Оксидатор в аквариуме: что это и как работает,делаем своими руками

Что такое и зачем нужен оксидатор в аквариуме

Оксидатор является устройством, получающим кислород из перекиси водорода и поставляющим его в аквариум. Им можно заменить компрессор для аэрации, который также насыщает водную среду этим полезным газом.

Особенно это актуально для аквариумов с небольшой поверхностью или слишком густой растительностью. В ночное время разросшиеся водоросли активно поглощают кислород, и у рыбок может случиться удушье.

Знаете ли вы? Хорошим природным индикатором, показывающим, хватает ли в аквариуме кислорода, являются улитки. При дефиците кислорода они находятся на водных растениях или на стенках. Если этого газа достаточно, то улитки могут быть на камнях или других декорациях.
Оксидатор состоит из таких деталей:

• ёмкость из стекла;
• пластиковая крышка с отверстиями;
• катализаторы;
• основание.

Сейчас в продаже можно найти оксидаторы для перевозки рыбы, для аквариумов различных объёмов и даже для прудов.

Как он работает

В стеклянную ёмкость наливают необходимый объём перекиси водорода. В ней находится также катализатор, разлагающий перекись на воду и кислород. Ёмкость закрывается крышкой и вставляется в основание.

Получившийся молекулярный кислород начинает выдавливать из отверстия крышки в основание устройства перекись водорода. Обычно основание делается из неокрашенной керамики, которая уже сама по себе также является катализатором, а значит, и в там продолжает идти процесс получения воды и кислорода.

Важно! При покупке оксидатора следует учитывать объёмы воды и способность этого устройства их обслуживать. Обычно его производительность и рекомендуемые ёмкости указаны уже на упаковке.

Устройство помещается в аквариум между элементами декора, и вода начинает обогащаться необходимым рыбкам газом. Периодически его достают и снова заполняют перекисью.

ОКСИДАТОР A для аквариумов объемом от 200 до 700л

ОКСИДАТОР – автономный и саморегулируемый прибор, который круглогодично снабжает Ваш аквариум кислородом без применения шлангов и электропроводов.

• Круглосуточно удаляет аммиак, нитриты, сероводород, гнилостные и затхлые запахи, бактериальную пленку с поверхности воды, камней, шлангов, губок и т.д.
• Подходит для Пресноводного и Морского аквариума
• Поднимает редокс-потенциал
• Уменьшает илистые отложения и помутнение
• Устраняет позеленение воды, разрушает клетки сине-зеленых водорослей, препятствует их размножению
• Устраняет замор рыб от удушья, дает возможность дышать рыбам и растениям интенсивнее
• Непрерывно лечит многие болезни рыб, закупорку кишечника, бактериальную пленку на слизистой глаз, язвы после тяжелых инфекций, нейтрализует кожных и жаберных паразитов. При высокой концентрации в воде растворенного активного кислорода погибают цисты многих бактерий и простейших (ихтиофтириоза и т.п.), останавливет распространение болезни.

Общие вопросы применения аквариумных ОКСИДАТОРОВ.

Раствор какой концентрации надо применять для аквариумов? Если аквариум имеет объем менее 1000 л, то используйте 6 %-го раствор. Для перевозки рыб в пакетах в ОКСИДАТОР FTc заливайте 19,9% перекись, для крупных морских аквариумов (от 500л) нужен 19,9 %-й раствор перекиси.

Может ли ОКСИДАТОР уничтожать водоросли? Однако, ОКСИДАТОРы — приборы, доказавшие свою способность успешной борьбы с водорослями. При длительной работе ОКСИДАТОРов можно справиться даже с самыми стойкими водорослями. Обязательным условиям для уничтожения водорослей является удаление органических остатков (несъеденный корм, отмершие листья и стебли растений и пр.), которыми питаются водоросли.

