Technika CO2

             CO2 związek chemiczny C - węgla i O2 - tlenu, jako związek stanowi bezbarwny, bezwonny i niepalny gaz, dobrze rozpuszczalny w wodzie i cięższy od powietrza (ok. 1,5 raza). Dwutlenek węgla jest produktem spalania i oddychania. Jest wykorzystywany przez rośliny w procesie fotosyntezy. ... więcej tu LINK

Dlatego też dwutlenek węgla stosujemy w naszych akwariach celem nawożenia roślin, które w procesie fotosyntezy pobierają CO2 z wody i przemieniają go w tlen O2 (którym oddychają ryby),  zabierając C - węgiel jako jeden z podstawowych budulców roślin, dlatego też dwutlenek węgla pełni rolę nawozu (jednego ze składników pokarmu dla roślin, którym jest węgiel)

WNIOSEK: Stosowanie dwutlenku węgla ma sens dla akwariów roślinnych, mocno oświetlonych, w przypadku słabo oświetlonego akwarium zazwyczaj zawartość CO2 w wodzie, wyprodukowanego przez rybki jest wystarczająca. 

Co i jak z tym CO2?

            Aby zacząć używać dwutlenku węgla CO2 jako nawozu w akwarium domowym, należy posiąść minimum niezbędnej wiedzy, którą postaram się w pigułce przekazać w sposób, umożliwiający zrozumienie tematu każdemu, kto umie czytać. Zaczniemy od początku wypunktowując najważniejsze zagadnienia.

1. Co musisz wiedzieć?

Sposoby podawania CO2

Istnieje kilka sposobów podawania CO2:

- z butli wysokociśnieniowej;

- z bimbrowni (metoda domowa pozyskiwania CO2 w procesie fermentacji (drożdże + cukier więcej tu: LINK) lub reakcji chemicznej (sody z kwaskiem cytrynowym lub octem więcej tu: LINK);

- z mini butli niskociśnieniowej (puszki) CO2 wyglądającej jak dezodorant, taką porcję CO2 można obecnie zakupić w każdym dobrym sklepie zoologicznym, do kompletu dołączony jest zazwyczaj dzwon jako dyfuzor przechowujący CO2;

My zajmiemy się pierwszym sposobem podawania CO2 z butli wysokociśnieniowej z jednoczesnym wykorzystaniem elektronicznego sterownika do ciągłego pomiaru PH

Woda

            Musisz wiedzieć że woda to nie tylko związek H2O jak uczyli na chemii, lecz miks dosłownie mieszanka różnego rodzaju "syfu", który został wypłukany z gleby kamieni (skał) ściółki leśnej lub innego podłoża z którego pochodzi woda. Na ten jak to określiłem "syf" (nazwijmy go zawartością wody) składają się związku organiczne czyli różnego rodzaju żyjątka bakterie drobinki materii np: zgnite liście roślin szczątki zwierzątek itp słowem wszystko co pochodzi od czegoś co żyło lub żyje - oraz nieorganiczne czyli wszelkiego rodzaju minerały pierwiastki, związki soli wapnia, magnezu, żelaza itp.

Wniosek: woda = czyste H2O + zawartości nieorganiczne + zawartości organiczne

W związku z tym woda posiada pewne właściwości (parametry) o których szczegółowo możesz poczytać tu: LINK

Nas interesuje na razie tylko kwasowość pH oraz twardość węglanowa wody kH!

Kwasowość - PH (power of hydrogen) charakteryzuje ją  zawartość dodatnich jonów wodorowych H⁺ 

oto skala PH przy czym PH =7 neutralne, kolor czerwony kwas, kolor niebieski zasada

źródło wiki więcej TU

Twardość węglanowa - (zasadowość) która jest wywoływana głównie przez wodorowęglany: wapniowy Ca(HCO₃)₂ oraz magnezowy Mg(HCO₃)₂ ,  oznaczana jest jako TWW lub kH skala twardości węglanowej przeważnie liczona jest w stopniach niemieckich chociaż można spotkać inne skale, przeliczalne na stopnie niemieckie.

Twardość ogólna - jest to suma twardości węglanowej (przemijającej) oraz niewęglanowej (trwałej) wody. Twardość ogólną wody wyraża się zwykle w stopniach niemieckich, w skali j/w. oznacza się ją TWO lub GH

            Powyższą teorię i definicje wyjaśniłem Ci w skrócie ale nie dlatego, że chcę się mądrzyć tylko dlatego żebyś wiedział na czym tak naprawdę to wszystko polega i abyś w sposób bezpieczny dla ryb mógł dozować CO2 w swoim akwarium. 

Najlepsze dla większości gatunków ryb akwariowych  i roślin PH to 6.5-7.5 - dotyczy akwarium słodkowodnego z wykluczeniem MALAWI i TANGANIKA, lub gatunków ryb wymagających specyficznego pH

            Najlepsza twardość węglanowa wody w zależności od typu ryb - najczęściej 5-15 stopni niemieckich, należy również pamiętać, że woda bardzo miękka poniżej 5 stopni niemieckich będzie miała tendencję do samo-zakwaszania się w tym przypadku PH może osiągnąć niebezpieczne wartości dla ryb i roślin, dla akwariów roślinnych nie zaleca się dopuszczania do sytuacji w której PH spada poniżej 6.0

2. Jak kwasowość PH zależy od twardości wody TWW (KH)

Innymi słowy ile podać CO2 do wody czyli jak nisko zbić PH aby zachować jego optymalną wartość dla danej stałej twardości węglanowej TWW (KH)

