В аквариумной практике пользуются поверхностными и погруженными ультрафиолетовыми стерилизаторами. Поверхностный прост в конструкции и состоит из нескольких ламп с отражателями, укрепленными над мелким лотком на высоте 5-10 см. Через них протекает дезинфицируемая вода. Слой воды в лотке 5 см. Многие самодельные стерилизаторы представляют собой УФ-излучатель с защитным экраном-отражателем, закрепленным над мелким (как правило, открытым) водопропускным лотком, ширина которого чуть больше диаметра колбы лампы. Сейчас подобную конструкцию уже вряд ли встретишь.
Ее низкая эффективность обусловлена разной удаленностью от колбы лампы точек поверхности воды в центре и у бортиков лотка (интенсивность УФ-радиации убывает с квадратичной зависимостью по мере увеличения расстояния от колбы), наличием воздушной прослойки, поглощающей более или менее значительную часть УФ-лучей, невозможностью создать интенсивное течение из-за риска перелива воды и прочими факторами, затрудняющими управление стерилизатором. Из преимуществ же стоит отметить лишь относительную свободу выбора используемых при конструировании материалов да отсутствие необходимости в надежной гидроизоляции бактерицидной лампы, поскольку в непосредственный контакт с водой вступает лишь лоток. Любая часть лампы, которая не расположена между водными портами, становится бесполезной.
Подавляющее большинство современных моделей имеют принципиально иную — закрытую схему. Здесь бактерицидная лампа загерметизирована в особом баллоне, выполненном из инертных к воде и непрозрачных для ультрафиолетовых лучей материалов. Диаметр баллона таков, что между его стенками и поверхностью колбы лампы образуется некоторое свободное пространство — рабочая камера. Через входное отверстие сюда насосом закачивается вода, которая выходит через слив в противоположном конце баллона. Таким образом, вода омывает колбу бактерицидной лампы по всей длине и подвергается максимально эффективной ультрафиолетовой «бомбардировке». В моделях относительно высокой мощности (от 30 Вт и выше) с целью сокращения линейных размеров стерилизатора в баллон заключена не одна, а две лампы, расположенные бок о бок.
Иногда рабочая камера стерилизатора отделена от колбы лампы дополнительным промежуточным цилиндром. Он выполнен из кварцевого стекла и служит для образования вокруг лампы термоизоляционной воздушной прослойки, необходимой при пропускании через камеру воды, температура которой не превышает 10-15°С. Дело в том, что бактерицидные лампы работают с максимальной отдачей при температуре окружающей среды около 38-40°С, а при обслуживании холодноводных аквариумов температура на поверхности колбы становится слишком низкой, чтобы обеспечить эффективную работу устройства.
Наличие кварцевого термоизолятора лишь на 10-15% удорожает стерилизатор, зато делает его универсальным инструментом, который можно использовать как в тепловодной, так и в колодноводной аквариумистике. С другой стороны, если вы уверены в том, что в сферу ваших интересов входят исключительно тропические аквариумы с теплолюбивым населением, приобретать стерилизатор с кварцевым теплоизолятором не советую хотя бы потому, что излучение таких устройств на 20-25% слабее (за счет дополнительных потерь ультрафиолета в кварцевом кожухе), да и срок службы ламп ниже из-за усиленного нагрева колбы.
Закрытые стерилизаторы обрели большую популярность благодаря компактности, безопасности и удобству в эксплуатации. Регулируя интенсивность подачи воды в камеру стерилизатора, вы по своему желанию изменяете продолжительность воздействия ультрафиолетовой радиации на патогенные организмы. В принципе, для стерилизации воды в 100-200-литровом пресноводном аквариуме вполне достаточно и 6-8-ваттного ультрафиолетового стерилизатора, но, если средства позволяют, лучше все же оснастить свою аквасистему устройством мощностью 15-25 Вт, тем более, что разница в цене между ними не столь уж и велика. Для морского аквариума мощность стерилизатора должна быть в 3-4 раза выше, чем для пресноводного аналогичного объема.
