Omgekeerde osmose in een aquarium

Een omgekeerde osmose (RO) -systeem is een onmisbaar onderdeel van elk zoutwateraquariumsysteem, anders werken ze gewoon niet zo goed zonder.

RO-systemen zijn ook belangrijk voor zoet waterook aquaria, vooral als het grote aquaria zijn. Een goed RO-systeem helpt om de juiste waterchemie en pH te behouden en zorgt voor de juiste osmotische druk voor de vissen (deze laatste reden is waarom je zeewatervissen niet in een zoetwatertank kunt stoppen: hun cellen gaan boom).

Hier zullen we de waterkwaliteit bekijken die u kuntverwacht van een RO-systeem, waarin wordt beschreven wat u doet voor uw tank, de componenten ervan, en ook hoe u er een op de juiste manier aan de gang kunt krijgen en binnen functionele parameters kunt houden.

Wat is omgekeerde osmose (RO)?

Een RO-systeem is een waterzuiveringssysteem datoefent druk uit over een semipermeabel membraan (zoals een microscopisch kleine zeef) dat selectief opgeloste stoffen erdoorheen laat gaan op basis van groottebeperking of geladen toestand, waardoor ze uit het productwater worden verwijderd. Een opgeloste stof is alles dat vrijelijk wordt opgelost in water, het oplosmiddel.

Volledig natuurlijke bronnen van water bevatten verschillendemetaalionen, niet-metaalionen en sommige polyatomaire ionen. Een ion is de toestand van een atoom of molecuul (een verzameling van gelijke of ongelijksoortige atomen) die een lading aanneemt.

Dit gebeurt door toevoeging of verliesvan elektronen naar de elektronenwolk van het atoom of molecuul. Elektronen zijn de negatief geladen fundamentele deeltjes die orbitalen vormen rond de kern van een atoom.

Elektronen worden ook gedeeld tussen atomen inmoleculen en kunnen hybride (samengevoegde) versies van atomaire orbitalen vormen. In werkelijkheid is er geen echte toevoeging van een elektron-deeltje aan de wolk, daarom wordt het een "wolk" genoemd.

Wat er feitelijk gebeurt, is een overdracht of verlies vanenergie naar de wolk en echte elektronen bestaan ​​pas echt als ze worden gemeten (waargenomen). Dit maakt deel uit van een stelling die deeltje-golf-dualiteit wordt genoemd, waarbij fundamentele deeltjes, zoals elektronen of fotonen, golfachtige eigenschappen of deeltjesachtig gedrag kunnen vertonen, maar niet beide tegelijk.

Wat zijn de onderdelen van een RO-systeem?

RO-systemen bestaan ​​uit verschillende onderdelen diewerk samen om water van hogere kwaliteit te bereiken door selectief ionen uit het productwater te verwijderen. Dit is erg belangrijk om zowel chemisch een gunstige omgeving voor uw vissen te behouden als ook om osmotisch een goede omgeving tot stand te brengen (meer hierover hieronder).

Membraan

Het membraan van het RO-systeem, dat gedeeltelijk ispermeabel (semi-permeabel) is het hart van het hele systeem. Het is een soort micromoleculaire zeef die water doorlaat en selectief bepaalde opgeloste stoffen doorlaat. De opgeloste stoffen die door het membraan kunnen gaan, doen dit omdat ze ofwel klein genoeg zijn voor de poorten in het membraan om het te passeren of omdat ze een lading hebben waardoor ze door het membraan kunnen reizen.

Andere hoger geladen ionen (zoals tweewaardige ionen,die twee extra of twee minder ladingen hebben) mogen niet worden doorgelaten, tenzij het membraan is beschadigd. Als zodanig hebben membranen een levensduur en moeten ze periodiek worden vervangen wanneer er breuken zijn of wanneer het niveau van beperkte binding van opgeloste stof aan het membraan de vrije doorgang van water en opgeloste stoffen aanzienlijk vermindert.

