Osmose reversa em um aquário

Um sistema de osmose reversa (RO) é um componente indispensável de qualquer sistema de aquário de água salgada, caso contrário, eles simplesmente não funcionam muito bem sem ele.

Os sistemas RO também são importantes para água doceaquários também, principalmente se forem grandes. Um bom sistema de RO ajuda a manter a química da água e o pH adequados e estabelece a pressão osmótica correta para os peixes (esta última razão é porque você não pode colocar peixes de água salgada em um tanque de água doce: suas células explodem).

Aqui, revisaremos a qualidade da água que você podeespere de um sistema RO, detalhando o que se faz pelo seu tanque, seus componentes e também como fazer um funcionar corretamente e mantê-lo dentro dos parâmetros funcionais.

O que é osmose reversa (RO)?

Um sistema RO é um sistema de purificação de água queaplica pressão através de uma membrana semipermeável (como uma peneira microscópica) que permite seletivamente a passagem de solutos com base na restrição de tamanho ou estado carregado, removendo-os assim da água do produto. Um soluto é tudo o que é livremente dissolvido em água, que é o solvente.

Fontes naturais de água contêm váriosíons metálicos, íons não metálicos e alguns íons poliatômicos. Um íon é o estado de um átomo ou molécula (um conjunto de átomos semelhantes ou diferentes) que assume uma carga.

Isso ocorre por meio da adição ou perdade elétrons para a nuvem de elétrons do átomo ou molécula. Elétrons são partículas fundamentais com carga negativa que formam orbitais em torno do núcleo de um átomo.

Elétrons também são compartilhados entre átomos emmoléculas e podem formar versões híbridas (mescladas) de orbitais atômicos. Na realidade, não há uma verdadeira adição de uma partícula de elétron à nuvem, por isso é chamada de “nuvem”.

O que realmente acontece é uma transferência ou perda deenergia para a nuvem e elétrons verdadeiros não existem de fato até que sejam medidos (observados). Isso faz parte de um teorema denominado dualidade partícula-onda, em que partículas fundamentais, como elétrons ou fótons, por exemplo, podem exibir propriedades de onda ou comportamentos de partícula, mas não os dois simultaneamente.

Quais são as partes de um sistema RO?

Os sistemas RO são compostos por várias partes quetrabalhar em conjunto para obter água de maior qualidade removendo seletivamente os íons da água produzida. Isso é muito importante para manter um ambiente favorável para seus peixes quimicamente e também para estabelecer um ambiente adequado osmoticamente (mais sobre isso abaixo).

Membrana

A membrana do sistema RO, que é parcialmentepermeável (semipermeável) é o coração de todo o sistema. É um tipo de peneira micromolecular que permite a passagem da água e seletivamente a passagem de alguns solutos. Os solutos que podem passar pela membrana o fazem porque são pequenos o suficiente para que as portas dentro da membrana a atravessem ou têm uma carga que lhes permite viajar através da membrana.

Outros íons carregados mais elevados (como íons divalentes,que têm duas cargas extras ou menos) são impedidos de passar, a menos que a membrana esteja danificada. Como tal, as membranas têm uma vida útil útil e devem ser substituídas periodicamente quando há rompimentos ou quando o nível de ligação do soluto restrito à membrana reduz substancialmente a passagem livre de água e solutos.

Em alguns sistemas RO que são construídos para acomodarmaiores volumes de filtração de água, múltiplas camadas de membrana são usadas. Entre todos os componentes consumíveis de um sistema RO, a membrana é normalmente a parte mais cara.

Sistemas de pré-filtro

Como as membranas RO podem ser um pouco caras,protegê-los da necessidade de filtrar altas concentrações de solutos da água do produto pode ser afetado pelo uso de um sistema de pré-filtração. Os pré-filtros podem remover partículas em bruto e solutos normalmente encontrados em fontes de água dura.

Esses sistemas de pré-filtro são colocados a montante deo cartucho de membrana RO principal e consiste em vários tipos, freqüentemente usados ​​em combinação para produzir água pré-membrana bastante limpa. Um componente de pré-filtro comum é uma coluna de carvão ativado.

O carvão ativado possui vários locais de ligação emsua superfície para absorver uma variedade de produtos químicos e solutos de íons na água. Se houver uma grande quantidade de partículas na fonte de água, os filtros de areia costumam ser o dispositivo escolhido para remover as partículas antes de alimentar o cartucho de carvão ativado com água.

