最有用的长篇物理课,把物理过滤玩到底

老何陪你玩海水 2021-12-31 15:11:04

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这次文章说一个物理过滤的知识,中间会涉及到很多大大小小的知识点,如滤袋、PP棉、超滤、活性炭、RO膜等等。我按照微粒尺寸次序写下去,希望通过这个文章完整的解决这些问题。


正文开始:


我们说的物理过滤,一般都是拦截为主,要深刻了解物理拦截,首先要知道一个单位概念:
1mm(毫米)=1000um(微米)=1000000nm(纳米)
还有一个单位“埃米”,1埃米=10的负10次方米=0.1纳米


我们的肉眼可见最小颗粒大概为50um左右,也就是0.05毫米。


我们的物理课就从可见微粒这里开始。

第一个数量级,可见微粒拦截:

拦截微粒第一种大家想到了,最常见的就是滤棉、滤袋。


知识点:

其实不同的滤袋(棉)会有不同的孔隙,除了我们通常说的粗棉细棉这些可以一目了然的大小区分,还有2种方式表示孔隙大小。


1.直接标注滤袋孔隙直径:如100um(微米)

意思就是滤袋孔隙是100微米,超过100微米的颗粒会被拦截。

很明显,用孔径这种表示方法,数字越小,表示孔隙越小,然后过滤越干净(也越容易堵塞)。

2.用“目”表示滤袋的孔隙直径:如200目
目是指每平方英寸(约6.45平方厘米,比一元硬币大一点)筛网上的空眼数目,换算下来200目的孔径大约为0.074毫米(74微米)。
用目这种表示方法,数字越大,则孔隙越小


ps:通常打磨用的沙皮纸就是用“目”来表示,100目的很粗糙,1000目的就很细。


可见微粒的知识很简单,那么通过滤棉后的物质如果要再拦截怎么办呢?


第二个数量级,微米级拦截:


上次文章我到过PP棉拦白点,PP棉就是属于微米级,常见2种:1微米、5微米。

还有一种上次说过的JBL白点棉,尺寸也为大约1微米,也归属到这一类。


为什么这些材料可以过滤白点虫源?你肯定也想到了,因为白点虫已经超过这个尺寸,所以会被拦截。

知识点:
除了白点,还有那些东西可以被拦截呢?
绝大多数多数的浮游生物都无法通过微米级的拦截,比如常见的导致绿水的小球藻就可以用PP棉拦截。


那么如果要再拦截更小的微粒怎么办呢?


第三个数量级,0.01微米级拦截:


应该有很多人知道,除了RO机以外,还有一种叫超滤净水机,超滤膜是一种中空纤维,就是0.01微米级的拦截。


知识点1:

超滤可以拦截什么呢?
在这个尺寸下,我们经常接触的细菌已经无法通过,还有少数超大有机分子可以拦截。


知识点2:
超滤净水机成本其实很低(普通超滤膜就几十块钱),很多人没有对买RO机,缺错买了超滤,因为经过超滤后的水,远远没有达到纯净水的要求。



第四个特别的东西,活性炭:

今天的主角登场了,有很多误区,今天这个我要仔细说说。


那么活性炭的孔径在多少呢?其实活性炭按照材料和工艺不同,孔径分为大中小很多种(具体工艺和尺寸可以自己百度找资料)所以水处理有专门的水族用的活性炭。


这些活性炭可以吸附什么?

我们通常听到的答案是可以吸附重金属,可以令水体变得更加通透。

那么到底是吸附什么呢?答案是2个:
吸附有机物和重金属,而且主要是有机物(令水体变通透就是因为吸附了有机物)!


物理上,活性炭主要是吸附有机物,而且对有机物的吸附能力其实很强。


除了物理吸附,活性炭还能进行化学吸附,吸附重金属时,靠的主要就是化学特性,但活性炭吸附重金属的效果并不是特别好,远远小于吸附有机物的能力。

知识点1:

因为不同功能的孔径不一样,所以不推荐随意使用其他竹炭、以及吸附有毒气体等等这些活性炭用于我们水族。

知识点2:
同样的水族活性炭,也分脱磷和不脱磷,所以个人也不建议使用劣质的水族活性炭。


知识点3:

什么样的水族活性炭比较好?
除了不含磷和其他有害成分以外,优质的活性炭放在水里会产生噼噼啪啪的响声,同时释放大量的微小气泡。响声越大、越持久、气泡越多、越细密,这样的活性炭最好。


知识点4:

