Metodi di filtraggio e differenze nella gestione dell'azoto
 

Posto in questa sezione per dare maggiore visibilità ritenendo che qui vi siano persone che sanno rispondere, se lo ritenete opportuno potete spostare il post in altra sezione piu' adeguata..

La domanda, che precedentemente non ha avuto risposta, è questa: in termini di nitrazione/denitrazione che differenza c'è fra un filtro percolatore, un filtro biologico ed un denitratore(che funzioni adeguatamente)


Nel filtro percolatore il biofilm cresce su superfici varie (comunemente plastiche) è sottile e non si creano zone di anaerobiosi per cui si assiste ad una nitrificazione con NO3 come prodotto finale.

ammonio NH4+ > nitrito NO2- > nitrato NO3

Nel biologico una parte dei batteri vivono in anaerobiosi per cui alla nitrazione (sopra) segue la denitrazione nitrato NO3-> N+O2 che peraltro dovrebbe essere parziale con molto NO3 residuo che torna in vasca

Il principio del Denitratore è spiegato nel famoso articolo di Geppy http://www.acquaportal.it/Articoli/Tecnica/denitratore/ il suo uso tuttavia è cosi' critico che è stato abbandonato

Mi chiedo se quanto ho detto (in particolare per percolatore e biologico) è corretto... e come mai il denitratore (che in fondo è un percolatore) riesce a chiudere il ciclo..

Perché l'acqua scorre in modo molto lento, permettendo la carenza di ossigeno e lo sviluppo di batteri anaerobi.

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Il biologico può presentare o meno zone con carenza d'ossigeno, dipende dalla velocità di flusso dell'acqua.
Di fatto è un termine generico dato ai filtri che si avvalgono delle colonie batteriche.

aspè ma il denitratore non è un percolatore: non è un contenitore stagno?

in un percolatore non hai zone anaerobiche: infatti è il miglior filtro nitrificante in acqua dolce, ideale in vasche con ph elevato e poche piante per abbattere in fretta ammoniaca e nitriti

un filtro "dolce" di cui è comprovata la denitrificazione è l'amburgo, che combina due fattori:
- ampia superficie filtrante
- flusso lento con zone a diversa velocità di flusso

PS: sposto in tecnica ;-)

Non vorrei entrare nel merito di altre modalità di filtraggio mi bastano questi come filtri....spero che in questa sezione il post abbia sufficiente visibilità :-)

La domanda sorge spontanea:
Perché vuoi denitrare?

Passare dal anereobia al anossia il passo e breve.
Il percolatore proprio per la sua forma e funzionamento non potrà mai arrivare al anareobiosi .
Il biologico ci potebbe arrivare con un flusso molto lento, ma a questo punto avresti un denitratore, con tutti i suoi problemi.

Il denitratore, come già detto, funziona grazie un flusso lento, la parte iniziale di comporta come un filtro biologico, più l'acqua si addentra nel filtro e più l'ossigeno cala, e iniziano i processi anaerobici, ma se cala troppo iniziano i processi anossici, e ti ritrovi con l'acido solfidrico in vasca.

Se hai una vasca con tante piante e pochi pesci non hai bisogno di questi filtri.
Se proprio uno ha necessita di tenere bassi i nitrati e l'ammonio meglio un bel rifugium pieno di piante a crescita rapida, magari in antiperiodo con la vasca.

Non lo è, gli manca l'ingrediente fondamentale: la carenza di ossigeno.

Un buon compromesso è il filtro d'Amburgo, che, se ben dimensionato, nitrifica e denitrifica senza formare zone anossiche. Oltretutto non necessita di alcuna manutenzione, mai.

che intendi come "biologico"?

In pratica tutti i filtri per acquario di acqua dolce (denitratore escluso) sono classificabili come biologico, in quanto lavorano sugli stessi principi (favoriscono l'insediamento di batteri che trasformano ammoniaco in nitrito e nitrito in nitrato)

per far si che si abbia la denitrificazione, è necessario l'assenza di ossigeno, in modo che i batteri "siano costretti" a prenderselo dal nitrato (detta in parole povere).