В любительской аквариумистике наибольшее признание получили стерилизаторы мощностью 25-3о Вт. Эти универсальные устройства в равной степени подходят как для, достаточно вместительных общих аквариумов, так и для небольших специализированных емкостей наподобие нерестовиков. Поскольку передозировка ультрафиолета не представляет угрозы для здоровья и, тем более, жизни рыб или высших водных растений, при покупке аквариумного стерилизатора в расчет стоит принимать не столько мощность устройства, сколько его габариты и особенности конструкции (имея в виду последующее размещение, удобство обслуживания.), а также цену. Что же касается качества изделий различных фирм, то практически вся продукция этого класса отвечает требованиям, предъявляемым к аквариумному оборудованию, – «левый» товар среди ультрафиолетовых стерилизаторов встретить трудно. Стерилизаторы бывают для аквариума, и для прудов (погружные). Не следует приобретать прудовые стерилизаторы, так как они не герметичны и быстро начнут протекать.
УФ-стерилизатор обычно устанавливают после фильтра (им может быть как примитивный «стаканчик», так и высокоэффективная «канистра»). Выгода подобной схемы очевидна: во-первых, насос фильтра подает воду и в рабочую камеру стерилизатора, так что отпадает необходимость в приобретении специального насоса; во-вторых, ультрафиолетовому воздействию подвергается уже очищенная от механической взвеси вода. В принципе, воду в стерилизатор можно подавать и непосредственно из аквариума, но при этом надо помнить, что чем больше в воде примесей, тем ниже эффективность стерилизации.
В воде с высоким содержанием органических веществ или очень мутной ультрафиолетовое облучение не эффективно. Укрывшиеся в тени крупных частиц микроорганизмы, не будут уничтожены излучением и снова попадут в аквариум. Покупая стерилизатор, убедитесь, что размеры его входного и выходного отверстий соответствуют диаметру используемых вами шлангов; если это не так, стоит подумать о приобретении переходников. Управление дозировками ультрафиолета осуществляется за счет изменения скорости протекания воды через рабочую камеру стерилизатора.
Превышение объемов воды, протекающей через рабочую камеру, нежелательно, поскольку неизбежно ведет к уменьшению дозировки и возрастанию риска «проскока» микроорганизмов через ультрафиолетовую «ловушку». Правда, стоит отметить, что эффективность при этом снижается ненамного. Снижение скорости подачи воды отрицательных последствий не имеет, но желательно все же, чтобы через стерилизатор проходило не менее 2-4 объемов аквариума за сутки. Оптимальная скорость потока воды через стерилизатор индивидуальна для каждой модели стерилизатора и каждого типа бактерицидных ламп. Ссылки на режим водопропускания обязательно должны быть приведены в инструкции по эксплуатации или на корпусе самого устройства. При установке УФ-стерилизатора следует выполнять имеющиеся в инструкции рекомендации по расположению ламп. Практически все вертикальные установки могут работать только в таком положении. В то же время некоторые горизонтальные стерилизаторы могут функционировать и в вертикальном положении.
Если вы используете водяной насос с нерегулируемой производительностью, в отрезок шланга между ним и стерилизатором должен быть установлен специальный вентиль, который позволит регулировать скорость протока воды, а, следовательно, и продолжительность контакта воды с ультрафиолетовыми лучами. Обычно УФ-стерилизаторы работают круглосуточно. Отключать их имеет смысл только в редких случаях. Кроме того, стерилизаторы не должны работать в период применения тек или иных фармацевтических средств, эффективность которых может быть снижена под действием ультрафиолетового излучения. Особо внимательным надо быть при использовании лекарств, содержащих хелаты меди – ультрафиолетовые лучи, разрывая химические связи безопасного прежде медикаментозного препарата, способны спровоцировать резкое накопление в воде аквариума несвязанных ионов меди, что может привести к самым печальным последствиям для его обитателей.