In sommige RO-systemen die zijn gebouwd om te accommoderengrotere waterfiltratie volumes, meerdere membraanlagen worden gebruikt. Van alle verbruiksartikelen van een RO-systeem is het membraan doorgaans het duurste onderdeel.

Voorfilter Systemen

Omdat RO-membranen een beetje prijzig kunnen zijn,voorkomen dat ze hoge concentraties opgeloste stoffen uit uw product moeten filteren, kan worden beïnvloed door een voorfiltratiesysteem te gebruiken. Voorfilters kunnen ruwe deeltjes en opgeloste stoffen verwijderen die doorgaans worden aangetroffen in bronnen met hard water.

Deze voorfiltersystemen worden stroomopwaarts van geplaatstde belangrijkste RO-membraanpatroon en bestaan ​​uit verschillende typen, vaak in combinatie gebruikt om vrij schoon voormembraanwater te produceren. Een veel voorkomende voorfiltercomponent is een kolom met actieve kool.

Geactiveerde houtskool heeft tal van bindingsplaatsenhet oppervlak om een ​​verscheidenheid aan chemicaliën en opgeloste ionen in water te absorberen. Als er een grote hoeveelheid fijnstof in het bronwater zit, zijn zandfilters vaak het apparaat bij uitstek om fijnstof te verwijderen voordat water in de actieve koolpatroon wordt gevoerd.

Een andere populaire voorfilteroptie die is gewordenop grotere schaal gebruikt sinds de introductie zijn speciale polypropyleen cilinders die tijdens het vormen worden geïnjecteerd met vezels van een niet-geweven polymeer. Deze kolommen van polypropyleen zijn in feite een filtersysteem van 5 micron, terwijl de meeste RO-membranen werken tot in het bereik van 0,0005 micron (de meeste RO-systemen voor aquaria gebruiken een RO-membraan van 0001 micron).

Druk meter

Zorg ervoor dat u niet per ongeluk uwmooi duur RO-membraan is een beetje belangrijk en dit kan worden gegarandeerd door een manometer te installeren. Met de meter kunt u het debiet van het systeem aanpassen aan de optimale parameters voor het membraan en u laten weten of u het systeem al dan niet over- of onderdruk zet.

Sommige standaard RO-systemen voor kleinere toepassingen worden niet geleverd met een manometer. Een meter kan echter eenvoudig achteraf in uw systeem worden gemonteerd. Het is een component die we sterk aanbevelen.

Stroombegrenzer

Stroombegrenzers zijn een geweldige assistent inwater reguleren, systeemprestaties optimaliseren en de RO-membraanpatroon beschermen tegen beschadiging. Een stroombegrenzer is een soort terugslagklep die de inkomende waterstroom beperkt totdat de juiste interne druk voor optimale prestaties in het RO-systeem is bereikt.

In geval van overdruk, stroombegrenzerszal de interne piekdruk in het RO-membraanpatrooncompartiment handhaven en overtollig binnenkomend water omleiden naar het systeem naar de afvalwaterafvoer.

Spoelklep

Doorspoelkleppen laten water de stroom omzeilenrestrictor om grote afzettingen van het membraansysteem terug te wassen. Dit helpt om de levensduur van uw membraan te verlengen en voorkomt dat schadelijke materialen op het oppervlak blijven hangen.

De meeste RO-systemen hebben geen spoelklep, maar deze kunnen afzonderlijk worden gekocht en achteraf worden ingebouwd in bijna elk omgekeerd osmosesysteem.

Product Water (output)

Productwater is de eerste van twee systeemuitgangenen is het hoofddoel van uw RO-systeem: productie van gezuiverd water. Een goed werkend RO-systeem is doorgaans in staat om ongeveer 90% van de ongewenste componenten uit gewoon leidingwater te verwijderen.

Om ervoor te zorgen dat uw RO-systeem efficiënt is, is het een goed idee om regelmatig te testen of het productwater binnen gespecificeerde parameters blijft. Dit kan met een paar kits of sensoren.