Вопрос: Можно ли использовать самодельные растворы перекиси водорода? Нет, поскольку вы не можете знать, какое количество кислорода будет поступать в воду. Использование нестабилизированных растворов может привести к неэффективной работе ОКСИДАТОРов из-за резкого снижения концентрации раствора за время хранения. Ошибочно приготовленный раствор повышенной концентрации приведет к гибели рыб и растений. Не экономьте на оригинальном растворе перекиси водорода!

Вопрос: Как следует хранить запасные растворы? Хранить бутылки и канистры можно только в вертикальном положении. Из 1 л 30 %-го раствора получается 110 л газообразного кислорода. При температуре 25 °С за год из открытой бутылки с таким раствором может улетучиться лишь 1 % кислорода. Расчеты показывают, что 1 % от 110 л составляет чуть больше 1 л! Чтобы избежать разрушения бутылок или канистр, их необходимо закрывать только специальными пробками, позволяющими выделяющемуся газу свободно уходить в атмосферу.

ОКСИДАТОРы — возможности и принципы работы.

В основе работы ОКСИДАТОРА лежит каталитическое разложение перекиси водорода, регулируемое температурой окружающей среды. Чем выше температура воды, где установлен ОКСИДАТОР, тем быстрее разлагается перекись и больше выходит кислорода. ОКСИДАТОР прост и гениален, ведь чистая, еще не разложившаяся перекись, остается только в приборе. Применение чистой перекиси БЕЗ ОКСИДАТОРа – опасно! Если просто бросить таблетку сухой (обезвоженной) перекиси или налить раствор перекиси непосредственно в водоем, то перекись начнет постепенно разрушаться, выделяя воду и кислород. Вода постепенно смешивается с водой водоема. Чистую перекись кидать или выливать напрямую в водоем опасно! Перекись вдвое тяжелее воды и она сразу опускается на дно. Во-первых, вся перекись сразу не разложится, а будет обжигать, окислять и отравлять близкие к ней придонные слои, корни растений и полезные бактерии. Во-вторых, сразу резко понижается кислотность воды, водоем закиснет, все живые организмы погибнут. Поэтому, процесс разложения перекиси на чистый кислород и воду должен идти медленно и быть управляем. Секрет ОКСИДАТОРов прост – катализатором выступает керамика особого состава, которая полностью, медленно и дозировано, разлагает перекись водорода на воду (H2O) и активный кислород (O*). H2O2 —керамический катализатор —> H2O + O*

Устройство и работа ОКСИДАТОРа.

ОКСИДАТОРы — приборы, производящие ЧИСТЫЙ АКТИВНЫЙ кислород, всегда имеют внутреннюю колбу — контейнер, заполняемую раствором стабилизированной перекиси водорода. В колбу помещают один или несколько катализаторов. Колба закрывается крышкой, в крышке есть мелкие отверстия. По мере разложения перекиси через эти отверстия оставшаяся перекись выдавливается во внешнюю колбу или в керамическое основание. Эти керамические части также служат катализаторами. Перекись из них не выплескивается в водоем, потому, что она тяжелее воды. Перекись на поверхности внешней колбы или керамического основания также разлагается и в водоем поступает чистый кислород, мельчайшие пузырьки кислорода будут выходить из ОКСИДАТОРа, практически сразу растворяясь в воде. Увидеть можно только очень немногие пузырьки.

ОКСИДАТОР — саморегулируемый прибор.

Каким образом происходит выделение чистого кислорода в течение продолжительного времени. Ответ можно дать, если рассмотреть крошечную керамическую деталь, находящуюся в контейнере ОКСИДАТОРа . Это — маленький катализатор, освобождающий кислород. Получаемый газ создает избыточное давление, и по капле раствор выдавливается через небольшое отверстие в пробке колбы-контейнера. Количество раствора, вытекающего из контейнера, зависит не от размера отверстия, а от работы катализатора. Если катализатор будет работать слишком активно, в воду будет подаваться избыток раствора, если станет работать не в полную мощь, то количество раствора будет недостаточно. Количество кислорода, вносимое в воду зависит:

• размера и количества используемых катализаторов;
• концентрации используемого раствора;
• температуры воды.

