Part 2: Filter systems ( 2 )
ในภาคก่อนได้กล่าวถึงระบบโดยทั่ว ๆ ไปของการกรองในตู้ทะเลและอธิบายเกี่ยวกับการกรองแบบชีวภาพและการกรองเชิงกล กรองโดยใช้สาหร่ายและกรองอาศัยพื้นที่ผิว การกรองแอโรบิคแบบไม่จมน้ำ ในส่วนนี้เราจะกล่าวถึงกรองแบบ trickle filter , การกรองไนเตรต และการแยกโฟมอินทรีย์
The trickle filter
trickle filter ( trickle = ไหลริน ๆ ) เป็นกรองที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้มาก เพราะมีการดึงอากาศผสมน้ำสูง หรือก็คือมีออกซิเจนละลายสูง ใช้เพื่อการย่อยสลายสารประกอบไนโตรเจนอย่างรวดเร็วเทียบกับการกรองแบบอื่น การกรองแบบน้ำไหลรินนี้ แบ่งเป็น 2 แบบ ติดตั้งภายใน และ ติดตั้งกับช่องพิเศษ สามารถขยายขนาดช่องกรองได้ การกรองแบบนี้ประกอบด้วยการกรองหลาย ๆ ชนิดรวมกัน คือ surface filter, trickle filter column, surface filter และ carbon ใน sump และยังสามารถรักษาควบคุมระดับน้ำโดยอาศัยสวิตช์ลอยน้ำ และยังใส่เครื่องกรองโปรตีนขนาดเล็ก หรือใส่ตัวอิเล็คโตรดไว้วัดค่าต่าง ๆ ของน้ำตลอดเวลา
พื้นของช่องกรองควรมีพื้นผิวขนาดใหญ่ และไม่ควรปล่อยให้มีสภาวะไร้ออกซิเจน เศษเปลือกหอย เซรามิก ดินอัดเม็ด โดโลไมท์ และไบโอบอลถูกนำมาใช้ Bioball ที่ดีต้องมีพื้นที่ผิวหน้าของมันมีความสามารถทำให้ของเหลวกระจายตัวได้ดี และลดความแรงกระแสน้ำได้ ต้องการพื้นที่เพียงเล็กน้อย และยังมีอายุการใช้งานไม่จำกัด บริเวณที่ใส่ไบโอบอลควรประมาณ 3-5 % ของปริมาตรตู้ เพื่อที่จะให้มีอัตราการเกิดการและเปลี่ยนออกซิเจนสูงสุด น้ำที่ผ่านควรผ่านตะแกรงแยกกระแสน้ำก่อน หรือผ่านเครื่องพ่นฝอยหรือแขนกลที่หมุนรอบ ๆ ปั๊มที่นำน้ำไหลผ่านก็เช่นกัน ควรมีแรงมากพอที่จะทำให้เกิดการกรองมีประสิทธิภาพและคงที่ ควรหลีกเลี่ยงการล้างหรือทำให้วัสดุกรองแห้ง ควรให้น้ำไหลเวียนเท่ากับปริมาตรตู้ทั้งตู้ 1 ครั้งในทุกชั่วโมง
ข้อได้เปรียบของการกรองชนิดนี้ 1) ขึ้นกับปริมาณออกซิเจนที่เติมให้ หรือปริมาณออกซิเจนที่มีละลายอยู่ 2) จัดพื้นที่ให้แบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจนลงเกาะได้ เหมาะสม และ 3) แร่ธาตุรองยังคงอยู่และนำกลับมาใช้ในขบวนการของวัฏจักรแร่ธาตุ
ารทำงานของแบคทีเรียที่มีประโยชน์
