Có thể loại bỏ Nitrat ra khỏi hồ cá bằng cách nào? Bộ lọc cho hồ cá sẽ giúp bạn xử lý và khử Nitrat (NO3) khỏi nước, với điều kiện làm bộ lọc phụ, lọc vi sinh.
| Một thiết bị lọc Nitrat trên thị trường |
Trong môi trường thủy sinh thiên nhiên, nơi sinh sống của các loại cây cá nước ngọt cũng như nước mặn, gần như không hiện diện Nitrat hay rất ít để có thể đo thấy.
Ngược lại trong môi trường bể thủy sinh nhân tạo, với vòng sinh thái khép kín và nước không được đổi mới liên tục, thực tế luôn quá tải. Qua sự trao đổi chất của cây cá cộng phân hủy thức ăn, những phần cây chết làm nồng độ chất có hại trong nước tăng không ngừng. Nhờ thay nước thường xuyên và hệ thống lọc hiệu quả mà người ta có thể giữ cho cây và cá có được chất lượng nước như mong muốn.
Chất lượng của nước đánh giá bằng những thông số chủ chốt: Amonium/Amoniac, Nitrit/Nitrat. Hầu hết những hệ thống lọc tốt trong bể thủy sinh có thể chuyển đổi Amonium (NH4)/Amoniac (NH3) qua Nitrit (NO2) và chuyển thành Nitrat (NO3).
Điều gì sẽ xảy ra với Nitrat?
Ở tất cả những loại lọc cho bể cá có mặt trên thị trường, quá trình chuyển hóa chất đều kết thúc bằng Nitrat, có nghĩa rằng mặc dù loại bỏ được Amonium/Amoniac Nitrit nhưng nồng độ Nitrat trong nước vẫn tăng đều đặn.
Khi trong nước quá nhiều Nitrat, sự phát triển của cây và cá sẽ bị chậm lại rất nhiều. Màu của cá nhợt nhạt, cây còi cọc, sự sống trong bể ảnh hưởng và dễ bệnh tật. Cạnh đó còn tiềm ẩn nguy cơ Nitrat với nồng độ cao lại trở lại thành Nitrat, chất chỉ với lượng rất nhỏ đã là chất độc của thủy sinh vật.
Cách giải quyết bắt buộc, thay nước để giữ nồng độ chất có hại ở mức thấp, qua lượng Nitrat có sẵn trong nước máy, trở thành kém hiệu quả.
Vì những nguyên nhân đó, người chơi thủy sinh cần hệ thống lọc với những vật liệu lọc hiệu quả hơn nhằm luôn luôn giữ cho cây và cá có được chất lượng nước cao hơn, như điều kiện sống trong tự nhiên của chúng.
Vật liệu lọc
Với những vật liệu lọc thích hợp, quần thể vi sinh có ích mới định cư đến được tận lõi. Do lượng Oxy đã được lớp vi sinh ngoài cùng tiêu thụ hết, bên trong lõi vật liệu hình thành môi trường nghèo Oxy, tạo thành chỗ sống cho những loại vi sinh yếm khí. Chúng có khả năng thở bằng Nitrat (loại bỏ Nitrat), bằng cách hút những Oxyatom. Chỉ còn lại Nitơ (N2) dạng khí bốc lên khỏi mặt nước bể thủy sinh.
Chúng ta có thể nhận biết những vật liệu lọc này có đáp ứng được những yêu cầu trên hay không bằng nước pha màu, nếu vật liệu lọc tốt, khi đặt chúng lên nước màu sẽ hút lên khắp vật liệu lọc như một cục đường thấm nước. Vật liệu lọc nếu không đạt được độ xốp này sẽ không loại được Nitrat do không tạo được môi trường yếm khí cần thiết. Cũng có những loại vật liệu khác giữ Nitrat lại (Active Carbon) hay hoạt động theo nguyên tắc trao đổi Ion đều có chung nhược điểm: khả năng hiệu quả chỉ có giới hạn trong khoảng thời gian ngắn, cần thay thường xuyên.