在我们鱼缸里,吸附重金属只是附带作用,更主要的目的是处理有机物。
因此,不要为了想吸附重金属而大量使用活性炭,如果你目的是处理重金属,请使用专门的重金属处理包,比如两只小鱼的重金属吸附包。


知识点5:
由于活性炭有很强的吸附有机物的能力,因此:
1.活性可以适量的长期使用,但在鱼缸有机物水平本身已经过低的情况下,你不应该使用活性炭(此时反而应该多补充珊瑚粮氨基酸一类物质)
2.活性炭也存在过量的危害,很简单,主要是过量以后可能会让有机物变得太低!
3.在以下这些特殊情况下,你可以使用较大量活性炭解决问题。
如:

①严重的红泥藻、菌膜、油藻、以及水体变色或严重腥味,可以通过使用大量活性炭吸附迅速缓解。

②鱼店货缸那样突然超大量的进SPS,然后全缸吐丝。

③翻缸后短时间内较大量使用。


知识点6:

活性炭吸附饱和就得换,那什么时候换?
这和通过的水流和鱼缸水质环境有关,没有明确标准,也很难判断,一般来说,1-2个月左右换一次差不多。


知识点7:

使用活性炭的时候,除了用量多少,还和通过的水流有极大关系。

我看到很多人只是用丝袜包一下丢,丝袜除了透水性差,内部更是不会有什么水流通过,此时活性炭的基本只是装饰品,不会有什么明显的作用。所以你至少应该选用空隙更大,透水更好的网袋。更好的效果是配合MINI过滤器,强制让水流通过活性炭,这样才能使活性炭的吸附效果大大增加。



那么通过活性炭以后的水还想再物理拦截怎么办?

第五个数量级,0.0001微米拦截(反渗透)


现在就是我们的RO膜登场了,RO膜的孔径约为0.0001微米=0.1纳米


这个孔径是什么概念呢?
这个尺寸下,可以拦截所有的可溶性盐和所有分子量大于100的物质(分子量自己去看元素周期表)。


简单的说,假如RO膜的效率是100%,那么只有水分子才能通过。
所以RO机可以干掉几乎所有的除水以外的物质,包括所有的有机物,金属离子,当然也包括大家知道的NO3和PO4。因此也被用于海水淡化过程(海水进去,纯净水出来)


知识点1:

关于TDS,TDS是总溶解固体的含量。

TDS测试笔其实是一支电阻笔,上面的单位是PPM。

因为完全纯水是不导电的,水里溶解物质越多,TDS就越高,电阻就越小,导电能力就越强。(所以以后别去测海水缸的TDS了,肯定爆表的。)
也就是说如果你测得RO水的TDS=10,表示总的溶解固体含量是10ppm。

至于这个10PPM是什么,我们并不知道,不管溶解的物质有没有用,反正对我们海水来说,这部分都可以称为杂质。


知识点2:

不要再期望用非RO机来养海水,必须RO机或者纯净水(TDS越低越好),如果已经买错了,那就再买一台RO机吧。

知识点3:
RO机的前面一般是3级,通常都是PP棉和活性炭,现在你再去回头看今天的文章。我相信你已经知道了,他们可以在初期过滤掉很多东西,都是为你的RO膜减负的,所以最好别为了几十块钱而省掉前面这个三级。因为这三级使用成本很低,但是效果不差。

知识点4:
健康的RO机处理能力可以达到90%以上,比如自来水tds=100,出水tds可以轻松的控制在10以下。
当你的处理能力不到90%的时候,你应该考虑更换前面3级,如果还是不能达到90%处理能力,那就要考虑更换RO膜了。(源头水质特别好的地方除外)

知识点5:
再贵的RO原理也是一样,核心技术就是一个膜。一般来说,完全没必要花冤枉钱去买更贵的品牌。如果是养鱼用,那就普通600-800的400g的RO机就很完美了。

知识点6:
RO机的75g,400g什么意思?
制水量,75g意思就是24小时出水75加仑(1加仑=4升),即一天制水300升,每小时就是12.5升。同理,400g就是一天制水1600L,每小时66.7升
看看这个制水速度,再想想你一次换水要换多少水,要等多久,你就知道为什么必须400g才行了。(RO膜时间用长了因为堵塞的问题,出水量也会变小)


最后,RO机不能达到100%,如果出来的水还想再纯净怎么办?
那就是树脂了,水族一般叫DI单元,这种是离子交换,可以进一步处理余下的物质,不属于今天的物理过滤,反正你知道用树脂就好了,有兴趣的自己可以去找资料。