Outra opção de pré-filtro popular que se tornoumais amplamente utilizado desde sua introdução são os cilindros especiais de polipropileno que são injetados durante a moldagem com fibras de um polímero não tecido. Essas colunas de polipropileno são basicamente um sistema de filtro de 5 mícrons, enquanto a maioria das membranas RO operam na faixa de 0,0005 mícrons (a maioria dos sistemas RO para aquários usa uma membrana RO de 0001 mícrons).

Medidor de pressão

Certificando-se de não explodir acidentalmente seuUma boa e cara membrana RO é um tanto importante e isso pode ser garantido instalando um manômetro. O medidor permitirá que você ajuste a taxa de fluxo do sistema para parâmetros ideais para a membrana e permitirá que você saiba se você está ou não pressionando o sistema em excesso ou falta.

Alguns sistemas RO prontos para uso para aplicações menores não vêm com um manômetro. No entanto, um medidor pode ser facilmente adaptado ao seu sistema. É um componente altamente recomendável.

Restritor de fluxo

Restritores de fluxo são um ótimo assistente emregulando a água, otimizando o desempenho do sistema e protegendo o cartucho de membrana RO de danos. Um restritor de fluxo é um tipo de válvula de retenção que restringirá o fluxo de entrada de água até que a pressão interna correta para desempenho ideal no sistema RO seja alcançada.

Em caso de sobrepressão, restritores de fluxomanterá o pico de pressão interna dentro do compartimento do cartucho de membrana RO e permitirá que o excesso de água de entrada seja desviado para desviar o sistema para a saída de águas residuais.

Válvula de descarga

Válvulas de descarga permitem que a água desvie do fluxorestritor para permitir que grandes depósitos sejam lavados do sistema de membrana. Isso ajuda a aumentar a vida útil de sua membrana e evita que materiais prejudiciais fiquem presos em sua superfície.

A maioria dos sistemas RO não tem uma válvula de descarga, mas elas podem ser adquiridas separadamente e adaptadas a quase qualquer sistema de osmose reversa.

Água Produto (Saída)

A água do produto é a primeira das duas saídas do sistemae é o principal objetivo do seu sistema RO: produção de água purificada. Um sistema RO funcionando bem é normalmente capaz de remover cerca de 90% dos componentes indesejados da água da torneira comum.

Para garantir que seu sistema RO é eficiente, é uma boa ideia testar regularmente se a água do produto está dentro dos parâmetros especificados. Isso pode ser feito com alguns kits ou sensores.

Um medidor de sólidos dissolvidos totais (TDS) ou um medidor geralO kit de dureza (GH) irá analisar a qualidade da água do produto e dizer se o sistema está funcionando corretamente. Os sólidos dissolvidos em um sistema de RO com boa manutenção devem ser cerca de 10 ppm ou menos e a dureza geral da água do produto deve ser exatamente zero.

Águas residuais (saída)

Este é o segundo componente de saída de um ROsistema e contém água com todos os solutos segregados que você não queria em seu aquário. A saída típica de águas residuais contém níveis mais altos de nitratos, fosfatos, metais (como chumbo, mercúrio e cobre), pesticidas e produtos de degradação de pesticidas do que você encontra na água da torneira normal.

A água residual pode ser usada para plantas domésticas, para o seujardim ou sua estufa porque as plantas respondem bem aos nitratos e fosfatos, que são nutrientes de crescimento das plantas. No entanto, esteja ciente de que, se houver aumento nas concentrações de metais pesados ​​em suas águas residuais, você não deseja usar essa água em plantas alimentícias.

O que um sistema RO faz pelo tanque

Para ser breve, um bom sistema de RO remove solúvelcomponentes da fonte de água que podem ter efeitos prejudiciais em plantas e organismos aquáticos. Em alguns casos, a falha em remover esses solutos pode resultar no envenenamento de seus animais e matando vidas em seu tanque.

Os sistemas de RO podem efetivamente remover quantidades em excessode cloro, flúor, arsênico, benzeno, cálcio, magnésio, chumbo, mercúrio, cobre, pesticidas e muitos outros sólidos orgânicos. A remoção desses solutos é ideal para a saúde de qualquer aquário, mas na verdade é uma parte não negociável de qualquer aquário de água salgada.

É verdade que alguns componentes removidos sãobenéfico para as plantas aquáticas (ou seja, nitratos e fosfatos), mas esses componentes de nutrientes são frequentemente reabastecidos na água do tanque pelos animais no tanque (peixes, crustáceos, caracóis, etc.).

Vamos examinar todas as mudanças químicas que um sistema de RO impõe à água tratada e o que a remoção desses solutos faz pelo seu aquário.

