Скиммер для аквариума: описание и способы изготовления

Скиммеры считаются одним из самых необходимых изобретений для фанатов домашнего рифа. Скиммер (пенообразователь, флотатор) представляет собой неотъемлемую составляющую оборудования для морских систем, для выведения растворенных органических соединений и прочих отходов с помощью интенсивного смешивания (взбивания) с воздухом. Полученная пена с биологическими отходами собирается в чаше пенника, в отличие от фильтра грубой очистки, который задерживает не желательный мусор, и, вода продолжает протекать, омывая их, давая дополнительную биологическую нагрузку на аквариум. Принцип действия схож с природным процессом, подобно волнам, выбрасывающим на берег пену.

Описание оборудования

Скиммер, или как его еще называют пенник и флотатор, является одним из основных фильтрующих устройств в морском аквариуме. В замкнутой биосистеме будет неизменно накапливаться органика, белок, другие загрязнения, которые могут быть губительными для рыб и кораллов. Без использования этого устройства обойтись в морском аквариуме, где отмечается высокий уровень pH, будет попросту невозможно.

Пенник в аквариуме необходим для:

• удаления грязи и органических веществ;
• выведения фосфатов и белков;
• подавления роста водорослей.

Большинство скиммеров используют технологию пузырьковой очистки, когда внутрь корпуса устройства через компрессор подаются мельчайшие пузырьки, адсорбирующие грязь, фосфаты и белки, обеспечивая тем самым качественную очистку аквариума. Возможно использование скиммера для пресноводного аквариума, где подобное оборудование позволяет удалять из воды аммиак и нитраты. Необходимо лишь правильно определить мощность помпы в зависимости от объёма аквариума.

Данный механизм используют для подавления количества водорослей

Принцип работы скиммера для аквариума чрезвычайно прост. Многие, будучи на море, замечали у беговой линии обильную грязную пену. Такая пена, которая образуется от взбивания воды прибоем, содержит органику и другие загрязнения. Аналогичный принцип работы использует скиммер. Внутри стеклянного или пластикового цилиндра располагается мощный воздушный компрессор и специальная крыльчатка, которая позволяет получать мельчайшие воздушные пузырьки.

Чем меньше выбиваемые пузырьки воздуха, тем качественнее очистка. Пузырьки воздуха увлекают за собой молекулы белка, органические взвеси и другие загрязнения. В последующем такая грязь выводится из аквариума в виде плохо пахнущей жижицы.

Что необходимо знать по поводу работы скиммера

1. Устройство следует включать при запуске аквариума, иначе в емкости может накопиться большое количество органики, от которой будет сложно избавиться в дальнейшем. Если начали появляться одноклеточные водоросли, — это первый признак, что качество воды ухудшилось.
2. Учитывайте, что пенники кроме вредных веществ удаляют множество полезных, например, жизненно необходимые для кораллов аминокислоты, микроэлементы и витамины.
3. При действующем пеноотделителе эффективность применения некоторых лекарств значительно снижается, что обусловлено удалением находящихся в их составе ПАВ. Следовательно, если вы используете медикаменты, отключайте скримм на 12 часов после того, как внесете очередную лечебную дозу.
4. Из-за удаления с пеной солевого раствора, происходит понижение общего уровня солености воды в емкости. В случае неконтролируемого добавления пресной воды вместо испарившейся может произойти значительное опреснение системы. Чтобы этого избежать, регулярно измеряйте ареометром плотность воды в емкости и, в случае необходимости, доливайте свежеприготовленную морскую воду.

Эффективность скиммера зависит от активной площади адгезии – чем она больше, тем лучшие результаты показывает прибор. Увеличения активной площади достигают за счет уменьшения размеров пузырьков, которые образуются в результате пропускания под большим давлением воздуха через распылитель, изготовленный из камня, дерева, керамики или стекла.

Протеиновый пенник целесообразно использовать исключительно в морских аквариумах или в пресноводных, но под высоким давлением. Это обусловлено особенностями образования пузырьков, которые в морской воде из-за ее большей плотности и худшей растворимости для газов, получаются более мелкими.