Для морских и для больших пресноводных аквариумов применяются более крупные керамические катализаторы, длиной около 1см. Удвоение количества катализаторов увеличивает выход кислорода в два раза, так можно усилить продуктивность ОКСИДАТОРА

Концентрация используемого раствора и температура воды.

При повышении температуры на 8 градусов выход кислорода в два раза увеличивается, при понижении температуры кратно снижается. Удвоение концентрации раствора увеличивает дозировку в четыре раза. Это связано с тем, что из контейнера «выдавливается» в два раза больше раствора, содержащего двойную дозу кислорода. Из литра 30 % раствора перекиси водорода выделится суммарно 156 грамм чистого кислорода. Этого количества хватит для однократного полного насыщения 20000 литров воды. В теплой воде продолжительность работы значительно меньше, чем в холодной. Продолжительность работы ОКСИДАТОРа зависит от:

• температуры воды (см. выше);
• емкости контейнера для раствора (чем она больше, тем прибор работает дольше, и наоборот);
• концентрации раствора перекиси (чем она выше, тем прибор работает меньше, и наоборот);
• количества и размеров катализатора (увеличение количества катализаторов уменьшает продолжительность работы, и наоборот

Оксидатор против водорослей.

ОКСИДАТОР сильно увеличивается окислительно-восстановительный потенциал (редокс-потенциал) воды. Это тормозит развитие водорослей, прекращает преобразование относительно неядовитых нитратов (NO3) в ядовитые нитриты (NO2), окисляет содержащиеся в воде органические вещества и продукты распада до углекислого газа (СО2). Чем больше углекислого газа растворено в воде, тем ниже показатель кислотности (рН). Углерод (С) — самое важное пищевое вещество, содержащееся в воде в виде углекислого газа, угольной кислоты (Н2СО3) и гидрокарбоната кальция [Са(НСО3)2]. Важно помнить!, что высшие растения используют более легко усваиваемый углекислый газ СО2, а нежелательные в воде водоросли потребляют углерод из гидрокарбоната кальция (жесткая вода скважин и колодцев). Следовательно, большое количество углекислого газа СО2 полезно высшим водным растениям, а избыток Са(НСО3)2 — водорослям. При создании течения или аэрации концентрация углекислого газа будет стремиться к нормальной при данной температуре. В этом случае в 1 л воды будет содержаться всего лишь 0,5 мг СО2; показатель рН в данном случае при карбонатной жесткости 10° будет около 8,9. Этот показатель неблагоприятен для большинства рыб. Такое может случиться также при активном росте растений, содержащихся при ярком свете, и потребляющих большое количество углекислого газа. Колебания рН могут стать источником больших проблем, особенно в пруду. Так, днем, в результате ассимиляции (усвоения растениями питательных веществ) количество СО2 уменьшается, а в темное время суток — увеличивается в результате дыхания как животных, так и растений. Таким образом, утром вы получите рН около 7,0, а вечером — 10,0. Это говорит о том, что кислотность (рН) зависит от освещения, развития водорослей и способа поставки кислорода, а не от свойств воды.

Оксидатор против удушья рыб.

