Активированный уголь и химическая фильтрация аквариумов

Карбонизация – это сложная процедура, при которой содержание углерода в органическом материале образуется в результате сжигания в анаэробных условиях. Материалы, лучше всего подходящие для карбонизации, – это древесный уголь (битуминозный), бурый уголь (лигнит), древесина или скорлупа кокосовых орехов, которые, естественно, содержат большое количество элемента углерода.

Затем карбонизированный основной материал подвергается воздействию водяного пара, который увеличивает размер пор и площадь поверхности до такой степени, что одну чайную ложку углерода можно сравнить с площадью футбольного поля.

Увеличение площади поверхности и размера пор также известно как «активация».

Качество активированного угля определяется углеродной основой и вышеупомянутым процессом, который часто включает использование химикатов и газов, зависит от температуры, времени горения и т.д. Поэтому качество активированного угля сильно различается между различными марками.

Активированный уголь хорошего качества определяется по йодному числу, числу патоки и зольности.

Йодное число указывает на уровень активности. Чем выше йодное число, тем выше степень активации. Йодное число также указывает на микропористость (меньшие поры соответствуют большей поверхности).

Йодное число варьируется от 600 до 1200 и в основном адсорбирует частицы с низкой молекулярной массой, причем число в диапазоне 1000 идеально подходит для аквариумов.

Число мелассы относится к макропористости. Адсорбция более сложных (более высокомолекулярных) частиц. Практическое количество для аквариумов будет около 225-250.

Активированный уголь содержит золу как остаток процесса карбонизации и активации. Эти неорганические остатки, в основном оксид железа и кальция, можно удалить, замачивая уголь в дистиллированной воде или воде с обратным током перед помещением в аквариум. Зола снижает активность угля и со временем увеличивает уровень pH.

Уголь, хорошо подходящий для аквариумов, изготавливается из битуминозного угля, так как он состоит из множества пор как малого, так и большого размера, созданных в процессе активации, что позволяет адсорбировать как более мелкие, так и более крупные частицы. У лигнита в основном размер пор больше, в то время как поры на основе древесины или ореховой скорлупы увеличиваются.

Углерод является органическим веществом, и все органические вещества содержат фосфаты. В процессе производства уголь часто промывают фосфорной, соляной или серной кислотой для удаления неорганических и органических остатков.

Кислотная промывка и удаление органических материалов снизят содержание золы, а также выщелачиваемого фосфата. Промывка угля фосфорной кислотой не приводит к появлению фосфатов.

Замачивание угля перед использованием в аквариуме приведет к безопасному вымыванию фосфатов и остатков золы, поэтому фосфаты не попадут в водную систему по незнанию.

Из-за содержания золы и фосфатов рекомендуется замочить уголь в дистиллированной воде на несколько дней. Это не снизит производительность, но значительно снизит любые возможные побочные эффекты, которых можно избежать.

Другими показателями, такими как твердость, плотность, истирание и общая поверхность, можно пренебречь.

Таким образом, углерод хорошего качества определяется показателем, описанным выше, при этом особенно важны числа йода и патоки. Такие термины, как профессиональный уровень, аквариум, исследования или другие оценки, не отражают качество. Эти «оценки» используются для маркетинга. Цена тоже не влияет на качество. Предварительно промытый или морской уголь также не требует специальной наценки. Все активированные угли можно использовать как в морской, так и в пресноводной среде.

Чтобы определить наиболее подходящий уголь для отдельного аквариума, необходимо определить наилучший баланс микро- и макропор в зависимости от адсорбируемых отходов.

Углерод считается химической фильтрацией. Эффективность активированного угля основана на трехступенчатом процессе. Первый – адсорбция. Статические силы будут притягивать частицы, адсорбирующие их на поверхности углерода. Бактерии, которые оседают на углеродной поверхности, в дальнейшем потребляют отходы. Другой процесс – это диффузия газов. Поглощенные углеродом, газы детоксифицируются (т.е. озон O3 превращается в кислород O2). Третий процесс называется хемосорбцией, когда частицы необратимо связываются с углеродом.

Активированный уголь удаляет органические загрязнители, некоторые из них обесцвечивают воду до желтоватого оттенка, органические кислоты, белки, гормоны, соединения антибиотиков и органические соединения, а также различные химические вещества, лекарства, металлы и минералы.

Удаляются неорганические вещества, хлор, хлорамин, вещества, вызывающие окраску и запах, такие как фенолы.

Удаленные органические частицы и вещества, адсорбированные углем, останутся биологически активными. Захваченные частицы отходов все равно будут разлагаться и оставаться частью водной системы. Поэтому активированный уголь лучше всего использовать на краткосрочной основе и регулярно заменять.

Количество углерода, необходимое для аквариума, составляет около 3 столовых ложек углерода на каждые 50 галлонов воды. Углерод быстро расходуется и может быть удален всего через 24-48 часов. Если оставить в системе дольше, она больше не будет служить своей цели.

После того, как активированный уголь израсходован, повторный выброс адсорбированных веществ обратно в аквариум минимален.

Углерод в аквариумах с растениями должен быть ограничен, потому что многие удобрения содержат минералы в хелатной форме. Эти хелаты будут адсорбироваться углеродом как органические вещества.

В заключение, хорошо подходящий активированный уголь для вашего аквариума – это уголь на основе йодного числа около 1000, количество патоки около 230, промытый кислотой, с низким содержанием золы. Рекомендуется осторожное замачивание в дистиллированной или замороженной воде. Рекомендуемая дозировка составляет около 3 столовых ложек на 50 галлонов либо в течение 24-48 часов за раз (раз в две недели), либо заменять по крайней мере каждые 2-4 недели.