La filtrazione in acquario

FILTRAZIONE

La filtrazione è il cuore pulsante del acquario, su questo non c’è dubbio!

Di sistemi di filtrazione ce ne sono di tutti i tipi, basta solo scegliere il sistema appropriato, in particolar modo vorrei approfondire il discorso sul ruolo dei batteri nel filtro e come controllarne l’eccessiva proliferazione

Innanzitutto bisogna distinguere tre tipi di filtrazione: biologica, chimica e meccanica.

 Filtrazione Meccanica. Si tratta di filtrare l’acqua per eliminare le particelle in sospensione e/o materiali grossolani che si formano in acquario. Il ruolo più importante della filtrazione meccanica è quello di eliminare non solo le particelle in sospensione e cioè rendere limpida l’acqua in acquario ma quello di eliminare le sostanze organiche, le alghe in sospensione ecc. in eccesso.

Ridurre il carico organico è molto importante dal punto di vista della successiva depurazione biologica dell’acqua poiché riducendo il carico organico si riduce anche la proliferazione abnorme dei batteri che in quantità elevata, sono utili, ma possono diventare allo stesso tempo dannosi per motivi che spiegheremo più avanti.

 Depurazione Biologica.

È quel processo che permette, tramite l’ausilio di batteri, di ossidare la sostanza organica disciolta in acqua in modo da trasformarla in sostanze meno tossiche per i pesci.

Questa dizione molto semplificata racchiude miliardi di processi chimico-bilogici che non si limitano solo al ciclo del carbonio, dell’azoto e del fosforo.

La spiegazione esatta di questo processo potrebbe essere:

La depurazione biologica implica lo studio di particolari batteri che compiono un ciclo vitale atto a demolire la sostanza organica ricavandone energia e permettendo il loro completo ciclo vitale.

In pratica si può dire che, non sono  i batteri ad aiutare i pesci (e l’acquariofilo) a distruggere le sostanze organiche ma, siamo noi acquariofili che indirettamente costruiamo un ambiente che aiuta i batteri a vivere e proliferare ricavandone un vantaggio e cioè fare in modo che i batteri distruggano le sostanze organiche in eccesso ottenendo un’acqua idonea ad allevare i pesci.

Questo concetto, ad un primo impatto, può suonare strano ma, in realtà è vero. Gli acquariofili sono solo in parte allevatori di pesci e per la stragrande maggioranza allevatori di batteri.

Perché lo studio?

Di batteri che alleviamo in acquario ce ne possono essere miliardi ma…..esiste un certo rapporto di competizione tra di loro, dovuto a tanti motivi di cui alcuni sono:

• Temperatura
• pH
• velocità di crescita del batterio stesso
• Presenza o assenza di ossigeno
• Quantità di ossigeno disciolto
• Capacità di ricavare l’ossigeno e/o le fonti energetiche da particolari substrati
• Competizione batterica
• Sviluppo di endotossine e esotossine

Tutti questi fattori e molti altri ,specifici per ogni specie batterica, sono molto importanti per il buon funzionamento di un buon filtro biologico. Ovviamente gli acquariofili controllano indirettamente questi valori ottimizzandoli ai pesci come nel caso di pH, temperatura, ossigeno disciolto, regolazione del flusso al filtro, i cambi parziali  ecc. ma, le aziende che producono i ceppi batterici per acquari ecc li tengono ben presenti e sempre sotto controllo.

Un esempio pratico è il processo di depurazione dei liquami dei comuni depuratori cittadini.

Lavorando a contatto con i batteri e conoscendo le loro necessità di crescita, ho fatto alcune analisi per rendermi conto (la mia era pura curiosità) della reale presenza e della reale quantità di questi batteri nel mio acquario dopo un periodo di vacanza ed in condizioni estreme.

Il risultato all’inizio è stato pressoché sorprendente vi spiego perché:

1.        I batteri presenti risultavano essere 5000 per litro me ne aspettavo molti di più visto che non effettuavo cambi da un  mese ed il carico organico era pari a 100 mg/L di O₂ come BOD₅  in pratica l’acquario era diventato una fogna (il BOD₅ è una misura che indica la richiesta biologica di ossigeno necessaria ai batteri per distruggere la sostanza organica in 5 giorni. In acquario si aggira a 15 – 20 e non 100 come nel mio caso!)