Преимущества и недостатки пенника

Построить стабильную морскую экосистему и, в частности, рифовый коралловый аквариум без использования пенника будет затруднительно. Во многом популярность такого оборудования объясняется его следующими преимуществами:

1. Скиммер эффективно удаляет загрязнения, предупреждая их разложение и отравление воды. Такое оборудование поддерживает необходимый уровень кислотности.
2. Повышаются окислительно-восстановительные потенциалы и снижается нагрузка на используемую фильтрующую систему.

Из недостатков использования таких устройств отмечают извлечение из воды ряда полезных веществ, в том числе микроэлементов, витаминов и аминокислот, которые необходимы для правильной жизнедеятельности кораллов. Чтобы восполнить потери таких полезных кислот, потребуется в обязательном порядке вносить в воду различные витамины и другие микроэлементы. Необходимо также отметить высокую стоимость такого оборудования, цена которого может составлять 20−30 тысяч рублей.

У данного оборудования имеется ряд недостатков

В замкнутой системе аквариума, в особенности такого густонаселенного, как коралловый риф или емкость с большим количеством крупных активных рыб, со временем накапливается большое количество органики. Источником ее являются продукты жизнедеятельности обитателей аквариума (экскременты, слизистые выделения кожных покровов и др.), не съеденные остатки кормов, отмирающие и разлагающиеся части растений, погибшие животные. В результате гниения органических остатков сложные азотсодержащие соединения подвергаются минерализации, одним из продуктов которой является аммиак. Он хорошо растворим и взаимодействует с водой с образованием ионов аммония. Аммиак – очень токсичное соединение, которое даже в очень небольших концентрациях в воде вызывает отравление животных, а вот ионы аммония относительно безвредны. Равновесие между ионами аммония и аммиаком в водных растворах очень неустойчивое и может смещаться в ту или другую сторону в зависимости от параметров среды. Поэтому в аквариумной практике под аммонием понимается вся сумма ионов аммония и свободного аммиака. Одним из главных факторов, влияющих на это соотношение, является pH раствора. С повышением значения pH концентрация ядовитого аммиака повышается в разы и соответственно токсичность продуктов жизнедеятельности в аквариумной воде быстро увеличивается. В пресноводных аквариумах, где pH обычно находится на уровне 6,5-7,5, с проблемой переработки и нейтрализации продуктов азотного обмена обычно справляются системы химической и биологической фильтрации. Морская же вода имеет стабильное значение pH 8,2-8,3, и поэтому аммиак составляет значительно большую долю образующегося в результате метаболизма аммония и часто приводит к отравлению животных в аквариуме. В этой ситуации гораздо эффективнее и безопаснее не подвергать высокомолекулярные соединения переработке в системе аквариума, а удалять их еще до того, как вода будет подвержена биологической или химической фильтрации.

Сбор органических веществ, называемый пенным фракционированием, или пузырьковой очисткой, происходит в пеноотделительной колонке, или скиммере (от англ. to skim – снимать верхний слой, skimmer – шумовка). В этом устройстве, представляющем собой цилиндр, заполненный водой, поднимаются мельчайшие пузырьки воздуха, часто с добавлением озона. Эти пузырьки увлекают за собой частички органических взвесей, высокомолекулярные химические соединения, в первую очередь, белки, и в виде пены выводят их за пределы аквариума в отдельные емкости – пеносборники.

Принцип действия пеноотделителей довольно прост. Молекулы многих органических и неорганических соединений имеют части, обладающие разным сродством к воде. Гидрофильная, несущая заряд, часть притягивает полярные молекулы воды, гидрофобная же, электронейтральная часть молекулы, обладает водоотталкивающими свойствами. В результате такого неоднозначного взаимодействие эти молекулы предпочитают располагаться на границе раздела двух сред. В нашем частном случае это будет поверхностная пленка между водой и газом. Гидрофильные части молекул будут погружены в воду, а гидрофобные – будут стремиться покинуть эту среду и выйти в зону газа. Вещества, ведущие себя подобным образом, называются поверхностно-активными. К их числу относятся белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, отдельные структурные элементы всех этих важнейших для живых организмов соединений, а также многие другие органические и неорганические вещества, в том числе и соли тяжелых металлов. В замкнутом объеме пеноотделителя образуются миллионы мельчайших пузырьков, таким образом, создается огромная поверхность контакта между водой и воздухом, к которой притягиваются поверхностно-активные вещества. Важную роль играет размер пузырьков. Это связано с тем, что площадь контакта газа с водой многократно возрастает при распылении более мелких пузырьков. Для сравнения можно привести следующие цифры. Общая площадь поверхности пузырьков диаметром 1 мм, получающихся из 1 л воздуха составляет 6 м2, а у пузырьков с диаметром 0,1 мм для того же исходного объема она окажется 60 м2, т.е. в 10 раз больше. Очевидно, что мелкие пузырьки при равных введенных объемах воздуха, во-первых, появляются в значительно большем количестве, а, во-вторых, обладают существенно лучшей контактной возможностью. Другим важным фактором является время пребывания пузырьков в толще воды, понятно, что, чем дольше они находятся во взвешенном состоянии, тем эффективнее идет сбор загрязняющих веществ. Можно с уверенностью сказать, что из всех существующих методов химической очистки именно пеноотделитель действительно удаляет из воды большую часть органических соединений до того, как они подвергнутся разложению.