จากที่ได้กล่าวถึงการกรองแอโรบิคแบบจมและลอยน้ำ ขบวนการกำจัดไนโตรเจนที่อาศัยความช่วยเหลือของ แบคทีเรีย nitrosomonas และ nitrobacter เกิดการเปลี่ยนแปลงของแอมโมเนียมหรือแอมโมเนียกลายเป็นไนไตรท์ หรือไนเตรท ผลสุดท้ายของขบวนการ nitrification นี้จะให้ออกมาเป็นไนเตรท สาหร่าย เช่น zooxanthelle ที่อาศัยในเนื้อเยื่อสัตว์ เช่นพวก anthozoa ( ปะการัง ดอกไม้ทะเล ฯลฯ) จะใช้ไนเตรทแต่ในอัตราที่จำกัด การกำจัดไนเตรตยังสามารถเกิดขึ้นได้ในบริเวณฐานล่างของหินเป็น (denitrification) แต่สำหรับ สิ่งมีชีวิตที่อ่อนแอกว่า เช่น ปะการังเขากวาง ปริมาณไนเตรทสูงสุดที่จะทนได้คือ 30 มิลลิกรัมต่อลิตรของไนเตรท ในตู้ทะเลที่เลี้ยงเอาไว้ ไนเตรทมักขึ้นถึงระดับนี้ได้อย่างรวดเร็วโดยไม่คาดคิดมาก่อน
เราสามารถลดระดับไนเตรทที่สูงขึ้นได้อย่างไร
- เริ่มต้นจัดตู้โดยใช้หินเป็น
- เลี้ยงปลาให้มีจำนวนน้อย
- เปลี่ยนน้ำโดยใช้น้ำจืดที่ผ่านกรรมวิธีการบำบัดโดยออสโมซิส และใช้เกลือทำน้ำทะเลที่มีคุณภาพ
- ใช้เครื่องกำจัดโฟมอินทรีย์ (หรือโปรตีนสกิมเมอร์)
การกรองกำจัดไนเตรท
การกรองกำจัดไนเตรท ได้ถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อป้องกันหรือลดปริมาณไนเตรทที่เกิดขึ้นในตู้ ระหว่างกระบวนการ denitrification ไนเตรทจะถูกทำให้แตกตัวเป็น โมเลกุลของไนโตรเจน (N2) และ ออกซิเจน โดยแบคทีเรียที่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ทั้งสองสภาะ(มี/ไม่มีออกซิเจน) ก๊าซไนโตรเจนจะลอยออกจากระบบ และโมเลกุลอิสระของออกซิเจน จะถูกนำไปออกซิไดซ์สารอินทรีย์ภายใต้สภาสะที่ไร้ออกซิเจนจากอากาศ หรือเรียกได้ว่าเป็นการหายใจอาศัยไนเตรท ตราบเท่าที่ยังมีปริมาณออกซิเจนละลายอยู่มันจะถูกนำมาใช้โดยแบคทีเรีย แต่ทันทีที่ไม่มีออกซิเจนละลาย มันจะเปลี่ยนมาใช้การหายใจโดยไนเตรท มองในเรื่องพลังงานที่เกิดขึ้นจะพบว่าเกิดพลังงานจากการหายใจสำหรับดำรงชีวิตน้อยกว่า เพื่อจะให้ภาวะไร้ออกซิเจน เกิดสมบูรณ์ แบคทีเรียจะต้องอาศัยคาร์บอนจากแหล่งพลังงานส่วนอื่นเพิ่มเติม และแน่นอน ต้องไม่ใช่ชนิดที่มีไนโตรเจนและฟอสฟอรัสผสมอยู่