Lọc Nitrat vi sinh (Bypass)
Trước tiên, các bạn có thể lựa chọn một trong hai khả năng. Mỗi khả năng tùy thuộc vào bạn muốn hạ mức Nitrat xuống đến đâu. Nếu giữ ở mức chấp nhận được, chỉ cần một lọc phổ thông có hệ vi sinh tốt, nếu muốn hạ Nitrat xuống gần bằng không, chúng ta cần loại lọc yếm khí Bypass.
| Hệ thống lọc Nitrat vi sinh |
Nguyên tắc lọc Nitrat Bypass
Nước từ bể đi vào lọc chính, được lọc sạch cặn bã qua các lớp lọc từ thô đến mịn, vi sinh trong lọc chính sẽ tiêu thụ phần lớn lượng Oxy trong nước. Từ lọc chính ra một phần trở lại bể, một phần đi vào lọc Bypass chứa những vật liệu lọc thích hợp như đã đề cập bên trên. Mục đích đảm bảo được dòng chảy chậm, nghèo Oxy tạo cho vi khuẩn yếm khí lọc Nitrat có được môi trường sống và điều kiện hoạt động lý tưởng.
Hệ thống lọc này cần điều chỉnh lượng nước tuần hoàn khoảng một lần thể tích bể trên giờ.
Các phương pháp xử lý NH4, khử ion Amoni NH4+ trong nước
1. Phương pháp Clo hóa nước đến điểm đột biến
Khi cho CLo vào nước, trong nước tạo ra axit hypoclorit
Cl2 + H2O ⇔ HCl + HOCl
Axit hypoclorit kết hợp với NH4+ tạo thành Cloramin. Khi nhiệt độ nước ≥200C, pH ≥7 phản ứng diễn ra như sau:
OH- + NH4+→ NH4OH ⇔ NH3 + H2O
NH3 + HOCl → NH2Cl + H2O monocloramin
NH2Cl + HOCl → NHCl2 + H2O dicloramin
NHCl2 + HOCl → NCl3 + H2O tricloramin
Quá trình kết thúc sau 3 phút khuậy trộn nhẹ. Tại điểm oxy hóa hết Cloramin và trong nước xuất hiện Clo tự do gọi là điểm đột biến. Sau khi khử hết NH4+ trong nước cò lại lượng clo dư lớn, phải khử clo dư trước khi cấp cho người tiêu thụ.
– Khử Clo dư trong nước sau khi lọc bằng Natrisunfit (Na2SO3)
Na2SO3 + Cl2 + H2O → 2HCl + Na2SO4
– Khử Clo dư trong nước sau khi lọc bằng Trionatrisunfit (Na2S2O3)
4Cl2 + Na2S2O3 + 5H2O → 2NaCl+ 6HCl + 2H2SO4
Quá trình diễn ra hoàn chỉnh sau 15 phút khuấy trộn đều hóa chất và nước
2. Phương pháp làm thoáng
Muốn khử NH4+ ra khỏi nước bằng phương pháp làm thoáng, phải đưa pH của nước nguồn lên 10.5 – 11.0 để biến 99% NH4+ thành khí NH3 hòa tan trong nước.
– Nâng pH của nước thô: Để nâng pH của nước thô lên 10.5 – 11.0 thường dùng vôi hoặc xút. Sau bể lọc pha axit vào nước để đưa pH từ 10.5 – 11.0 xuống còn 7.5
– Tháp làm thoáng khử khí amoniac NH3 thường được thiết kế để khử khí amoniac có hàm lượng đầu vào 20 – 40 mg/l, đầu ra khỏi giàn hàm lượng còn lại 1 – 2mg/l, như vậy hiệu quả khử khí của tháp phải đạt 90 – 95%. Hiệu quả khử khí NH3 của tháp làm thoáng khi pH ≥11 phụ thuộc nhiều nhiệt độ của nước. Khi nhiệt độ nước tăng, tốc độ và số lượng ion NH4 chuyển hóa thành NH3 tăng nhanh.
