Osmose inverse dans un aquarium

Un système d'osmose inverse (RO) est un composant indispensable de tout système d'aquarium d'eau salée, sinon, ils ne fonctionnent tout simplement pas très bien sans un.

Les systèmes RO sont également importants pour l'eau douceles aquariums aussi, surtout s'il s'agit de grands réservoirs. Un bon système d'OI aide à maintenir la chimie et le pH de l'eau appropriés et établit une pression osmotique correcte pour les poissons (cette dernière raison est la raison pour laquelle vous ne pouvez pas mettre les poissons d'eau salée dans un réservoir d'eau douce: leurs cellules explosent).

Ici, nous examinerons la qualité de l'eau que vous pouvezattendez d'un système RO, détaillant ce que l'on fait pour votre réservoir, ses composants, et aussi comment le faire fonctionner correctement et le maintenir dans les paramètres fonctionnels.

Qu'est-ce que l'osmose inverse (RO)?

Un système RO est un système de purification d'eau quiapplique une pression à travers une membrane semi-perméable (comme un tamis microscopique) qui permet sélectivement aux solutés de la traverser en fonction de la restriction de taille ou de l'état chargé, les éliminant ainsi de l'eau du produit. Un soluté est tout ce qui est librement dissous dans l'eau, qui est le solvant.

Les sources d'eau entièrement naturelles contiennent diversesions métalliques, ions non métalliques et certains ions polyatomiques. Un ion est l'état d'un atome ou d'une molécule (un assemblage d'atomes similaires ou différents) qui assume une charge.

Cela se produit par l'ajout ou la perted'électrons au nuage d'électrons de l'atome ou de la molécule. Les électrons sont les particules fondamentales chargées négativement qui forment des orbitales autour du noyau d'un atome.

Les électrons sont également partagés entre les atomes dansmolécules et peuvent former des versions hybrides (fusionnées) d'orbitales atomiques. En réalité, il n'y a pas de véritable addition d'une particule électronique au nuage, c'est pourquoi on l'appelle un «nuage».

Ce qui se passe réellement est un transfert ou une perte del'énergie vers le nuage et les vrais électrons n'existent pas tant qu'ils ne sont pas mesurés (observés). Cela fait partie d'un théorème appelé dualité particule-onde, où les particules fondamentales, telles que les électrons ou les photons, par exemple, peuvent présenter des propriétés de type onde ou des comportements de type particule, mais pas les deux simultanément.

Quelles sont les parties d'un système RO?

Les systèmes RO se composent de plusieurs parties quitravailler de concert pour obtenir une eau de meilleure qualité en éliminant sélectivement les ions de l'eau produite. Ceci est très important pour maintenir à la fois un environnement favorable pour vos poissons chimiquement et également pour établir un environnement osmotique approprié (plus d'informations ci-dessous).

Membrane

La membrane du système RO, qui est partiellementperméable (semi-perméable) est le cœur de tout le système. C'est un type de tamis micromoléculaire qui laisse passer l'eau et permet sélectivement à certains solutés de passer à travers. Les solutés qui peuvent passer à travers la membrane le font parce qu'ils sont soit suffisamment petits pour que les orifices à l'intérieur de la membrane la traversent, soit ont une charge qui leur permet de traverser la membrane.

D'autres ions chargés plus élevés (tels que les ions divalents,qui ont deux charges supplémentaires ou deux charges de moins) sont interdites de passage à moins que la membrane ne soit endommagée. En tant que telles, les membranes ont une durée de vie utile et doivent être périodiquement remplacées lorsqu'il y a des brèches ou lorsque le niveau de liaison de soluté restreint à la membrane réduit sensiblement le libre passage de l'eau et des solutés.

Dans certains systèmes RO conçus pour s'adapterdes volumes de filtration d'eau plus importants, plusieurs couches de membrane sont utilisées. Parmi tous les composants consommables d'un système RO, la membrane est généralement la pièce la plus chère.

Systèmes de préfiltre

Étant donné que les membranes RO peuvent être un peu chères,en les protégeant de la nécessité de filtrer des concentrations élevées de solutés de l'eau de votre produit peut être affectée par l'utilisation d'un système de préfiltration. Les préfiltres peuvent éliminer les particules brutes et les solutés généralement trouvés dans les sources d'eau dure.

Ces systèmes de préfiltre sont placés en amont dela cartouche de membrane RO principale et se composent de plusieurs types, souvent utilisés en combinaison pour produire de l'eau pré-membrane plutôt propre. Un composant de préfiltre commun est une colonne de charbon actif.

Le charbon actif a de nombreux sites de liaison sursa surface pour absorber une variété de produits chimiques et de solutés ioniques dans l'eau. S'il y a une grande quantité de particules dans l'eau de source, les filtres à sable sont souvent le dispositif de choix pour éliminer les particules avant d'introduire de l'eau dans la cartouche de charbon actif.