In filtri biologici in cui si riescano a formare zone anaerobiche (grosse sump opportunamente dimensionate, filtri interni a scomparti in cui si depositino col tempo dei fanghi, amburgo....) si riesce ad ottenere la denitrificazione, ma non sempre avviene (tranne che nel già citato amburgo)....in filtri a flusso veloce e con grande apporto di pssigeno come gli esterni o i percolatori, è impossibile

In vasche d'acqua dolce mature e "vecchie", chi innesce la denitrificazione non è il filtro, bensì il fondo, dove col tempo si innescano i fenomeni necessari


Siccome non parlo molto il "chimichese", chiamo in campo Sir @Entropy :-))

per "biologico" intendo il filtro con materiali filtranti tipo canolocchi ecc. sia in questo che nel percolatore, il flusso di acqua è lento. Quanto lento non saprei.. ma sicuramente piu' lento possibile.

Quelli elencati sono tutti filtri biologici.

Nel denitratore la "lentezza" serve ad avere un flusso povero di ossigeno, in un filtro percolatore no (ne aumenta, semmai, l'efficienza, ossia c'è più tempo per i batteri di "lavorare"). Un filtro fortemente aerobico come il percolatore non denitrifica: tenderà ad ossidare i composti azotati, ossia a formare nitrati.

come dice ilVanni sono tutti "biologici". per "biologico" (parola che vuol dire tutto e niente) si intende un materiale popolato da batteri, punto e basta, se poi questi sono aerobi obbligati, aerobi facoltativi, anaerobi ossigeno-tolleranti oppure anaerobi obbligati non ha importanza. anche il denitratore è un "biologico", è pieno di batteri..

se è stato abbandonato e non lo usa quasi nessuno, ci sarà un motivo.. forse perchè non è indispensabile ed è un po' impegnativo da mantenere
in acquario non bisogna "chiudere" nessun ciclo, da che mondo è mondo si fanno i cambi parziali per rimuovere i nitrati e sarà sempre così. parlare di "chiusura" del ciclo dell'Azoto per me ha senso solo se riferito ai grandi ecosistemi naturali (cicli biogeochimici) dove per fortuna la "chiusura" del ciclo non dipende da noi..

il denitratore nel dolce ti complica la vita e basta, è sufficiente fare i cambi parziali per eliminare i nitrati. stop.

Al di la della terminologia ("filtro biologico") esistono un filtro caricato a lana e canolicchi (che in mancanza di ulterirori definizioni chiamo biologico) , un precolatore e un denitratore.

Nessuno dei tre chiude il ciclo dell'azoto che nel marino si chiude (e si chiude si!) nelle rocce o nel DSB. Mi hicedevo che differenza ci fosse fra i tre, al di la del fatto che magari in uno il flusso è piu' lento o piu' veloce...

Mauro, secondo me ti fossilizzi sulla terminologia......qualunque superficie sia in grado di accogliere batteri nitrificanti è un filtro......Sump, filtro esterno, Amburgo, Percolatore, fondo di una autovasca etc...non ne esiste uno meglio dell'altro, la differenza fra i tre è data dalla "circostanza" in cui devono essere impiegati.

Grazie, verosimile. Ripropongo la domanda.
Ipotizziamo di avere tre strutture
A) un contenitore, contenente lana e canolicchi, in cui scorre acqua a flusso lento (mi direte quanto)
B) un contenitore contenete bioball od altro substrato analogo in cui scorra acqua a flusso lento
c) un contenitore identico a quello che nel citato articolo viene chiamato denitratore

Domanda
si puo' suporre che esitano differenze fra i tre, ovvero, anche in base a quanto ha detto @malù sono identici, o, se vi sono differenze, quale sarà il prodotto finale della elaborazione dell'azoto nei tre?

io parlo del dolce. sul marino non mi pronuncio. comunque i cicli biogeochimici li conosco bene e sono tutti riferiti agli ecosistemi naturali, se anche in acquario c'è una parziale riduzione dei nitrati non è che l'acquario diventa un ecosistema naturale.. resta sempre una scatola di vetro.