Заметьте, что производительность фильтра и производительность помпы, которая прокачивает воду через фильтр — разные вещи. Допустим, в столитровом аквариуме используется помпа производительностью 100 л/ч. Весь ли объем воды в таком аквариуме пройдет через фильтр за один час? Конечно, не весь. За счет неравномерности течений, перемешивания слоев воды и застаивания в углах аквариума, некоторые частицы воды, а соответственно и микроорганизмы, пройдут через фильтр неоднократно, а некоторые за этот час и даже за 3 часа не попадут в него ни разу. Если мы увеличиваем мощность помп, то уменьшаем экспозицию облучения. Есть довольно сложная теоретическая формула, позволяющая рассчитать время, за которое через фильтр пройдет, например, 99 или 99,9 % всего объема воды. На практике же удобно использовать упрощенное соотношение, обеспечивающее относительно приемлемую точность:
Т=3•Va/F;
где: Т — время в часах, Уа — объем аквариума, F — производительность насоса в л/ч.
Продолжительность работы лампы зависит от долговечности электрода и степени соляризации (медленное потемнение лампового стекла под действием продолжительного облучения). Уход за стерилизатором сводится, в основном, к двум мероприятиям. Первое — периодическая, минимум раз в полгода, очистка лампы (а если есть — то и кварцевого термозащитного цилиндра) от бактериального налета, который в значительной степени снижает эффективность ультрафиолетового излучения. Для протирки используют мягкую ткань типа фланели. Как правило, налёт легко отделяется от поверхности, если же этого не происходит, можно смочить ткань спиртом.
Разборку и сборку стерилизатора надо проводить очень аккуратно, особое внимание, уделяя правильности установки уплотнителей, обеспечивающих гидроизоляцию ламп. Второе — замена ламп по мере выработки ими рабочего ресурса. Маломощные лампы (4-8-ваттные) меняют обычно через 4-5 месяцев работы, 5-30-ваттные — раз в полгода, 60-80-ваттные — ежегодно. В принципе, фактический рабочий ресурс бактерицидных ламп зачастую несколько выше указанных сроков и может достигать 10-12 тысяч часов непрерывной работы, но в процессе эксплуатации излучающая способность их значительно снижается (для УФ-ламп мощностью от 4 до 8 Вт — вдвое-втрое после 2ооо-3ооо часов работы), так что пренебрегать сменой, ориентируясь на яркость свечения лампы, не стоит.
Для гарантированной работы ультрафиолетовая лампа должна быть заменена через 8ооо часов работы (примерно раз в год). Если же нет возможности своевременно заменить отработавшую свое лампу на новую, следует хотя бы в те же 2-3 раза уменьшить скорость протекания воды через стерилизатор со стареньким излучателем.
Стерилизационная способность УФ-стерилизатора практически не зависит от активной реакции воды, ее жесткости, температуры. Соленость почти вдвое снижает проницаемость лучей, но все же не сводит их на нет, а потому морская вода тоже может быть подвергнута обеззараживанию ультрафиолетом. Нет необходимости в приобретении каких-либо тестов и проведении анализов. Отсутствует риск передозировки. Ультрафиолетовое облучение, по сравнению с озонированием, более надежно и эффективно, более экономично.
В заключение хочу напомнить, что использование ультрафиолетовых стерилизаторов ни в коем случае не должно подменять стандартных гигиенических мероприятий в аквариуме, применения медикаментозных средств. УФ-лучи не помогут избежать загрязнения воды, а также вылечить заболевшую рыбу, зато они воспрепятствуют активному размножению микроорганизмов и переносу инфекции с пораженной рыбы на здоровую или в другой аквариум. В УФ-стерилизаторе происходит уничтожение только патогенной микрофлоры, т.к. колонии полезных бактерий не присутствуют в толще воды, а обитают в грунте, на листьях растений и предметах декора.