ОКСИДАТОР наиболее эффективен в чистой воде аквариума, поскольку тогда весь кислород полностью используется для дыхания рыб и против паразитов. Чем выше температура воды в аквариуме, тем чаще дышит рыба и больше ее потребность в кислороде. Установите ОКСИДАТОР соответствующий объему Вашего аквариума, он позволит содержать большее число рыб. Наличие ОКСИДАТОРА не заменяет компрессор, но дополняет и страхует его действие при внезапных перебоях с электричеством или при колебаниях температуры. Особенно важен ОКСИДАТОР в аквариумах с золотыми рыбками, поскольку они крупные и потребность в кислороде у рыб велика. ОКСИДАТОР желательно установить также при вселении новых рыб или при подозрении на жаберных паразитов. В аквариумах с проблемными рыбами (дискусы, скаты, танганикские цихлиды и пр.) и в морских аквариумах лучше установить ОКСИДАТОР в систему внешних фильтров, что обеспечит более равномерное перемешивание обогащенной кислородом воды. При признаках удушья у рыб срочно установите ОКСИДАТОР в аквариум и одновременно замените воду свежей отстоенной. Для ликвидации асфиксии в транспортировочных емкостях или в пакетах примените ОКСИДАТОРы FT или FTc, при одновременной замене воды и добавлении жидкого катализатора из набора ОКСИДАТОРов FT или FTc (см. ИНСТКУКЦИЯ по ПРИМЕНЕНИЮ). Из литра 30 % раствора перекиси водорода выделится суммарно 156 грамм чистого кислорода. Этого количества хватит для однократного полного насыщения 20000 литров воды. При температуре 25 градусов и одном большом катализаторе из литра раствора перекиси водорода в сутки будет получено кислорода: при 30 % растворе — 5000 мг; при 6% — 270 мг и при 3 % — 65 мг.

Оксидатор для лечения и профилактики инфекций.

ОКСИДАТОР для лечения и профилактики инфекций рыб применяйте в чистой воде аквариума, поскольку тогда его действие направлено наиболее полноценно. Инфекции, предупреждаемые активным кислородом ОКСИДАТОРА:

• Ихтиофтириоз (точечная болезнь)
• Вирулез
• Сапролегниоз (грибковая гниль)
• Асфиксия (удушье)

Инфекции, ослабляемые активным кислородом ОКСИДАТОРА:

• Кожные и жаберные сосальщики
• Гельминозы (внутренние сосальщики)
• Воспаление плавательного пузыря
• Бактериальные катаракты
• Аэромоноз (краснуха карповых)
• Язвы на покровах тела рыб, травмы и поражения плавников
• Бактериальная несовместимость рыб
• Оодиниоз

• Продолжительность работы 100 — 200 литров 1 4 недели 200 — 400 литров 2 2 недели 400 — 600 литров 3 1,3 недели

  Если Ваш аквариум имеет емкость до 400 л, а двухнедельная продолжительность работы ОКСИДАТОРа для вас слишком мала (например, вы уезжаете в отпуск), вы можете использовать два ОКСИДАТОРа А, поместив в их контейнеры по одному катализатору. В результате продолжительность их работы до перезарядки увеличится до четырех недель.

  Сделано в Германии Гарантийный срок — 1 год

Преимущества использования

Оксидатор поставляет в водную среду молекулярный и активированный кислород и имеет целый ряд достоинств:

• ему не нужно электричество и провод;
• бесшумность;
• активированный кислород угнетает патогенную микрофлору (бактерии, грибки, простейшие), окисляет продукты распада и нитриты, осуществляя уникальную биоочистку воды;
• способность подавлять болезнетворные бактерии благотворно отражается на здоровье рыб, страдающих от бактериальных инфекций, улучшает адаптацию новых рыбок;
• увеличивается редокс-потенциал, что препятствует появлению и разрастанию водорослей.

Узнайте, как сделать внешний фильтр, донный фильтр, фитофильтр, самп для аквариума.

Как сделать оксидатор для аквариума своими руками

Для того чтобы самим собрать это экологически чистое устройство, необходимы следующие материалы:

• керамическая неокрашенная ёмкость небольшого объёма с узким горлышком — 1 шт.;
• пробка из-под шампанского — 1 шт.;
• 3% перекись водорода.

При изготовлении оксидатора следует выполнить следующие действия:

1. Освободить пробку от проволоки и отрезать кусок необходимого размера.

2. Подогнать кусочек пробки острым ножом под размеры горлышка выбранного сосуда.

3. Взять сверло самого малого размера и по центру пробки сделать отверстие.

   
   Причём сверлом отверстие делается не до конца, а потом доделывается иглой.

4. Перекись водорода заливается в керамическую неокрашенную ёмкость и плотно закупоривается сделанной пробкой.