Попутно с этим из воды удаляются твердые частицы детрита, бактерии и фитопланктон. Дело в том, что при движении пузырька в толще воды в силу гидродинамических особенностей позади него образуется так называемая мертвая зона, где отсутствуют турбулентные завихрения, а давление воды несколько ниже, чем в окружающем пространстве. Естественно, сюда вовлекаются различные мелкие твердые частицы, взвешенные в толще воды. Следуя в фарватере пузырька, они вместе с пузырьком совершают все путешествие к поверхности. Этот процесс носит название флотации, так что теперь должно быть понятно, что все три названия, приведенные в заглавии статьи – по сути дела синонимы и обозначают одно и то же устройство.

Наконец, пузырьки всплывают, и на поверхности появляется маслянистая пена, которая подталкивается вверх давлением в пенной колонке и в результате переливается в емкость для отходов. Здесь пузырьки лопаются и остается жидкий остаток, который можно слить. Обычно он окрашен в различные оттенки коричневого цвета и имеет неприятный запах. Только когда выливаешь пеносборник, начинаешь реально понимать, сколько всякой дряни находилось в воде аквариума.

Положительная роль пеноотделителя, таким образом, заключается в способности снижать нагрузку на биофильтр, высвобождать кислород, используемый на окисление органики в биофильтре, поддерживать на должном уровне pH и повышать значение окислительно-восстановительного потенциала воды.

Принципиальная схема работы пеноотделителя заключается в следующем. В его камере можно выделить 4 рабочие зоны. Основной является контактная зона, где и происходит образование пены, в эту зону подается воздух и вода из аквариума. Над ней располагается зона транспорта пены в третью зону – собственно пеносборник. И наконец, четвертая зона – зона выхода очищенной воды – может располагаться как сверху, так и снизу пеноотделительной колонки. В контактной зоне нагнетаемая насосом или аэрлифтом аквариумная вода активно смешивается с мельчайшими пузырьками воздуха, очищается и затем либо возвращается обратно в аквариум, либо поступает в систему дальнейшей фильтрации.

Прямоточные и противоточные конструкции

Прямоточная колонка, устанавливаемая внутрь аквариума, представляет собой простейший вариант скиммера. В работу его приводит компрессор, подающий сжатый воздух в контактную камеру через распылитель, который помещается в нижней ее части. Мелкие пузырьки воздуха, поднимаясь вверх, увлекают за собой воду. Вода смешивается с воздухом и образует пену, которая направляется в пеносборник. Очищенная вода выбрасывается из колонки через отверстие в верхней части. Время контакта пузырьков с водой минимальны, поэтому данная конструкция является самой малоэффективной и подходит лишь для небольших и малозаселенных аквариумов.

Противоточная колонка представляет собой усовершенствованный вариант прямоточной конструкции. В ней при помощи системы аэрлифта организовано движение воды навстречу пузырькам, т.е. вода подается в верхнюю часть колонки, а выбрасывается снизу. Снижение скорости встречных потоков увеличивает продолжительность контакта аквариумной воды с пузырьками воздуха, что позволяет гораздо более эффективно осуществлять ее очистку. Существует и более продвинутый вариант пеноотделителей с противотоком. Его располагают уже вне аквариума. Вода здесь подается насосом в верхнюю часть цилиндра и смешивается с восходящим потоком мелких воздушных пузырьков из распылителя.