По этой причине оно эффективно только для уничтожения свободно живущих патогенных организмов. (УФ-стерилизация совершенно неэффективна в борьбе с инфекциями и инвазиями, возбудители которых ведут сидячий образ жизни). Это обусловлено механизмом действия УФ-лучей в воде и устройством УФ-стерилизаторов. Ни обитателям аквариума, ни его полезной микрофлоре, при очистке воды УФ-излучением, не наносится ни малейший вред. Напротив, рыбки в очищенной воде болеют значительно реже и живут дольше. Полезно также добавить, что ультрафиолетовые лучи небезвредны для органов зрения, поэтому при сборке самодельных УФ-стерилизаторов нужно следить за тем, чтобы ни прямой, ни отраженный ультрафиолет не попадал в глаза, равно как и не стоит любоваться светом бактерицидной лампы, извлеченной из защитного кожуха фабричного стерилизатора.
Все описанные методы очистки воды редко применяются нашими аквариумистами, а зря. Часто они плохо представляют себе процессы, происходящие в аквариуме, надеются на «авось», и по старинке ограничиваются ежедневной чисткой детрита и остатков пищи с применением неэффективных фильтров. Хозяева аквариумов традиционного типа, с умеренным количеством рыб мелкого и среднего размера, в особенности с живыми растениями, могут и не увидеть сколько-нибудь заметного визуального эффекта от применения этого прибора (конечно, если у вас хорошая биофильтрация, обеспечивающая стабильное биологическое равновесие в аквариуме), хотя качество воды все же улучшится, причем значительно. А вот владельцам аквариумов и водоемов с крупными рыбами, особенно с высокой плотностью их посадки, УФ-стерилизатор окажет немалую, а порой и неоценимую помощь.
О недостатках применения УФ стерилизаторов:
- До 80% потребляемой УФ лампой мощности уходит на тепло – это недостаток, т.е. стерилизатор подогревает аквариумную воду как проточный нагреватель, летом — это ни к чему.
- УФ стерилизатор способен воздействовать только на свободно плавающие формы микрофлоры, которые могут быть втянуты в его камеру.
- Стерилизатор не должен включаться в период применения лекарств.
- Нежелательна круглосуточная работа стерилизатора в растительном аквариуме, особенно, при применения удобрений. Дело в том, что фотоны ультрафиолета при взаимодействии с водой вырабатывают: активные радикалы гидроксильной группы (ОН), молекулярный кислород, озон. Они способны окислить микрофлору и уменьшают окисляемость воды. По этой причине опасно включать стерилизатор в недавно запущенном аквариуме и в аквариуме с низкой окисляемостью воды. Применение стерилизатора в недавно запущенном аквариуме часто приводит к вспышке сине-зелёных водорослей!
- УФ излучение, сокращает время «жизни» двухвалентного железа в аквариумной воде, что нежелательно для растений. По этой причине, аквариумисты включают стерилизатор только на ночь, или даже только на 1 час в сутки.
- УФ облучение не рекомендуется рассматривать как альтернативу карантину рыб или как способ компенсации плохого обслуживания аквариума. УФ стерилизаторы не помогут избежать загрязнения воды, зато УФ препятствуют активному размножению микроорганизмов и переносу инфекции с заболевшей рыбы на здоровую.
- Главная причина опасности корпуса из пластика заключается в том, что при ошибках обслуживания аквариума нередко происходит ситуация, при которой стерилизатор оказывается без воды. Включение УФ-лампы в таком случае приводит к порче (деградации) пластика корпуса. После таких случаев, рано или поздно в пластике образуется дырка и происходит затопление соседей. Если УФ лампа длительное время включена без воды, то пластиковый корпус прогорает быстро. Лучше использовать стерилизаторы, которые имеет надёжный корпус из нержавеющей стали.