3. Phương pháp trao đổi ion
Để khử NH4+ ra khỏi nước có thể áp dụng phương pháp lọc qua bể lọc cationit. Qua bể lọc cationit, lớp lọc sẽ giữ lại ion NH4+ hòa tan trong nước trên bề mặt hạt và cho vào nước ion Na+. Để khử NH4+ phải giữ pH của nước nguồn lớn hơn 4 và nhỏ hơn 8. Vì khi pH ≤ 4, hạt lọc cationit sẽ giữ lại cả ion H+ làm giảm hiệu quả khử NH4+ . Khi pH > 8 một phần ion NH4+ chuyển thành NH3 dạng khí hòa tan không có tác dụng với hạt cationit.
4. Phương pháp vi sinh
Lọc nước đã được khử hết sắt và cặn bẩn qua bể lọc chậm hoặc bể lọc nhanh, thổi khí liên tục từ dưới lên. Do quá trình hoạt động vi khuẩn Nitrosomonas oxi hóa NH4+ thành NO2- và vi khuẩn Nitrobacter oxy hóa NO2-thành NO3- . Quá trình diễn ra theo phương trình phản ứng khử Nitrat dưới đây:
NH4+ + 2O2 → NO3- + 2H+ + H2O
1.02NH4++ 1.89O2 + 2.02HCO3- → 0.21C5H7O2N + 1.0NO3- + 1.92 H2CO3 + 1.06H2O
Các phương pháp khử Nitrat khác
Sau đây là những giải pháp khử Nitrat khác được sử dụng để khử Nitrat trong nước ngầm và nước thải.
1. Dùng lọc thẩm thấu ngược RO
Để khử nitrat dùng lọc thẩm thấu ngược RO, điện phân, trao đổi ion trong các bể lọc ionit.
Điều kiện áp dụng phương pháp trao đổi ion: Nước có hàm lượng cặn < 1mg/l.
Tổng hàm lượng ion NO3- và SO42- và Cl- có sẵn trong nước phải nhỏ hơn 250 mg/l là hàm lượng ion Cl- lớn nhất cho phép có trong nước ăn uống. Vì khi lọc qua bể lọc anionit các ion SO42-, NO3- được giữ lại, thay bằng ion Cl- khi hoàn nguyên bể lọc anionit bằng dung dịch muối ăn.
Một cách khác để chuyển đổi Nitrat thành Nitơ là sử dụng keo Palladium ở dạng Nano.
Do việc sử dụng quá nhiều phân bón, nước ngầm đang bị nhiễm Nitrat gây hại cho sức khỏe người tiêu dùng. Một biện pháp để loại bỏ Nitrat có hại từ nước uống là thúc đẩy quá trình chuyển đổi nitrat thành Nitơ. Quá trình này có nhược điểm là thường tạo ra Amoniac. Bằng cách sử dụng các hạt Nano Palladium làm chất xúc tác, nhược điểm này có thể được hạn chế một phần.
Lượng Amoniac sản sinh ra phụ thuộc vào phương pháp được sử dụng Palladium và về cấu trúc vật lý của chất xúc tác, sử dụng các hạt keo Palladium kích cỡ nanomet. Những hạt này được cố định vào bề mặt bộ lọc, vì vậy nó sẽ không bị lẫn vào nước. Để ngăn chặn các hạt này tụ lại với nhau, Polyvinyl Alcohol được thêm vào. Tuy nhiên các chất ổn định có xu hướng bao phủ bề mặt của các hạt Palladium, làm giảm hiệu quả của chất xúc tác này. Bằng cách thêm vào một chất xử lý bổ sung, các hạt nano paladi có thể thúc đẩy tốt quá trình chuyển đổi Nitơ mà sản sinh ra rất ít Amoniac.
Sản phẩm lọc vi sinh khuyên dùng:
– Thích hợp cho bể tới: 180L
– Đây là loại lọc giá rẻ lại phù hợp với bể cá nhỏ hay lớn. Nếu bạn có kinh phí hạn hẹp thì rất nên mua và sử dụng lọc mút vi sinh này.
– Cung cấp oxi cho bể cá
– Dùng kèm sủi oxy
– Dễ sử dụng