Получившийся самодельный оксидатор можно уже ставить в аквариум. Если вы не нашли подходящую керамическую ёмкость, то можно взять любую другую и бросить в неё в качестве катализатора керамические осколки или грунт для аквариума из базальта.
Узнайте, как смастерить корягу, искусственные растения, автокормушки в аквариум.

Небольшая красивая ёмкость может стать не только самодельным оксидатором, но и дополнительным декоративным элементом.

Для борьбы с водорослями и с бактериальными болезнями рыбок надо брать перекись водорода с более высокой концентрацией и дополнительный катализатор. Для более сильного процесса катализа можно использовать кусочки обожжённой глины.

Оксидатор для аквариума своими руками: видео

Важно! При использовании самодельного оксидатора следует замерять уровень кислорода специальными тестерами (показатель нормы 5 мг/литр). Если нет возможности таких замеров, то необходимо следить за поведением его обитателей. Рыбки при кислородном голодании поднимаются к поверхности и начинают глотать ртом воду, а затем и сам воздух. Избыток кислорода может вызвать газовую эмболию у рыб, которая проявляет себя покраснением глаз, оттопыренной чешуёй и беспокойным поведением.

Оксигенераторы своими руками

Потребность человечества в морепродуктах растёт вместе с населением, а ценные виды рыб находятся на пределе максимально возможного улова. Традиционное рыбоводство требует избытка водных ресурсов.

Растущее загрязнение мирового океана сказывается на качестве даров моря.

Всё это способствуют популярности УЗВ (установок замкнутого водоснабжения), позволяющих выращивать экологически чистую рыбу в небольшом количестве воды.

УЗВ, позволяющие выращивать экологически чистую рыбу, набирают все большую популярность

Инструкция по применению и установке

Рассмотрим, как используются покупные оксидаторы для разных объёмов воды. Принцип работы этих устройств: при увеличении обслуживаемых объёмов повышают количество и концентрацию перекиси водорода, число катализаторов. Если жители аквариума — крупные и шустрые рыбки, то для фиксации оксидатора используют камешки.

Оксидатор MINI

Этот вариант устройства предназначен для аквариумов не более 60 л. Такой универсальный окислитель хорошо использовать при длительной перевозке рыбок. Его помещают в вертикальном положении на дно ёмкости с водой.

Габариты устройства небольшие: высотой 6 см и 4 см диаметром. Контейнер для заправки перекисью водорода ёмкостью 20 мл. После опустошения его заливают заново стабилизированной перекисью.

В комплект входят две ёмкости по 50 мл с 4,9% раствором перекиси водорода.

Период работы при температурном режиме в +25 °C:

• для объёмов до 30 л достаточно взять 1 катализатор, продолжительность работы составит 28 дней;
• для объёмов в пределах 30–60 л надо брать 2 катализатора. Время работы в таком случае будет 14 дней.

В большие аквариумы можно поместить до четырёх оксидаторов MINI или поменять катализаторы на более эффективные.
Оксидатор MINI выпускает очень маленькие пузыри, которые слабо видны во время работы прибора. Если пузырьки полностью отсутствуют, значит контейнер пуст, и его надо заправить раствором.

Важно! Не стоит применять нестабилизированные или самодельные растворы для заправки контейнера — это может привести к гибели обитателей аквариума. Пользуйтесь только стабилизированной перекисью 4,9% и 6%.

Оксидатор D

Предназначен для ёмкостей от 60 до 150 л. Габариты: в диаметре — 8,5 см, в высоту — 8,5 см. Ёмкость контейнера для заправки 3–6% раствором перекиси водорода равна 125 мл. Продолжительность работы при температуре +25 °C — 1 л перекиси водорода хватает на 60 суток.

Оксидатор A

Годится для больших аквариумов ёмкостью 150–400 л. Работа данного прибора обеспечивает беспрерывное поступление кислорода. Для аквариумов более 400 л (400–700 л) рекомендуют устанавливать два оксидатора A.