В описанных выше конструкциях используются распылители, аналогичные тем, что применяются для обычной аэрации и генерирующие пузырьки диаметром около 0,5 мм. Наилучшие пузырьки получаются из деревянных распылителей, которые изготавливают из липы. Они не требуют очень большого давления от компрессора и создают равномерный ток пузырьков в течение всего срока службы, который, однако, не слишком велик – не более 2 месяцев.

Пеноотделители с соплами Вентури

В более сложных и эффективных конструкциях используются устройства, засасывающие воздух под действием потока воды, создаваемого насосом. Срок работы такого генератора пены практически неограничен, и он не нуждается в обслуживании, что по сравнению с распылителями выглядит огромным преимуществом. В этих устройствах используется принцип трубки Вентури, знакомый автомобилистам по карбюратору. В трубке Вентури водный поток направляется через резкое сужение, заканчивающееся очень маленьким отверстием. Сужение в трубке приводит к появлению перепада давлений, и падение давления после сужения вызывает засасывание атмосферного воздуха через специальное отверстие в боковой стенке трубки. Формируется очень мелкая смесь воздуха и воды, которая подается в нижнюю часть пеноотделительной колонки. Для того, чтобы эта система начала работать, вода в нее должна подаваться под высоким давлением с помощью мощного насоса.

В заключение – несколько общих замечаний. Пеноотделительная колонка должна включатся сразу после запуска аквариума, в противном случае есть риск накопить в течение нескольких недель большое количество органических соединений, избавиться от которых в дальнейшем будет не так просто. Первым заметным признаком ухудшения качества воды является появление одноклеточных водорослей.

Следует иметь в виду, что помимо вредных продуктов обмена пеноотделительные колонки извлекают из воды массу полезных веществ, таких как необходимые кораллам аминокислоты, витамины и микроэлементы. Работа скиммера также существенно снижает эффективность применения некоторых лекарственных препаратов, поскольку входящие в их состав поверхностно-активные вещества легко удаляются. Поэтому в случае применения медикаментов пеноотделитель рекомендуется отключать на 12 часов после внесения каждой лечебной дозы.

Вместе с пеной из аквариума удаляется концентрированный раствор соли, тем самым снижается общий уровень солености. Неконтролируемый долив пресной воды взамен испарившейся может привести к существенному распреснению системы. Во избежание этого необходимо регулярно измерять плотность воды в аквариуме с помощью ареометра и добавлять по необходимости свежеприготовленную морскую воду.

Узнать ассортимент пеноотделителей и ознакомится с их техническими характеристиками можно по нашим телефонам.

Распространённые типы скиммеров

На сегодняшний день получили распространение сразу несколько типов скиммеров, которые различаются принципом своей работы и предназначением. Отдельные модели работают от внешнего компрессора и предназначены для аквариумов емкостью не более 300 литров. Популярностью пользуются варианты, которые должны устанавливаться в самп, расположенный под аквариумом и имеющий постоянный уровень воды.

Наибольшее распространение на сегодняшний день получили следующие типы пеноотделителей:

1. Прямоточные. Простейшие модификации скиммеров, которые предназначаются для установки в аквариум небольшого объема. Такой тип оборудования имеет контактную камеру, в которую через компрессор подается сжатый воздух. Мельчайшие пузырьки в камере поднимаются, смешиваются с водой, после чего на поверхности образуется густая пена, которая направляется в небольшой пеносборник.
2. Противоточные скиммеры представляют собой усложненный вариант с подачей воды сверху вниз. Скорость встречных потоков воздуха и воды тут меньше, соответственно непосредственный контакт мельчайших пузырьков и воды длится дольше, что увеличивает производительность такого оборудования. В зависимости от своего размера противоточные скиммеры могут устанавливаться как внутри аквариума, так и в сампе, куда вода подается с помощью отдельной помпы.
3. С соплом Вентури. Это самый эффективный и в то же время сложный аппарат, который включает помпу для подачи воды и специальный компрессор. Наличие сопел Вентури с игольчатыми клапанами позволяют разбивать воздух в мельчайшую пыль, что обеспечивает максимально возможную эффективность использования пеноотделителей. Устанавливать скиммеры, построенные на соплах Вентури, можно исключительно в сампе, где постоянно поддерживается стабильный уровень воды.