การติดตั้งกรองไนเตรทเป็นปัญหาที่ใหญ่ กว่าที่แบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนจะเจริญเติบโตจะต้องใช้เวลาเป็นหลายสัปดาห์ เมื่อถึงจุดที่ออกซิเจนที่ละลายน้ำถูกใช้หมดและอัตราการเผาผลาญพลังงาน(เมตาบอลิซึ่ม) ของแบคทีเรียเกิดขึ้นเต็มที่ ในตอนนี้ต้องเติมคาร์บอนจากสารอินทรีย์ให้ได้เท่ากับปริมาณที่ถูกใช้ไป(เช่น แอลกอฮอล์ น้ำตาลแลคโตส กรดอะซีติก) การกะปริมาณให้พอเหมาะไม่ใช่ง่ายเลย เราสามารถควบคุมสภาวะของออกซิเจนและธาตุอาหารโดยวัดค่าความต่างศักย์รีดอกซ์ (redox potential หรือ ORP) ในกรองไนเตรทได้ ค่ารีดอกซ์ที่อยู่สูงมากกว่า -50mV บ่งบอกว่ามีโอกาสน้อยมากที่จะเกิด denitrification น้ำที่ผ่านออกมาจึงวัดไนเตรทได้อยู่แบะบางทีก็สูงขึ้นกว่าเดิมเสียด้วยซ้ำ ต่อเมื่อค่ารีดอกซ์ลดต่ำลงกว่า -50mV จึงจะเกิด denitrification ได้ แต่เมื่อไรที่มันตกเกินกว่า -200mV ก็จะเกิดกลิ่นของก๊าซไข่เน่า hydrogensulphide ขึ้น ควรหลีกเลี่ยงการเกิดก๊าซที่มีพิษอย่างรุนแรงเช่นนี้ เมื่อมันเกิดขึ้นสามารถแก้ได้โดยการเพิ่มการไหลเวียนของน้ำเข้าให้มากขึ้น จะทำให้เพิ่มปริมาณของออกซิเจนและไนเตรทที่จะถูกนำไปใช้ได้ ป้องกันแบคทีเรียที่จะนำซัลเฟตมาใช้แทน ปกติการไหลของกระแสน้ำในเครื่องกรองไนเตรทจะต้องช้ามากๆ แบคทีเรียจึงจะดึงไนเตรทไปใช้ได้สมบูรณ์ ลดปริมาณออกซิเจนได้ดี (กรณีน้ำไหลเข้าเร็วเกินไปหรือให้สารประกอบคาร์บอนอินทรีย์น้อยไป จะทำให้ตรวจพบไนเตรทในน้ำที่กรองแล้ว) อัตราการไหลของน้ำที่ใช้ได้คือ ปริมาตรน้ำของทั้งหมดหมุนเวียนใน 1-2 สัปดาห์เมื่อกรองไนเตรทสามารถกรองได้อย่างมีประสิทธิภาพจนตรวจไม่พบไนเตรทในน้ำที่ผ่านออกมา โดยทั่วไปก็จะสามารถคงสภาพของไนเตรทใในตู้ให้มีปริมาณต่ำได้ น้ำที่ผ่านออกจากกรองไนเตรทควรคืนใส่ตู้โดยผ่าน trickle filter หรือเครื่องกำจัดโฟม(สกิมเมอร์) เพื่อที่จะกำจัดก๊าซที่เป็นพิษ
ผลดีข้างเคียงที่เกิดขึ้นที่ยังไม่ได้กล่าวถึงสำหรับกรองไนเตรทคือ แร่ธาตุรอง (trace element) ที่ตกตะกอนจับเป็นก้อนก็จะบะลายออกมาในสภาวะที่ไร้ออกซิเจนที่เกิดขึ้นในที่กรอง