Une autre option de préfiltre populaire qui est devenueLes cylindres spéciaux en polypropylène injectés lors du moulage avec des fibres d'un polymère non tissé sont plus largement utilisés depuis son introduction. Ces colonnes en polypropylène sont essentiellement un système de filtre de 5 microns, alors que la plupart des membranes RO fonctionnent jusqu'à 0,0005 microns (la plupart des systèmes RO pour aquariums utilisent une membrane RO de 0001 microns).

Manomètre

Assurez-vous de ne pas souffler accidentellement votreUne belle membrane RO coûteuse est en quelque sorte importante et cela peut être garanti en installant un manomètre. La jauge vous permettra d'ajuster le débit du système aux paramètres optimaux pour la membrane et vous permettra de savoir si vous êtes sur ou sous-pressurisé ou non le système.

Certains systèmes RO standard pour les petites applications ne sont pas fournis avec un manomètre. Cependant, une jauge peut facilement être installée ultérieurement sur votre système. C'est un composant que nous recommandons vivement.

Limiteur de débit

Les limiteurs de débit sont un excellent assistantrégulation de l'eau, optimisation des performances du système et protection de la cartouche à membrane RO contre les dommages. Un limiteur de débit est une sorte de clapet anti-retour qui restreindra le débit d'eau entrant jusqu'à ce que la pression interne correcte pour des performances optimales dans le système RO soit atteinte.

En cas de surpression, limiteurs de débitmaintiendra les pressions internes maximales dans le compartiment de la cartouche de membrane RO et permettra à l'eau en excès d'être détournée pour contourner le système vers la sortie des eaux usées.

Valve de chasse

Les vannes de chasse permettent à l'eau de contourner le débitrestricteur pour permettre aux gros dépôts d'être lavés à nouveau du système de membrane. Cela contribue à augmenter la durée de vie de votre membrane et empêche les matériaux nocifs d'être emprisonnés à sa surface.

La plupart des systèmes RO n'ont pas de vanne de chasse, mais ceux-ci peuvent être achetés séparément et adaptés à presque tous les systèmes d'osmose inverse.

Eau de produit (sortie)

L'eau produite est la première des deux sorties du systèmeet c'est l'objectif principal de votre système RO: la production d'eau purifiée. Un système RO qui fonctionne bien est généralement capable d'éliminer environ 90% des composants indésirables de l'eau courante du robinet.

Pour vous assurer que votre système RO est efficace, il est judicieux de tester régulièrement que l'eau du produit respecte les paramètres spécifiés. Cela peut être fait avec quelques kits ou capteurs.

Un compteur de solides dissous totaux (TDS) ou unLe kit de dureté (GH) analysera la qualité de l'eau du produit et vous indiquera si le système fonctionne correctement. Les solides dissous dans un système RO bien entretenu doivent être d'environ 10 ppm ou moins et la dureté générale de l'eau de votre produit doit être exactement nulle.

Eaux usées (sortie)

C'est le deuxième composant de sortie d'un ROsystème et contient de l'eau avec tous les solutés séparés que vous ne vouliez pas dans votre aquarium. Les eaux usées typiques contiennent des niveaux plus élevés de nitrates, de phosphates, de métaux (tels que le plomb, le mercure et le cuivre), de pesticides et de produits de décomposition des pesticides que vous ne trouvez dans l'eau du robinet normale.

Les eaux usées peuvent être utilisées pour les plantes d'intérieur, pour votrejardin, ou votre serre parce que les plantes réagissent bien aux nitrates et aux phosphates, qui sont des nutriments pour la croissance des plantes. Cependant, sachez que si vous avez des concentrations accrues de métaux lourds dans vos eaux usées, vous ne voulez pas utiliser cette eau sur les plantes alimentaires.

Ce qu'un système RO fait pour le réservoir

Pour être bref, un bon système RO élimine le solublecomposants de l'eau de source qui peuvent avoir des effets néfastes sur les plantes et les organismes aquatiques. Dans certains cas, le fait de ne pas éliminer ces solutés peut entraîner l'empoisonnement de vos animaux et tuer la vie dans votre aquarium.

Les systèmes RO peuvent éliminer efficacement les montants excédentairesde chlore, fluorure, arsenic, benzène, calcium, magnésium, plomb, mercure, cuivre, pesticides et de nombreux autres solides organiques. L'élimination de ces solutés est idéale pour la santé de tout aquarium, mais est en fait une partie non négociable de tout aquarium d'eau salée.

Il est vrai que certains composants supprimés sontbénéfique pour les plantes aquatiques (c'est-à-dire les nitrates et les phosphates), mais ces éléments nutritifs sont souvent reconstitués dans l'eau du réservoir par les animaux du réservoir (poissons, crustacés, escargots, etc.).

Examinons tous les changements chimiques qu'un système RO impose à l'eau traitée et ce que l'élimination de ces solutés fait pour votre aquarium.

Dureté de l'eau

Les systèmes RO réduisent la dureté de l'eau en éliminantniveaux de calcium et de magnésium provenant de l'eau de source normale. Ces éléments peuvent réagir avec de nombreux systèmes biologiques et aussi avec des matériaux inertes, laissant des incrustations qui continuent cycliquement à re-dissoudre le calcium et le magnésium dans l'eau du réservoir.