Een meter voor totaal opgeloste vaste stoffen (TDS) of een algemenehardheid (GH) kit analyseert de kwaliteit van het productwater en vertelt u of het systeem correct werkt. Opgeloste vaste stoffen in een goed onderhouden RO-systeem moeten ongeveer 10 ppm of minder zijn en de algemene hardheid van uw productwater moet precies nul zijn.

Afvalwater (output)

Dit is de tweede outputcomponent van een ROsysteem en bevat water met alle gescheiden opgeloste stoffen die u niet in uw aquarium wilde hebben. Typische afvalwaterproductie bevat hogere niveaus van nitraten, fosfaten, metalen (zoals lood, kwik en koper), pesticiden en afbraakproducten van pesticiden dan in normaal kraanwater.

Afvalwater kan worden gebruikt voor kamerplanten, voor uwtuin, of uw kas omdat planten goed reageren op nitraten en fosfaten, dit zijn voedingsstoffen voor de groei van planten. Houd er echter rekening mee dat als u verhoogde concentraties zware metalen in uw afvalwater heeft, u dat water niet op voedselplanten wilt gebruiken.

Wat een RO-systeem doet voor de tank

Kortom, een goed RO-systeem verwijdert oplosbare stoffencomponenten uit bronwater die schadelijke effecten kunnen hebben op waterplanten en organismen. In sommige gevallen kan het niet verwijderen van deze opgeloste stoffen resulteren in vergiftiging van uw dieren en het doden van leven in uw aquarium.

RO-systemen kunnen overtollige hoeveelheden effectief verwijderenvan chloor, fluoride, arseen, benzeen, calcium, magnesium, lood, kwik, koper, pesticiden en vele andere organische vaste stoffen. Het verwijderen van deze opgeloste stoffen is ideaal voor de gezondheid van elk aquarium, maar is eigenlijk een niet onderhandelbaar onderdeel van elk zoutwateraquarium.

Het is waar dat sommige verwijderde componenten zijngunstig voor waterplanten (d.w.z. nitraten en fosfaten), maar deze voedingsbestanddelen worden vaak aangevuld in het tankwater door de dieren in de tank (vissen, schaaldieren, slakken, etc.).

Laten we eens kijken naar alle chemische veranderingen die een RO-systeem aan behandeld water oplegt en wat het verwijderen van deze opgeloste stoffen voor uw aquarium doet.

Waterhardheid

RO-systemen verminderen de waterhardheid door hoog te verwijderenniveaus van calcium en magnesium uit normaal bronwater. Deze elementen kunnen reageren met veel biologische systemen en ook met inerte materialen, waardoor korsten achterblijven die cyclisch doorgaan met het opnieuw oplossen van calcium en magnesium in het tankwater.

Het niet controleren van de waterhardheid kan leiden totHet in evenwicht brengen van de pH in je aquarium is een soort nachtmerrie. Elke keer dat u de pH aanpast, zal dat ofwel een verhoogde ophoping van calcium en magnesium op bestaande afzettingen veroorzaken of de afgifte van calcium- en magnesiumionen uit die afzettingen verhogen.

Het resultaat is dat je er voortdurend bentachter je staart aan proberen om het gewenste instelpunt voor de pH van de tank te bereiken. Afgezien van dit probleem zijn sommige vissoorten gevoeliger voor verhoogde calcium- en magnesiumgehaltes die andere soorten zijn.

Tropische vissen uit het Amazone-regenwoud, zoalsals maanvissen en discussen, overleven niet goed of broeden niet in hard water. Daarentegen zijn er veel soorten die bestand zijn tegen hard water, zoals guppy's, zwaardstaarten, boogschutters en andere zoetwatersoorten.