กรองไนเตรท ประสิทธิภาพและความคงที่ของกรองไนเตรท (หรือบางยี่ห้อมีถุงเก็บแอลกอฮอล์ไว้สำรองด้วย) ต้องการพื้นที่เพียงเล็กน้อยสำหรับการติดตั้ง และราคาสมเหตุสมผล เหมาะสำหรับนักเลี้ยงที่วางแผนจะรอเวลานาน ๆ ที่กว่ามันจะเริ่มทำงานได้ หรือมีความสามารถพิเศษที่จะค่อย ๆเติมน้ำและธาตุอาหารคาร์บอนลงในปริมาณที่เหมาะสมได้ ทางผู้เขียนไม่แนะนำให้ใช้หากไม่มีเครี่องมือวัดค่ารีดอกซ์ (เครื่องวัด ORP ) เนื่องจากเป็นการทำงานที่ยากและไม่ปลอดถัยสำหรับสิ่งมีชีวิตในตู้
Foam removal
การกรองโฟมอินทรีย์
การกรองโฟมอินทรีย์หรือโฟมโปรตีนในตู้ทะเลใกล้เคียงกับการกำจัดสิ่งที่อยในน้ำของเทคโนโลยีบำบัดน้ำเสีย หลักการคือการจัดเรียงตัวของโมเลกุลหรืออีกนัยคือจุดสัมผัสระหว่างผิวหน้าของอากาศกับน้ำ โมเลกุลสารอินทรีย่จะประกอบด้วยขั้วที่ชอบน้ำ (hydrophilic)-สามารถละลายน้ำได้ และขั้วที่ไม่ชอบน้ำ(hydrophobic)-ละลายน้ำยาก เมื่อให้เวลาสักระยะ โมเลกุลเหล่านี้จะติดอยู่กับฟองอากาศที่ลอยขึ้นภายในเครื่องกำจัดโฟม จากที่ขั้วที่ชอบน้ำจับกับน้ำ และขั้วที่ไม่ชอบน้ำจับกับอากาศ ฟองอากาศจะถูกทำให้ยากต่อการแตกเมื่อลอยพ้นผิวน้ำต่างจากฟองอากาศทั่วไป เฉพาะส่วนบน ๆ ของเครื่องกำจัดโฟมเท่านั้นที่มันจะแตกออก หรือรวมตัวเป็นเศษที่ประกอบด้วยเศษซากสารอินทรีย์ที่จะถูกดันขึ้นมาโดยอัตโนมัติ และจะถูกเก็บไว้ในที่เก็บอีกอันเป็นลักษณะของน้ำสกปรกสีน้ำตาลเข้ม
The foam remover
เครื่องกำจัดโฟม (โปรตีนสกิมเมอร์ )
เครื่องกำจัดโฟมนี้อาศัยหลักการเดียวกันกับการกรองที่อธิบายไว้ข้างต้น มีจุดประสงค์เพื่อกำจัดอินทรียสารทั้งหมด เช่นที่เกิดจากสาหร่าย สัตว์ และอาหารที่ให้ แต่ในกรณีนี้อินทรียสารเหล่านี้ยังไม่ถูกย่อยสลายโดยแบคทีเรียมาก่อน แต่ถูกกำจัดออกโดยตรงผ่านทางกระบวนการทางกายภาพ เครื่องกำจัดโฟมที่ทำงานได้ดีจะสามารถป้องกันการสะสมของผลผลิตสุดท้าย(หรือกึ่งสุดท้าย) ที่เกิดจากการย่อยสลาย ที่เป็นพิษ ดังเช่นขบวนการกำจัดไนโตรเจน Nitrification หรือ denitrification
ตัวแทนจำหน่ายที่เชี่ยวชาญมักผลิตสินค้าชนิดนี้ออกมาหลายแบบ ตั้งแต่ชิ้นส่วนขนาดเล็ก ประกอบเข้ากับหัวฟู่ที่ใช้ด้วยกัน ที่จะปล่อยฟองอากาศสวนทางกับ น้ำที่ไหลเข้ามาสูงไม่ถึงเมตร และผลิตฟองอากาศขนาดเล็กจากเครื่องกระจายฟอง หรือหัวฉีดที่สามารถส่งน้ำได้เป็น 1,000 ลิตรต่อชั่วโมง อย่างไรก็ตาม ก็มีเครื่องกำจัดฟองขนาดเล็กที่เหมาะจะนำมาปรับให้เข้ากับตู้ปลา โดยไม่ต้องปรับปรุงรูปร่างของฝา ตู้ที่มีแต่ประการใด.