Правильно подобранный пенник позволит заменить фильтр, избавляя аквариумиста от необходимости частой подмены воды. Тем самым снижается расход соли, что сокращает затраты на содержание рифового аквариума.

Существуют 3 самых популярных вида пеноотделителей

Скиммеры с соплами Вентури

В данных конструкциях предусмотрены элементы, которые засасывают воздух под действием тока воды, образуемого насосом. Такой генератор отличается практически неограниченным сроком службы и не нуждается в обслуживании.

Эти приборы работают по принципу трубки Вентури, с которым автомобилисты знакомы по карбюратору. В ней поток воды направляется через сужающуюся трубку с очень маленьким отверстием на конце. Из-за такого сужения образуется перепад давления. После сужения давление резко падает, и воздух засасывается через специальное отверстие, расположенное в боковой стенке трубки. Происходит образование очень мелкой смеси из воды и воздуха, подаваемой в нижний отсек пеноотделительной колонки. Для эффективной работы системы вода должна подаваться под воздействием мощного насоса, обеспечивающего высокое давление.

Интересно, что некоторые опытные аквариумисты пропускают через пенник вместо воздуха озон. Это вещество положительно воздействует на эффективность работы устройства, обеспечивает окисление органики, а также оказывает дополнительное воздействие в виде стерилизации воды.

Регулировка и настройка

Эффективность использования скиммеров в морском аквариуме во многом будет зависеть от того, насколько правильно подобрана мощность помпы и тип оборудования под объем и конкретное население биосистемы. Сегодня большинство производителей изготавливают различные модели скиммеров, которые предназначены для того или иного объёма аквариума, что существенно упрощает выбор.

В зависимости от особенностей эксплуатации флотатора его можно настроить на сухую или мокрую пену. При настройке на мокрую пену устройство будет работать с максимальной эффективностью, а аквариумисту придётся на регулярной основе вносить в воду дополнительные микроэлементы и живой планктон. При настройке работы на сухую пену скиммер может работать на половину своей мощности, выбивая из воды лишь белок и другие загрязнения.

Настройка работы устройства на сухую или мокрую пену может выполняться путем регулировки подачи помпой воздушной смеси. Большинство аппаратов позволяют уменьшать или увеличивать интенсивности подачи воздуха, соответственно имеется возможность тонкой настройки работы пеноотделителя, в зависимости от нагрузки на биосистему. Также настраивать скиммер можно изменением уровня пены в реакторе, для чего приподнимают или погружают глубже аппарат в сампе или аквариуме.

Обслуживание скиммеров не представляет особой сложности, при этом такая работа должна выполняться на регулярной основе. Аквариумисту необходимо будет раз в две недели опорожнять емкость пеносборника, выполнять чистку и замену распылителей. Частота такого обслуживания будет зависеть от интенсивности кормления кораллов и рыб, загруженности аквариума и наличия в нём другого оборудования. На регулярной основе выполняется чистка пеносборника, а раз в месяц пенник достаётся из сампа и полностью промывается.

Принцип работы аппарата

Пенная флотация впервые была использована в минералогии в середине XIX в. В растворе находятся соединения с различной степенью смачиваемости. Она зависит от заряда молекул. Ионы, имеющие отрицательный заряд, образуют с молекулами воды связи, поэтому они и являются гидрофильными – имеющими сродство с водой. Гидрофобные вещества, состоящие из молекул одного и того же вещества (О2, Н3, О3, N2), не имеют разных зарядов и, соответственно, не смешиваются с полярным раствором, коим является вода.

Гидрофильные вещества способны «закрепляться» (абсорбироваться) на границе разделения сред – газообразной и жидкой, «прилипая» к тончайшей пленке воды. Вместе с пеной эти частицы выносятся на поверхность воды. Чем выше концентрация органических веществ в воде, тем выше вязкость раствора и устойчивее пена. Гидрофобными являются органические вещества (аминокислоты, органические кислоты), в том числе протеины, а также многие неорганические вещества. Среди неорганических гидрофильных веществ – соли тяжелых металлов.