Dit is slechts een kort voorbeeld en u zou het moeten doenuw huiswerk of raadpleeg een aquariumspecialist als u de specifieke kenmerken van de milieueisen van een organisme dat u in uw aquarium wilt stoppen, wilt weten. Kortom, het regelen van de waterhardheid biedt u een breder scala aan organismen die u in uw aquariumtank kunt huisvesten.

Nitraten

Nitraten (NO3-), en ook nitrieten (NO2-), zijn stikstof-zuurstofmoleculen die kunnen bestaanonafhankelijk als ionen of zijn als functionele groepen aan grotere moleculen gehecht. Ze zijn de producten van dierlijke biologische systemen, hoewel ze ook in de lucht kunnen worden gevormd door de plasma-energieën die worden geproduceerd door bliksem tijdens onweersbuien.

Bij dieren zijn deze stikstofverbindingen deproducten van deamineringsreacties die stappen zijn in het metabolisme van aminozuren die zijn afgeleid van de consumptie van eiwitten. De transamineringsreacties die plaatsvinden, produceren ketozuren, die de Kreb-cyclus kunnen binnendringen en energie aan cellen kunnen leveren.

Stikstofhoudende bijproducten van dit proces zijn afvalproducten en worden geëlimineerd. Afhankelijk van het dier en zijn waterproblematiek, worden stikstofverbindingen omgezet in ammoniak, urine of urinezuur en worden ze vrijgegeven door mictie (urineren) en ontlasting. In het milieu breken nitrificerende bacteriën deze afvalproducten af ​​tot nitraten en nitrieten, die gewoonlijk door planten worden geconsumeerd als voedingsstoffen.

In bronwater, zoals leidingwater, is de aanwezigheidvan deze chemicaliën is meestal antropogeen en het resultaat van overmatig gebruik van kunstmest en afvloeiing van landbouwproducten naar zoetwaterbronnen zoals beken, rivieren en meren. Wat betreft hun effecten op aquariumsystemen, zo niet gecontroleerd, zijn zoetwateraquaria enigszins tolerant ten opzichte van gematigde nitraatgehalten (bovengrens van 40 ppm), terwijl zoutwateraquaria beslist helemaal niet tolerant zijn (bovengrens van 0,25 ppm).

Omdat nitraten zich ophopen in uw aquariumdoor de afbraak van visurine en uitwerpselen en moet uit het tankwater worden gefilterd, te beginnen met lage niveaus van nitraten in uw gefilterde bronwater geeft u enige speelruimte bij het handhaven van uw tankchemie. Naast een RO-systeem en het regelmatig reinigen van uw tank, kan het plaatsen van bepaalde planten of materialen in de tankomgeving u helpen bij het beheersen van het nitraatniveau.

Levend zand en levend gesteente, die nitrificatie bevattenbacteriën, zal de tanknitraatniveaus verlagen. Mangroveplanten zijn ook behoorlijk bedreven in het opnemen en gebruiken van nitraten als voedingsstoffen voor de groei, waardoor een ecosysteemlus in het aquarium ontstaat.

Fosfaten

Hoge niveaus van fosfaten, die een plant zijnvoedingsstof, kan algenbloei in uw tanks veroorzaken. Uiteindelijk zal een algenbloei de zuurstofspanning in het tankwater verminderen door competitie en het leven in de tank beginnen te doden.

Voor zoutwatertanks moeten de fosfaatniveaus onder de 0,2 ppm worden gehouden, anders zullen algen uw koralen vernietigen en uw vissen en schaaldieren verstikken.

Silicaten

Silicaten zijn te vinden in grondwater en zelfsindien gefilterd uit het bronwater, worden ook opgelost uit zanderige substraten in uw tank. Dit kunnen bronnen zijn voor algengroei en resulteren vaak in algenbloei van grindalgen (een soort bruine algen).

Bovendien kunnen silicaten deproliferatie van diatomeeën (sommige soorten zijn algen), die op koralen zullen grazen. Een RO-systeem verlaagt de totale druk op de accumulatie van silicaat op de aquariumtank.