Его помещают в вертикальном положении на дно аквариума. В аквариуме с морской водой следует устанавливать прибор во внешнем фильтре. Его размеры: в диаметре — 9 см, в высоту — 18 см. Ёмкость контейнера для заправки раствором перекиси водорода 6% составляет 250 мл.

Узнайте, можно ли не отстаивать воду для аквариума.

Время работы при температурном режиме +25 °C может длиться от 14 до 56 суток. Эта величина зависит от количества катализаторов и процентного соотношения перекиси водорода. О том, что в контейнере для перекиси пусто, говорит отсутствие пузырьков.

В таблице представлена продолжительность работы прибора в зависимости от объёмов воды и катализаторов.

Оксидатор W

Используется для значительных объёмов воды — 600 л и выше. Его помещают в вертикальном положении на дно ёмкости. В аквариуме с солёной водой надо разместить прибор во внешнем фильтре или подальше от кораллов и актиний. Параметры прибора: в диаметре — 15 см, в высоту — 18 см. Ёмкость контейнера для заправки равняется 1 литру, а концентрация используемого раствора перекиси водорода может составлять 6–30%.

Время работы при температурном режиме в +25 °C колеблется в пределах 14–56 дней в зависимости от количества катализаторов и концентрации раствора. Когда из контейнера перестают выходить пузырьки, то надо его снова заправить. Необходимый объём раствора для заправки на один год составляет примерно от 3 до 5 л.

Узнайте, почему вода в аквариуме зеленая и мутная.

Отличительной чертой оксидатора W является его способность произвести большое количество кислорода за небольшой промежуток времени. Его рекомендуют использовать для ёмкостей значительных размеров с установленной системой фильтрации.

Для водной среды объёмом от 600 до 2000 л нужно брать для заправки контейнера перекись 6%. А для объёмов от 2000 до 5000 л нужно брать перекись 19,9%.

В открытых водоёмах (бассейне, искусственном прудике и прочее) около 5000 л и во внешних открытых биофильтрах океанариумов используют перекись водорода концентрацией от 19,9 до 30%.

Знаете ли вы? По рыбкам в аквариуме можно определять погоду: при снижении атмосферного давления они теряют аппетит, поднимаются к водной поверхности и глотают ртом воздух. Причина такого поведения в том, что при низком атмосферном давлении падает способность газов растворяться в воде, и водные обитатели начинают испытывать дефицит кислорода.

Оксидаторы являются отличной альтернативой компрессорам для аэрации. Они не только насыщают аквариумную среду необходимым рыбкам кислородом. Активированный кислород, выделяемый перекисью водорода, используемой в этих устройствах, угнетает патогенную флору, окисляет нитриты и продукты распада, препятствует разрастанию водорослей.

В продаже можно найти оксидаторы для различных объёмов воды, применяемые не только в аквариумах, но и в прудах, при перевозке рыбок. Это нехитрое устройство можно собрать самим в домашних условиях и заправлять обычной перекисью водорода из аптеки.

Оксигенераторы своими руками — Справочник металлиста

Доступность растворенного кислорода (РК) обычно является главным фактором, который ограничивает возможность увеличения плотности посадки в замкнутой системе водоснабжения. Измерение его концентрации проводится различными методами (подробнее).

Использование только аэрации для обеспечения кислорода позволяет поддерживать плотность посадки 40 кг/м3. Однако внесение чистого кислорода с помощью оборудования эффективной подачи газа повышает плотность посадки до 120 кг/м3.

В расчет берется разница концентрации растворенного кислорода на входе емкости культивирования (10 мг/л при аэрации или 18 мг/л подача чистого кислорода) и на выходе системы.

Например, при концентрации растворенного кислорода на выходе 6 мг/л для дыхания рыбы доступно лишь 4 мг/л при аэрации (10 мг/л — 6 мг/л) и 12 мг/л при подачи чистого кислорода (18 мг/л — 6 мг/л). Таким образом, плотность посадки может возрасти с 40 кг/м3 до 120 кг/м3.