ก่อนที่จะพูดไปไกล ทุกอย่างดูเรียบง่าย เครื่องกำจัดโฟมที่มีกำลังดีก็จะแนะนำเนื่องจากมันสามารถกำจัดสิ่งสกปรกได้ทั้งหมดตั้งแต่เริ่มต้น และถ้ามีสิ่งสกปรกมาก (เช่นหลังให้อาหาร ) โฟมที่ออกมาก็จะเข้ม ในกรณีที่มลภาวะทางสารอินทรีย์น้อย มันก็จะทำงานน้อยลงเอง แต่อย่างไรก็ตามแร่ธาตุรองก็สามารถถูกกำจัดออกไปด้วยกันกับโฟมที่ออกไปจำนวนมาก จนเกิดการขาดขึ้นในระดับที่เราไม่รู้ตัว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของในตู้ปะการังที่มีมลภาวะต่ำ มันเป็นไปได้และก็เป็นจริงเสียด้วย
นักเลี้ยงปะการังที่ประสลความสำเร็จมักยอมรับการใช้วิธีการเปลี่ยนน้ำจำนวนมากเพื่อเพิ่มปริมาณแร่ธาตุรอง วิธีการนี้ดูเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพ นักเลี้ยงอื่น ๆ เลือกที่จะซื้อแร่ธาตุรอง (trace element )สำเร็จรูป ที่วางขายตามท้องตลาดมาใช้ ในการเติมแร่ธาตุรองพิเศษบางชนิด เช่น โมลิปดีนั่ม แมกนีเซียม และสตรอนเทียม ยังเป็นหัวข้อที่หาบทสรุปลงตัวไม่ได้ เนื่องจากเรายังไม่สามารถวัดความเข้มข้นของแร่ธาตุเหล่านี้ในน้ำที่เลี้ยง ในความเห็นของผู้เขียน ควรจะเติมมันอย่างระมัดระวังแต่เพียงน้อย คือเติมน้อยกว่าที่เขียนบ่งบอกไว้ในฉลากที่ติดมาด้วย
ข้อเสียเปรียบของเครื่องกำจัดโปรตีนคือใช้พลังงานมาก และมีการสูญเสียน้ำจากการระเหย (เท่า ๆกับที่เสียแคลเซียมคาร์บอเนตไป และเสียแพลงตอนที่ตามปกติก็จะขาดแคลนอยู่แล้วในตู้เลี้ยงอีกด้วย
ในวงของนักเลี้ยงตู้ทะเล หัวข้อของเครื่องกำจัดโฟม และ trickle filter เป็นหัวข้อที่ถามกันมามากในช่วง 2-3 ปีให้หลังมานี้ มันอาจเป็นตัวที่ยังคงเป็นตัวทำนายและสมมุติฐานของความสำเร็จของนักเลี้ยงได้ และมันก็จะเป็นตัวพิสูจน์รับรอง หรือไม่รับรองจากการวิจัยทดลองไปในระยะเวลานาน ๆ
การตัดสินใจที่จะเลือกใช้ trickle filter หรือ foam remover หรือใช้ทั้งคู่ ยังขึ้นกับชนิดและปริมาณของปลาและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่นักเลี้ยงตู้ทะเลหวังจะให้มันมีในตู้ของตัวเอง
ผู้แทนจำหน่ายด้านนี้มักมีตู้ที่ติดตั้งมาพร้อมกับ trickle filter , foam remover และกรองไนเตรท เข้าไว้ด้วยกัน ระบบแบบนี้เข้าได้ดี และมีประสิทธิภาพที่จะให้นักเลี้ยงแต่ละคนใช้ สินค้าที่ครบครันเหล่านี้ดูแพงในตอนแรก แต่เมื่อซื้อแยกแต่ละอันเมื่อชำนาญขึ้น ก็ไม่ได้ถูกกว่ากัน และยังยากที่จะติดตั้งให้ดูโอ่งโถงและสะดวกต่อการใช้ ในตู้เลี้ยงที่มี
disc anemone (คงเป็นพวกเห็ดติดหิน )
crustaceous anemone (อันนี้คงเป็นกระดุม)
ปะการังหนัง และปลาแมนดาริน กับปลาเล็ก ๆและอื่น ๆ อีกเล็กน้อยไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องกำจัดโฟมราคาแพง แต่ยังมีสารอาหารสำหรับ disc anemone และ crustaceous anemone อย่างไรก็ตาม ปะการังที่มีโครงร่างแข็ง เช่น ปะการังเขากวาง Acropora sp. , ปะการังแมว Pocillopora , Seriatopora , Styropora ปะการังโขด porites ต้องการน้ำที่มีแร่ธาตุอาหารต่ำที่จะทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม ก็ต้องการเครื่องกำจัดโฟมนี้.
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น