2.        le specie batteriche trovate appartengono a solo 3  specie diverse: cocchi , enterobatteri, pseudomonas : in realtà me ne aspettavo molte di più.

La spiegazione a tutto questo e in realtà molto semplice è lo si può capire interpretando quanto detto sopra, in relazione alle specifiche del mio acquario (non uso attivatori batterici):

·         pH 6.4: non permette la crescita di batteri che preferiscono pH superiore a 7

·         Temperatura 24°C: limita la crescita dei batteri che hanno un optimum a 37°C

·         Quantità di ossigeno ridotta: erogo CO₂ per le piante

·         Capacità di ricavare l’ossigeno da altre fonti: nitrati pressoché zero

·         Competizione batterica: la specie batterica con maggiori capacità di crescita e assimilazione delle sostanze utili ai processi biologici competono con altri batteri riducendo e/o impedendo lo sviluppo di altre specie batteriche per maggiore assimilazione

Sembra chiaro dunque che i problemi “strani” che si possono verificare in acquario come malattie e salti di pH con valori di GH KH ecc. nella norma, possano essere dovuti alla eccessiva proliferazione dei batteri che o per un aumento della temperatura o una carenza dopo un  eccessivo carico di nutrienti,  proliferano eccessivamente e parassitano i pesci. Caso tipico dei problemi che si possono verificare durante i primi mesi estivi.

Perché l’impianto UV?

Da alcuni anni i maggiori produttori di accessori per acquari hanno integrato nei filtri le lampade UV; utile accessorio che serve proprio a controllare le eccessive proliferazioni di batteri che si riverserebbero in acquario provocando seri danni ai pesci. che per nostra fortuna accade assai raramente.

L’impianto UV aiuta a non far entrare in acquario un’eccessiva quantità di batteri oltre ad uccidere eventuali parassiti e alghe

Perché i ceppi batterici selezionati?

Per ridurre la proliferazione di batteri che possono essere potenzialmente patogeni, le aziende in campo acquaristico, oggigiorno mettono in commercio ceppi batterici selezionati che hanno una migliore adattabilità all’ambiente acquario dunque migliore capacità di crescita e competizione verso altri batteri utili ma indesiderati.

Personalmente non ho mai usato ceppi batterici selezionati nel mio acquario da 140 l, ma li ho utilizzati nelle vaschette di riproduzione dove ho potuto constatare che migliorano di gran lunga l’avviamento e l’efficienza dei filtri nonostante i notevoli carichi di infusori e/o mangimi usati per alimentare gli avannotti.

Concludendo sulla depurazione biologica si può ovviamente dire che è assolutamente necessario tenerlo sotto controllo insieme all’acquario.

Ritengo non necessaria la manutenzione dei cannolicchi per non modificare gli equilibri tra le specie batteriche ma ritengo utile regolare di tanto in tanto il flusso di circolazione che permette di regolare meglio la “sopravvivenza” dei batteri in condizioni di aumento o riduzione dell’ossigeno cercando di ottenere, nella parte iniziale del filtro, batteri nitrificatori e cioè batteri in grado di assimilare ammoniaca e nitriti per ridurli in nitrati, nella parte finale dove c’è carenza di ossigeno, batteri denitratori che in condizioni di anossia utilizzano i nitrati per il loro ciclo vitale e ossidare i nitrati presenti in acquario trasformandoli in azoto gassoso.

In pratica riducendo la portata del filtro permettiamo lo sviluppo non eccessivo dei batteri aerobi che per esempio riducono l’ammonia prima e i nitriti dopo in nitrati e nel secondo stadio, quando l’ossigeno è ormai esaurito, aiuteremo i batteri anaerobi a utilizzare i nitrati come fonte energetica, riducendo anche essi.

Utile manutenzione, per il controllo del buon andamento di un filtro biologico, è il cambio parziale che riduce il carico organico, le tossine ecc. favorendo e/o limitando la crescita dei batteri.

Depurazione Chimica. È quel processo che permette di eliminare le sostanze organiche tramite adsorbimento su materiali quali il carbone attivo e le resine, il primo per le sostanze organiche in generale, le seconde sono specifiche per un determinato tipo di sostanze chimiche quali: nitrati, fosfati, ecc.