Чем меньше размер пузырьков, тем эффективнее они собирают на своей поверхности загрязнения. У мелких пузырьков площадь пленки воды на границе разделения сред больше, чем у крупных. Поднимаясь к поверхности, пузырек создает позади себя в толще воды отрицательное давление, которое «засасывает» кристаллики солей и другие твердые частицы. Они вместе с пеной всплывают на поверхность воды.

Качественное устройство способно удалить из воды до 80% находящихся в ней взвесей.

Флотатор своими руками

Стоимость качественных фирменных скиммеров сегодня чрезвычайно высока, что несколько ограничивает их распространение на отечественном рынке. Многие аквариумисты изготавливают пеноотделители своими руками, что позволяет существенно сократить затраты на выполнение такой техники, а при условии правильной сборки самодельный аппарат не будет уступать в плане производительности и эффективности дорогостоящим заводским агрегатам.

Для изготовления скиммера своими руками потребуется следующее:

• мощная возвратная помпа;
• аквариумный компрессор;
• стеклянная или пластиковая ёмкость;
• пластиковый штуцер для соединения емкостей;
• пластиковые трубы и фитинги к ним;
• водостойкий герметик.

Пошаговая инструкция сборки:

1. Используемые пластиковые или стеклянные ёмкости склеиваются герметиком. При наличии промежуточной перегородки она срезается или высверливается. В итоге получается высокая прозрачная пеноотделительная колонка, часть из которой будет находиться под водой.
2. В третьей емкости с меньшим диаметром вырезают строительным ножом или высверливают алмазным сверлом отверстие, по своему диаметру чуть меньше используемой пластиковой трубки. В последующем необходимо будет обеспечить плотное прилегание труб и герметичность внутри емкости.
3. Заборную трубку необходимо изготовить таким образом, чтобы она сужалась ко входу в пеноотделительную колонку.
4. Все стыки тщательно промазывают герметиком и прослушивают.
5. Помпу и компрессор подключают по отдельности, добиваясь получения максимально мелких пузырьков, которые, поднимаясь по пеноотделительной колонке, адсорбируют загрязнения, после чего выводятся в пеносборник.

Модернизировать самодельную конструкцию можно путем использования игольчатых распылителей, а также разделенному забору и сливу воды из пеноотделительной колонки.

Следуйте инструкции сборки пенника
Изготовить скиммер для аквариума своими руками не составит особого труда. Необходимо лишь правильно подобрать мощность помпы и компрессора, а в последующем использовать качественные пластиковые контейнеры и трубки из полипропилена, из которых выполняется корпус устройства. Наибольшей популярностью пользуются самодельные пеноотделители, которые предназначаются для установки внутри сампа. Такие устройства могут иметь неказистый внешний вид и увеличенные габариты, но при этом они отличаются эффективностью, обеспечивая качественную очистку воды от различных загрязнений.

Скиммер — это специальное устройство для очистки воды в морском аквариуме, которое позволяет удалять из воды фосфаты, белки, подавлять рост водорослей. Пенники используют естественный принцип окисления и связывания мельчайшими пузырьками воздуха различных загрязнений, фосфатов, нитратов и нитритов. Сегодня в продаже можно найти различные модели скиммеров, которые отличаются своим принципом работы и мощностью, а при необходимости такое оборудование можно изготовить своими руками, сэкономив на его покупке.

В данном видео вы подробнее узнаете о скиммере:

Обслуживание прибора

Обслуживание пенника не имеет особых сложностей. С ним справится и профессионал, и начинающий аквариумист. Качественный аппарат требует минимум внимания. Уход заключается в регулярной чистке, замене распылительного элемента, прочистке и промывке устройства для сбора пены. Частота проведения процедуры зависит от количества водных обитателей. Чем их больше, тем концентрация отходов их жизнедеятельности выше, и чистить прибор нужно чаще.

Необходимо постоянно следить за скоростью наполнения пеносборника. От этого зависит качество очистки воды. Если он наполняется быстро, необходимо провести не только чистку прибора, но и воды. Ее следует частично заменить.

Скиммер – устройство, предназначенное для очистки соленой воды. Он удаляет из жидкости фосфаты, белки и грязь. Работает за счет естественного окисления. Аппарат можно приобрести в специализированном магазине или изготовить своими руками. Если Вам понравилась статья или есть, что добавить, оставляйте свои комментарии.