il fatto che il flusso in un denitratore sia lento non è un dettaglio trascurabile, è una sua caratteristica intrinseca

mi viene da dirti che la differenza tra i 3 contenitori è la quantità di aria presente o, meglio, la quantità di ossigeno.

un percolatore, per sua natura, è il miglior filtro ossidante che esista al mondo per il semplice fatto che i batteri (aerobi) praticamente sono a contatto "diretto" con l'aria, anche se ovviamente essi si trovano comunque in ambiente acquoso (non potrebbero vivere senza acqua..), vengono continuamente "ossigenati" dalla cascata di acqua che si mischia con l'aria

in un classico filtro interno con lana e cannolicchi,c'è meno "ossigenazione" rispetto ad un percolatore, non c'è "aria"

in un denitratore, invece, manca l'ossigeno, bisogna creare condizioni di anossia

Se vista da questo punto ne dolce abbiamo le piante, che assorbono nitrati e fosfati.
Non sono un esperto in marino, ma li c'è lo schiumatoio che rimuove la maggioranza dei composti organici prima che vengono mineralizzati, quindi il problema è risolto a monte.

Aneronbia non anossia :13:

no, anossico, cioè senza ossigeno. anossia e anaerobiosi sono due cose diverse

ambiente anossico/anossia= mancanza di ossigeno molecolare

anaerobiosi/ metabolismo anaerobico= è riferito al metabolismo batterico in condizioni di anossia

Ah ok!
Ho sempre ritenuto le due cose differenti.

infatti sono diverse, io intendevo anossico, cioè privo di ossigeno, riferito all'ambiente, non al metabolismo batterico

i batteri sono anaerobi, che poi mi risulta che nel caso del denitratore siano anaerobi facoltativi

Si sono facoltativi.

Infatti......proprio da qui la difficoltà di tenere stabile il denitratore, basta un po' di ossigeno e invertono la respirazione.

Non sono un biologo però, per conto mio, i "veri" batteri nitrificanti (Paracoccus denitrificans e qualche specie di Pseudomonas) sono piuttosto difficili da far insediare in vasca.

Mauro penso che la miglior risposta alla tua domanda sia quella di Dave.

Se ho capito bene, il caso A si riferisce al filtro esterno "classico": il flusso deve essere abbastanza lento da non dilavare i batteri e consentire loro di nitrificare (ossia ossidare i composti azotati), ma non necessariamente lentissimo: infatti genera abbastanza corrente da assicurare movimento dell'acqua in vasca (a volte pure troppo!).
Se i materiali filtranti assicurano anche passaggi lenti dell'acqua, un po' denitrifica.

Il caso B immagino sia il percolatore, in cui l'acqua scorre addirittura esposta all'aria: è un ambiente che spinge al massimo la nitrificazione (ossida un sacco e ai batteri non manca mai l'ossigeno). E' fatto per non denitrificare (non può).

Nel caso C del denitratore il flusso è lentissimo e attraverso il lungo tubo di ingresso l'acqua perde quasi tutto l'ossigeno. Il denitratore non fa corrente in vasca (altrimenti diventa un normale filtro), denitrifica e basta (ossia riduce il nitrato a nitrito e/o ad azoto gassoso). I batteri, per denitrificare, devono essere nutriti con carbonio organico: a volte basta quello disponibile in acqua, a volte va alimentato con glucosio, alcool, ecc. (anche nel marino c'è il "metodo della vodka").
Se funziona male produce composti velenosi, e sono caxxi.

Dhave, ma la differenza tra Anaerobiosi e Anossia non è il potenziale redox? mi risulta, ma dovrei controllare che in anaerobiosi sia ancora presente un minimo di ossidazione, in anossia no...

interessanti risposte, grazie. Si deduce che fa A e B non esiste alcuna differenza nel prodotto finale che è sempre NO3.

