | 15 см2 | №1 mini |
| 45 x 24 x 30H | 31 | 25 | 25 см2 | №2 mini |
| 45 x 45 x 45H | 90 | 71 | 40 см2 | №1 |
| 55 x 55 x 55H | 165 | 125 | 70 см2 | №2 |
|
| 60 x 30 x 36H | 64 | 48 | 40 см2 | №1 |
| 60 x 30 x 45H | 80 | 60 |
| 75 x 45 x 60H | 200 | 150 | 70 см2 | №2 |
| 90 x 45 x 45H | 180 | 135 | 82 см2 | №3 |
| 90 x 45 x 60H | 240 | 180 |
| 120 x 45 x 45H | 240 | 180 | 110 см2 |
№4
|
| 120 x 45 x 60H | 320 | 240 |
| 180 x 60 x 60H | 640 | 480 | 2x110 cm2 | №4 x 2 |
| 180 x 120 x 60H | 1296 | 1000 | 435 cm2 | |
| 350 x 70 x 70H | 1715 | 1300 | 490 cm2 | |
Для аквариумов Juwel RIO (Germany). |
| 80 x 40 x 45H | 140л | 110л | 70 см2 | №2 |
| 100 x 40 x 45H | 180л | 135л | 82 см2 | №3 |
| 120 x 40 x 45H | 220л | 160л | 110 см2 | №4 |
| 120 x 50 x 55H | 330л | 250л | 110 см2 | №4 |
| 150 x 50 x 60H | 450л | 340л | 2x70 см2 | №2 x 2 |
| 180 x 60 x 60H | 650л | 500л | 2x110 см2 | №4 x 2 |
* размеры даны по каталогу аквариумов ADA
** По формуле Adriaan Briene на CO2 = 30 мг/л с водой KH=5 (даст pH~6.8).
Приведено усредненное значение для унификации размеров реакторов.
Без учета увеличения площади реактора для подачи с отключением на ночь¬
(в этом случае используйте реактор рассчитанный на 45мг/л).
*** Условный номер реактора унифицированных размеров. |
Автор говорит что на практике нужно увеличивать площадь ректора на 25%, наверное по причине диффузии других газов (не CO2, а азота, кислорода и пр.) из аквариумной воды в реактор, но этим можно пренебречь если использовать реактор конструкции naman¬ который постоянно сбрасывает излишки газа в окружающий воздух, то есть CO2 в колоколе постоянно обновляется, и в нем всегда 100% CO2.
Преимущества формулы Adriaan Briene:
- вы можете рассчитать площадь реактора на нужную вам концентрациюCO2, а по Паффрату получается некое усредненное значение (пересчитав по Adriaan Briene получим ~15-20мг/л);
- подходит для аквариумов любых пропорций (куб, колонна, труба...): формула Паффрата работает неплохо, так как аквариумы в основном имеют стандартную форму и соотношение площадь поверхности воды/объем воды, но это даст неверную площадь реактора для аквариумов необычных пропорций или очень маленьких (1-30л).
Лично я пользуюсь формулой Adriaan Briene без добавки 25% т.к. использую свой реактор¬. В аквариуме 100х40х45см площадь реактора: (100см х 40см х 30мг/л) / 1500 = 80 см2.
Разумеется нет никакого бурного движения поверхности воды и выветривающих CO2 фильтров. Растения растут прекрасно, CO2 около 25мг/л (в 12-00 дня) при pH=7.0.
Реактор типа "колокол" делают растворение CO2 в воде значительно более равномерным нежели при распылении¬, поэтому я бы советовал начинать осваивать метод подачи CO2 брожением именно с него.
Реактор со сбросом излишка газов недавно начала выпускать Dennerle – это CO2 Topper (15W x 4H x 5D cm, для аквариума до 120л). У них конструкция реактора совершенно иная - инструкция (PDF 506Kb) говорит что сторонние газы из аквариумной воды постоянно скапливающиеся под реактором легче чем CO2, поэтому отверстие сброса излишка газов находится сверху. Ставится он под водой (мин. 5см), так что контакт сбрасываемого излишка CO2 с водой будет. В этом главное отличие CO2 Topper от моего реактора.
^
Bio-CO2 by Adriaan Briene [https://members.lycos.nl/brieneoord/aqua/co2biorecept.html]
CO2, De diffusor by Adriaan Briene [https://members.lycos.nl/brieneoord/aqua/co2diffusor.html]