Интересно, что концентрация побочных продуктов (твердого осадка) при возрастании плотности зарыбления также возрастает. Поэтому необходимо более эффективное их удаление, например, использование микросетчатого фильтра.

Запросы водных организмов в отношении концентрации кислорода зависят от многочисленных факторов, включающих плотность посадки, количества вносимого корма, уровня стресса, температуры воды и ряда других.

Холодноводные виды нуждаются в 0,3-0,5 кг кислорода на 1 кг корма. При высоких температурах и наличии кислородного запроса со стороны биофильтра и других бактерий потребность в кислороде возрастает до 1 кг кислорода на 1 кг корма.

Минимальные значения растворенного кислорода зависят также от потребностей конкретного вида рыб и условий выращивания. Тилапия может выживать при таких уровнях растворенного кислорода, при которых радужная форель или лосось погибают в течение считанных минут.

Стоит отметить, что концентрация O2 менее 4-6 мг/л снижает ростовые показатели.

Плотность посадки можно повысить путем повышения количеств вносимого корма, когда решена проблема с доступностью кислорода и снижены такие лимитирующие факторы, как общий уровень азотсодержащих продуктов, CO2, объем емкости культивирования. Повышение плотности зарыбления должно быть экономически оправдано.

Таким образом, концентрация растворенного кислорода является одним из наиболее существенных лимитирующих факторов, определяющих количество выращиваемой рыбы.

Тем не менее, интенсификация снабжения воды чистым кислородом, равно как и аэрация, ограничена, потому что на каждые 10 мг/л потребляемого O2 образуется 1,0-1,4 мг/л TAN (общий уровень азота), 13-14 мг/л CO2 и 10-20 мг/л твердых частиц в осадке. При потреблении кислорода системой более 10-22 мг/л (в зависимости от щелочности, pH, температуры, видов рыб) лимитирующим фактором становится концентрация растворенного углекислого газа (без снятия и контроля pH).

Аэрация атмосферным воздухом (слева) и оксигенация кислородной смесью (справа).

Перенос газов

Аэрация — процесс контакта газов с водой.

Когда воздух контактирует с водой, растворенные газы в воде достигают равновесной фазы, согласно парциальному давлению газов в атмосфере. На растворение газов влияют два фактора, площадь поверхности раздела сред «воздух-вода» и разница парциальных давлений (концентраций) газов при насыщении и в воде.

Например, если вода не насыщена газом, последний будет растворяться. В противном случае, при сверхнасыщении воды, газ начнет покидать воду. В простейшей капельной колонне можно удалять из воды сверхнасыщенный азот, тогда как кислород, не достигший этого состояния, напротив, начинает растворяться.

Скорость переноса газов зависит от дефицита (или избытка) их в растворе. Она пропорциональна константе, известной как коэффициент переноса газа. Общий коэффициент переноса газа определяется условиями, созданными с конкретной системе подачи газа.

Это составной показатель, включающий такие факторы, как коэффициент диффузии газов, толщина жидкостной пленки и площадь поверхности раздела фаз «воздух-вода». Озвученные факторы также обозначают пути для повышения общего количества переносимого газа.

Например, можно уменьшить толщину жидкостной пленки за счет перемешивания и создания турбулентных потоков; путем уменьшения размера пузырьков, повысить площадь поверхности раздела фаз «воздух-вода»; либо увеличить концентрационный градиент.

Концентрационный градиент можно повысить путем введения чистого кислорода, установкой систем повышенного давления, сдерживанием парциального давления газа в атмосфере от резких изменений при его протекании по системе переноса (увеличением площади поверхности раздела фаз).

Чистый кислород контактирует с водой, где достигает сверхнасыщенного состояния. При этом из раствора уходит незначительная доля азота.

В условиях обычной аэрации плотность посадки остается относительно низкой (менее 40 кг/м3), но обеспечивается контакт воды с атмосферным воздухом, что предотвращает накопление токсических концентраций углекислого газа.