Le fait de ne pas contrôler la dureté de l'eau peutl'équilibre du pH dans votre réservoir est une sorte de cauchemar. Chaque fois que vous ajustez le pH, cela provoquera une accumulation accrue de calcium et de magnésium sur les dépôts existants ou augmentera la libération d'ions calcium et magnésium de ces dépôts.

Le résultat est que vous serez continuellementchassant votre queue en essayant d'atteindre le point de consigne souhaité pour le pH du réservoir. Au-delà de ce problème, certaines espèces de poissons sont plus sensibles aux niveaux élevés de calcium et de magnésium que d'autres espèces.

Poissons tropicaux de la forêt amazonienne, telscomme le poisson-ange et le discus, ne survivent pas bien ou ne se reproduisent pas dans l'eau dure. En revanche, il existe de nombreuses espèces tolérantes à l'eau dure comme les guppys, les espadons, les archerfish et d'autres espèces d'eau douce.

Ceci n'est qu'un bref exemple et vous devriez fairevos devoirs ou consultez un spécialiste de l'aquarium si vous avez besoin de connaître les spécificités des exigences environnementales d'un organisme que vous souhaitez mettre dans votre aquarium. Pour résumer, le contrôle de la dureté de l'eau vous offre une gamme plus large d'organismes que vous pouvez héberger dans votre aquarium.

Les nitrates

Nitrates (NON3-), ainsi que des nitrites (NO2-), sont des molécules d'azote-oxygène qui peuvent existerindépendamment sous forme d'ions ou sont attachés à des molécules plus grosses en tant que groupes fonctionnels. Ce sont les produits des systèmes biologiques animaux, bien qu'ils puissent également se former dans l'air grâce aux énergies plasmatiques produites par la foudre pendant les orages.

Chez les animaux, ces composés azotés sont lesles produits de réactions de désamination qui sont des étapes du métabolisme des acides aminés issus de la consommation de protéines. Les réactions de trans-amination qui ont lieu produisent des acides céto, qui peuvent entrer dans le cycle de Kreb et fournir de l'énergie aux cellules.

Les sous-produits azotés de ce processus sont des déchetsproduits et sont éliminés. En fonction de l'animal et de ses défis hydriques, les composés azotés sont transformés en ammoniac, urine ou acide urique et sont libérés par miction (miction) et défécation. Dans l'environnement, les bactéries nitrifiantes décomposent ces déchets en nitrates et nitrites, qui sont généralement consommés par les plantes comme nutriments.

Dans l'eau de source, comme l'eau du robinet, la présencede ces produits chimiques est généralement d'origine anthropique et résulte d'une utilisation excessive d'engrais et du ruissellement agricole vers des sources d'eau douce telles que les ruisseaux, les rivières et les lacs. En ce qui concerne leurs effets sur les systèmes d'aquarium, s'ils ne sont pas contrôlés, les aquariums d'eau douce tolèrent quelque peu des niveaux modérés de nitrates (limite supérieure de 40 ppm), alors que les aquariums d'eau salée ne sont décidément pas tolérants du tout (limite supérieure de 0,25 ppm).

Puisque les nitrates vont s'accumuler dans votre réservoirà travers la décomposition de l'urine et des excréments de poisson et doit être filtrée de l'eau du réservoir, en commençant par de faibles niveaux de nitrates dans votre eau de source filtrée, vous donne une certaine latitude dans le maintien de la chimie de votre réservoir. En plus d'un système RO et du nettoyage régulier de votre réservoir, placer certaines plantes ou certains matériaux dans l'environnement du réservoir peut vous aider à contrôler les niveaux de nitrate.

Du sable vivant et de la roche vivante, contenant de la nitrificationbactéries, réduira les niveaux de nitrate du réservoir. Les plantes de mangrove sont également très aptes à absorber et à utiliser les nitrates comme nutriments de croissance, créant ainsi une boucle écosystémique dans le réservoir.

Les phosphates

Des niveaux élevés de phosphates, qui sont une plantenutriment, peut provoquer des proliférations d'algues dans vos réservoirs. Finalement, une prolifération d'algues réduira la tension d'oxygène dans l'eau du réservoir par compétition et commencera à tuer la vie dans le réservoir.

Pour les réservoirs d'eau salée, les niveaux de phosphate doivent être maintenus en dessous de 0,2 ppm ou les algues détruiront vos coraux et étoufferont vos poissons et crustacés.

Silicates

Les silicates peuvent être trouvés dans les eaux souterraines et, mêmesi filtré de l'eau de source, sont également dissous des substrats sableux dans votre réservoir. Ceux-ci peuvent être des sources de frai pour la croissance des algues et entraîner souvent des proliférations d'algues à partir d'algues de gravier (un type d'algue brune).

De plus, les silicates peuvent entraînerprolifération de diatomées (dont certaines espèces sont des algues), qui brouteront les coraux. Un système RO réduit les pressions globales d'accumulation de silicate sur le réservoir de l'aquarium.