Dureza da água

Os sistemas RO reduzem a dureza da água removendoníveis de cálcio e magnésio da água de fonte normal. Esses elementos podem reagir com muitos sistemas biológicos e também com materiais inertes, deixando incrustações que continuam a dissolver ciclicamente o cálcio e o magnésio de volta na água do tanque.

A falha em controlar a dureza da água pode fazerequilibrar o pH do seu tanque é uma espécie de pesadelo. Cada vez que você ajusta o pH, isso causará um maior acúmulo de cálcio e magnésio nos depósitos existentes ou aumentará a liberação de íons de cálcio e magnésio desses depósitos.

O resultado é que você estará continuamenteperseguindo sua cauda tentando atingir o ponto de ajuste desejado para o pH do tanque. Além desse problema, algumas espécies de peixes são mais sensíveis a níveis elevados de cálcio e magnésio que outras espécies.

Peixes tropicais da floresta amazônica, comocomo peixes-anjo e Discus, não sobrevivem bem nem se reproduzem em água dura. Em contraste, existem muitas espécies tolerantes à água dura, como guppies, espadas, peixes-arqueiro e outras espécies de água doce.

Este é apenas um breve exemplo e você deve fazerfaça seu dever de casa ou consulte um especialista em aquário se precisar saber os detalhes sobre os requisitos ambientais de um organismo que pretende colocar em seu aquário. Resumindo, o controle da dureza da água fornece uma gama mais ampla de organismos que você pode hospedar em seu aquário.

Nitratos

Nitratos (NÃO3-), e também nitritos (NO2-), são moléculas de nitrogênio-oxigênio que podem existirindependentemente como íons ou estão ligados a moléculas maiores como grupos funcionais. Eles são produtos de sistemas biológicos animais, embora também possam ser formados no ar por meio das energias plasmáticas produzidas por raios durante tempestades.

Em animais, esses compostos nitrogenados são osprodutos de reações de desaminação que são etapas no metabolismo de aminoácidos derivados do consumo de proteínas. As reações de transaminação que ocorrem produzem cetoácidos, que podem entrar no ciclo de Kreb e fornecer energia às células.

Os subprodutos nitrogenados deste processo são resíduosprodutos e são eliminados. Dependendo do animal e de seus desafios hídricos, os compostos nitrogenados são transformados em amônia, urina ou ácido úrico e são liberados através da micção (micção) e defecação. No meio ambiente, as bactérias nitrificantes decompõem esses resíduos em nitratos e nitritos, que geralmente são consumidos pelas plantas como nutrientes.

Na fonte de água, como água da torneira, a presençadesses produtos químicos geralmente é antropogênico e é o resultado do uso excessivo de fertilizantes e do escoamento agrícola para fontes de água doce, como córregos, rios e lagos. Em relação aos seus efeitos nos sistemas do aquário, se não controlados, os aquários de água doce são um tanto tolerantes a níveis moderados de nitratos (limite superior de 40 ppm), enquanto os aquários de água salgada são decididamente não tolerantes (limite superior de 0,25 ppm).

Como os nitratos vão se acumular em seu tanqueatravés da decomposição da urina e das fezes dos peixes e deve ser filtrada da água do tanque, começando com baixos níveis de nitratos em sua fonte de água filtrada fornece alguma latitude para manter a química do seu tanque. Além de um sistema RO e de limpeza regular do tanque, colocar certas plantas ou materiais no ambiente do tanque pode ajudá-lo a controlar os níveis de nitrato.

Areia viva e rocha viva, que contém nitrificaçãobactérias, irão reduzir os níveis de nitrato do tanque. As plantas de mangue também são bastante hábeis em absorver e usar nitratos como nutrientes de crescimento, criando assim um ciclo do ecossistema no tanque.

Fosfatos

Altos níveis de fosfatos, que são uma plantanutriente, pode causar proliferação de algas em seus aquários. Eventualmente, uma proliferação de algas reduzirá a tensão de oxigênio na água do tanque por meio da competição e começará a matar a vida no tanque.

Para tanques de água salgada, os níveis de fosfato precisam ser mantidos abaixo de 0,2 ppm ou as algas destruirão seus corais e sufocarão seus peixes e crustáceos.

Silicatos

Os silicatos podem ser encontrados nas águas subterrâneas e, até mesmose filtrados da fonte de água, também são dissolvidos de substratos arenosos em seu tanque. Estes podem ser fontes de desova para o crescimento de algas e muitas vezes resultam na proliferação de algas de cascalho (um tipo de alga marrom).

Além disso, os silicatos podem conduzir oproliferação de diatomáceas (algumas espécies das quais são algas), que pastam nos corais. Um sistema RO reduz as pressões gerais de acúmulo de silicato no tanque do aquário.