В рыбоводстве чаще всего используется три источника кислорода: кислородная смесь под высоким давлением, сжиженный кислород и генерация кислорода на месте. Для гарантированного присутствия кислорода во многих хозяйствах предусмотрено, по крайней мере, два источника его получения.

Кислородная смесь под высоким давлением, содержит от 3 до 7 м3 газа под давлением 170 атмосфер. С целью повышения емкости можно соединить вместе несколько баллонов.

Вследствие своей дороговизны и ограниченной вместимости, кислородные баллоны используются только в качестве запасного средства, на крайний случай.

Также кислород можно генерировать на месте, используя адсорбцию с перепадом давления (PSA – “Pressure Swing Adsorption”) или вакуумное адсорбционное разделение (VSA – “Vacuum swing Adsorption”).

В обоих случаях для избирательной адсорбции или абсорбции азота из воздуха для продукции смеси, обогащенной кислородом, используется молекулярный микрофильтр. На рынке представлены модели, производительностью 0,5-14 кг кислорода в час при 0,7-3,3 атмосферах.

Для продукции смеси, содержащей 85-95% кислорода, требуется источник сухого, отфильтрованного воздуха, подаваемого под давлением 6,0-10,0 атмосфер. PSA и VSA операционные единицы функционируют периодически и включаются только по необходимости.

Они очень надежны и не требуют большого ухода. Тем не менее, данное оборудование очень дорого стоит, равно и как его работа, что связано с необходимостью подачи воздуха под высоким давлением.

Кроме того, так как для своей работы PSA и VSA единицы нуждаются в электричестве (1,1 кВт на 1 кг O2), на случай его отключения необходим запасной источник чистого кислорода.

Очень часто существует возможность получить жидкий кислород 98-99% чистоты, который может транспортироваться и храниться в контейнерах типа сосуда Дьюара. При 1 атмосфере жидкий кислород вскипает при -182.96°C, поэтому требуется специальный криогенный контейнер для хранения.

Он может варьировать в размерах от 0,11 м3 до 38 м3, и обычно арендуется или поступает в лизинг от поставщиков, хотя небольшие емкости могут продаваться. Четыре с половиной литра жидкого кислорода эквивалентно 3,26 м3 газообразного кислорода.

Максимальное давление в контейнере варьирует от 8,775 до 11,7 атмосфер. Перед использованием жидкий кислород испаряется непосредственно через теплообменники. Система хранения жидкого кислорода состоит из емкости для хранения, теплообменника-газификатора и регулятора давления.

Использование данного оборудования зависит от транспортных расходов, и снижает затраты на поддержание и покупку PSA систем. Оборудование для хранения и подачи жидкого кислорода очень надежно и работает даже при отключении электричества.

Проблемы наблюдаются при его использовании в качестве запасного варианта на случай отключения электричества, когда хранимого объема газа оказывается недостаточно. Необходимо внимательно отнестись к возможным рискам и подбирать контейнеры достаточного объема.

Кислорода должно быть достаточно, по крайней мере, на 30 дней эксплуатации. При первых признаках ухудшения погодных условий и использовании сжиженной смеси благоразумно снизить количество вносимого корма, что уменьшит кислородные запросы рыб в течение следующих 24 часов.

Оборудование для оксигенации

В непрерывной жидкой фазе (пузырьки в воде): U-образные трубы, кислородные конусы (насыщение в нисходящем водном потоке), кислородный аспиратор, распылители.

Для переноса кислорода используются непрерывная газовая фаза (вода капает в воздухе): многоуровневые низконапорные оксигенаторы, упакованные или распыляющие колонны, колонны под давлением, закрытые механические поверхностные смесители.

Многоуровневые низконапорные оксигенаторы используются чаще всего, потому что они приспособлены для высокоскоростного потока с минимальным гидростатическим напором. Традиционный низконапорный оксигенатор был разработан Воттеном в 1989 году.