Il prodotto (finale o no) del filtraggio biologico è comunque sempre NO3. Se ossidi composti organici dell'azoto (dopo che sono decomposti diventano comunque ammonio o ammoniaca) arrivi al nitrato.
Alcune gestioni rimuovono "a monte" l'ammonio (per esempio con le piante) o tolgono di mezzo direttamente proteine e amminoacidi (lo schiumatoio nel marino). Altrimenti i batteri ossidano a nitriti e poi a nitrati. Alcuni "filtri" (intendendo anche il fondo stesso, se ben maturo) chiudono (in tutto o in parte) il ciclo "tornando indietro" da NO3 a NO2 e/o a N2 gassoso.

Tra "A" e "B" (filtro "normale" e percolatore) cambia l'efficienza con cui si ossida (maggiore nel percolatore perché il contatto con l'aria è massimizzato, ma spesso anche la dispersione di CO2).
Ovviamente non sempre un filtro fortemente nitrificante (o al contrario, fortemente denitrificante) è un bene per la vasca. Piccole percentuali di ammonio (a livelli normali e non dannosi per la fauna ovviamente) sono gradite dalle piante più del nitrato, e una certa concentrazione di nitrato assicura che alle piante non manchi nulla (avere i nitrati a zero spaccato non fa generalmente bene alla flora).
I filtri, in quest'ottica, sono comunque da considerare dei "concorrenti" delle piante, ed è necessario che non le danneggino.

Personalmente ritengo che il "filtro migliore" (o forse dovrei scrivere "la gestione migliore") è quello che mantiene una vasca equilibrata con valori ottimali e soprattutto costanti (quindi non necessariamente il filtro che "nitrifica" o "denitrifica" di più).

chiarssimo, grazie. Ritenevo che in qualche modo, od in qualche filtro, il ciclo si chiudesse con produzione finale di azoto (denitrificazione) come avviene nel marino (nella gestione berlinese nelle rocce, della gestione a letto sabbioso alto (DSB) nella sabbia).
Adesso mi è tutto molto chiaro.

No, nel dolce non si punta alla denitrificazione, i nitrati non sono cosi problematici come nel marino, anzi chi ha i nitrati a zero spesso è soggetto ad alcuni tipi di alghe come quelle filamentose.
Dolce e marino in questo caso hanno due modi completamente diversi per risolvere lo stesso "problema".

concordo con Agro, non si usa il denitratore perchè alla fine ti complica la vita e basta. nel dolce ci si limita a fare i cambi parziali per ridurre i nitrati.



non confondiamo le due cose, "anossia" è riferito all'ambiente, non è un metabolismo batterico. "anossia" vuol dire solo che non c'è ossigeno.e un ambiente privo di O2 di solito è altamente riducente. in ambiente anossico (che è quello che dovresti ricreare in un denitratore) i batteri anaerobi facoltativi sono indotti a utilizzare NO3 perchè manca Ossigeno. se non si crea l'anossia, tali batteri continuerebbero ad usare ossigeno anzichè i nitrati, perchè nei batteri denitrificanti la respirazione anaerobica è in competizione con quella aerobica: la presenza di O2 favorisce la respirazione aerobica e, solo quando la concentrazione di O2 nell'ambiente è molto bassa, tali batteri utilizzano un accettore finale di elettroni diverso dall'O2. anche perchè la nitrato reduttasi che catalizza la reazione è repressa dall'ossigeno e viene sintetizzata solo in condizioni anossiche


il discorso del potenziale redox va riferito alla differenza tra respirazione aerobica e anaerobica: poichè la coppia redox O2/H2O è quella col maggior potenziale di ossidoriduzione, quando viene usato l'O2 come accettore di elettroni (=respirazione aerobica) si libera molta più energia. quindi la respirazione anaerobica (che non usa l'O2 come accettore bensì NO3-) è meno efficiente di quella aerobica dal punto vista energetico ma consente ai microorganismi capaci di attuarla di produrre energia in ambienti privi di ossigeno, quindi rappresenta un vantaggio evolutivo.
il potenziale redox della coppia O2/H2O è +0,82, invece quello della coppia NO3-/NO2- è +0,43 , praticamente la metà.