Carbone attivo

Si tratta di comune carbone, attivato termicamente secondo un particolare processo, che lascia liberi alcuni  “siti” nell’atomo di carbonio permettendo l’adsorbimento delle sostanze organiche.

Questo “accessorio” è molto utile a ridurre tossine, sostanze organiche ecc. ma, è anche dannoso dal punto di vista della riduzione delle sostanze utili ai pesci quali tannini e acidi umici (quelli derivati dall’uso della torba), in particolar modo può ridurre l’effetto chelante dei biocondizionatori perché le varie forme di EDTA sono adsorbite dal carbone stesso rilasciando dunque i metalli pesanti “catturati”. Questo vuol dire che bisogna farne uso solo quando serve e cioè dopo i curativi, in caso di malattie, quando l’acqua è eccessivamente torbida e quando lo si ritiene realmente necessario.

Resine a scambio anionico

Le resine a scambio anionico sfruttano alcune proprietà chimiche delle molecole di Nitrato, fosfato, ecc a legarsi su un supporto organico legato ad un gruppo OH^–  o legato ad una specie metallica con caratteristiche anfotere e cioè che si comportano in determinate condizioni da acido o da metallo (chi ne capisce di chimica mi scusi per l’interpretazione semplicistica!).

Questi supporti non fanno altro che legare le sostanze anioniche, i nitrati , i fosfati ed in parte i solfati.

Il difetto di queste resine è che per legare le suddette sostanze liberano il più delle volte metalli pesanti quali alluminio, ferro ecc.

Qui finisco con le resine a scambio ionico concludendo e senza entrare nel merito chiedo di  non usarle se non in casi estremi quando cioè c’è un rischio di inquinamento elevato.

 Filtro esterno o Interno?

Sia il filtro interno, sia quello esterno, permettono di ottenere delle buone performance su tutti e tre i tipi di filtrazione. Qual’è la differenza?

Estetica:  il filtro esterno ovviamente è a scomparsa quindi non si vede la “scatola nera” dentro l’acquario!

Efficienza: Il filtro esterno avendo un volume maggiore ha la possibilità di aumentare l’efficienza di depurazione, la possibilità di mettere i materiali filtranti che si preferiscono con problemi di spazio meno limitato. Volumi di filtrazione maggiori rispetto alle pompe dei filtri interni.

Praticità: nota dolente dei filtri esterni è la praticità nel ripulire o cambiare eventuali filtri a carbone attivo, spugne per la filtrazione meccanica ecc. o per fare la manutenzione ordinaria della pompa. I filtri interni , soprattutto quelli di ultima generazione (estraibili o con comparti estraibili) hanno la praticità di essere smontati, ripuliti modificati, posso essere aumentati gli elementi filtranti e soprattutto maggiore praticità per pulire le spugne periodicamente.

Costi: i filtri interni hanno un costo ridottissimo rispetto a quelli esterni ma in confronto alla qualità io ritengo siano migliori quelli esterni

Istallazione: sull’istallazione dei filtri non c’è molto da dire, l’unico accorgimento è quello comprarne uno leggermente sovradimensionato alla vasca poiché una volta messo in funzione si ridurrà di molto il volume filtrato quindi, se più grande si potrà regolarlo al minimo all’inizio ed una volta avviato (come si deve!) si può aumentare il flusso.

Questo perché dopo un certo periodo di tempo il filtro tende ad accumulare sostanza organica e/o sostanze mineralizzate dai batteri riducendone il flusso.

Un consiglio che posso dare, per mia esperienza sui filtri esterni, è quello di inserire una pompa con cassetta per materiali filtranti all’interno dell’acquario, e possibilmente vicino se non attaccato, all’entrata dell’acqua.

Caricando  il filtro a cassetta con della lana filtrante, il filtro stesso provvederà a filtrare l’acqua, cioè si darà funzione di filtro meccanico al filtro a cassetta, che provvederà a non far intasare quello esterno, permettendo all’acquariofilo una maggiore praticità nella manutenzione del filtro (basta solo cambiare la lana filtrante appena diventa satura di sostanza organica) e meno problemi di manutenzione. In questo caso si posso anche sostituire le spugne più fini del filtro esterno aggiungendo più materiali filtranti con conseguente aumento del volume filtrato e dunque maggiore efficienza.