Zależność ta wyraża się przybliżonym wzorem

_{CO2 = 3*TWW*10^(7-PH)} 

krótka legenda

kolor żółty - śmierć ryb!

kolor zielony - prawidłowa zawartość CO2

kolor niebieski - za mało CO2 rośliny nie będą miały co jeść

kolor ciemnozielony - najlepszy przedział PH i KH

kolor czerwony - normalna wartość CO2 występująca w wodzie odstanej nieuzdatnianej, czyli pobierając próbkę z kranu lub innego źródła i mierząc KH, to PH nam się ustali na takim poziomie jak wynika z tabelki - każdy może zrobić test KH i PH dla wody odstanej - NIE OSMOTYCZNEJ tylko naturalnej

BEZWZGLĘDNIE!!! musisz znać twardości węglanową wody, aby móc stosować CO2, jak wynika z powyższego wykresu znając twardość KH (zakup testów kilkanaście złotych - ważne żeby miały stopnie niemieckie wtedy unikniesz przeliczania jednostek) możemy określić zakres naszego PH dla zielonego pola

przykład: TWW z pomiaru wyszło 7 stopni, odczytujemy z wykresu że dla KH=7 możemy mieć PH w granicach 6,8-7,1

jak obniżać TWW i TWO tu: LINK ważnym jest osiągnąć takie TWW, aby uzyskać w akwarium zakresy dopuszczalnych PH

w przypadku zbyt wysokiej TWW nie możemy zbijać PH za nisko bo wyjdziemy na żółty zakres co oznacza śmierć ryb

UWAGA! jeśli nie rozumiesz powyższego wykresu przeczytaj jeszcze raz to co napisałem lub poproś kogoś żeby ci wyjaśnił, zrozumienie wykresu jest podstawą ustalania właściwego PH. Oczywiście wykres oraz podane wartości traktuj około, a nie z apteczną dokładnością. W każdym  racjonalnym działaniu powinien znaleźć miejsce zdrowy rozsądek, który  podpowiada - UNIKAJ WARTOŚCI SKRAJNYCH!

3. Dozowanie za pomocą sterownika?

            Aby móc precyzyjne dozować CO2 w akwarium dobrze jest posiadać jakiś sterownik akwariowy za pomocą którego możemy dokonywać pomiaru ciągłego PH  i w zależności od zmierzonej wartości PH dozować lub nie CO2

Zasada sterowania CO2 jest prosta wyjaśnię ją na przykładzie:

Zakładając KH=7 ustalamy zakres sterownika akwariowego np 6,90-6,95 czyli będzie się wahało w granicach 0,05, oczywiście zakres wahań można ustawiać dowolnie, ale zakres ten powinien być pomiędzy 6,8 a 7,1 patrz wykres

Ponieważ woda dla twardości węglanowej powyżej 5 st niemieckich ma tendencję do uzasadawiania się tzn. do samoczynnego wzrostu PH do pewnej granicy równowagi, to mechanizm działa następująco:

zakładamy KH (TWW) =7 -> PH wybieramy sobie przedział z 6,8-7,1 np: 6,90-6,95

włączamy sprzęt, sonda mierzy PH=7,8 sterownik wysyła komendę do elektrozaworu żeby się otworzył, a co za tym idzie żeby podawał CO2, patrząc na pomiary obserwujemy spadek PH, ważne żeby dozowanie PH odbywało się poprzez dobry dyfuzor taki, który rozprasza mgiełkę, a nie duże bąble CO2, z doświadczenia wiem że najlepsze są spieki - wszelkie kostki lipowe można sobie w buty wsadzić szczególnie te AQUAMEDICA, nie polecam...

po jakimś czasie obserwujemy że PH nam spadło do 6,95 i juz jest dobrze, następnie czekamy aż spadnie do połowy przedziału ustawionego 6,92 i w tym momencie sterownik wyłączy nam elektrozawór i dozowanie CO2. Dlaczego środek przedziału a nie dolna granica? To proste chodzi o bezwładność procesu w wodzie, takie rozwiązanie daje nam gwarancję że PH nie wyskoczy nam poniżej ustawionego PHmin na skutek bezwładności mieszania.

4. Co się teraz dzieje? 

            W każdym akwarium dobrze zrobionym powinien być ruch powierzchni wody, zapewniający wymianę tlenową, bo w przeciwnym razie może wystąpić przyducha, biofilm i wiele niekorzystnych zjawisk. Jeśli zapewnimy dobrą wymianę tlenową czyli ruch wody to z kolei część CO2 uleci nam do atmosfery, a część pobiorą rośliny jeśli są w fazie dziennej wegetacji, a co za tym idzie ubędzie nam CO2 w wodzie czyli PH wzrośnie. Jeśli wzrośnie powyżej 6,95 sterownik znowu załączy elektrozawór i dozowanie CO2 i tak cyklicznie stabilizuje nasze PH w akwa w zadanym przedziale 6,90-6,95

PRAWDA że proste i fajne??

UWAGA!
            Natlenianie wody za pomocą pompki lub brzęczka (bąbelkując) z równoczesnym podawaniem CO2 nie ma sensu!   W razie leczenia chorób lub odrobaczania ryb wymagających mocnego natleniania należy ODŁĄCZYĆ CO2 i podłączyć natlenianie brzęczkiem poprzez kamień. Niektórzy stosują zamiennie w dzień podawanie CO2 a w nocy zaprzestanie podawania CO2 lub natlenianie, sprawa jest dyskusyjna ponieważ to rozwiązanie powoduje skoki PH, a nam chodzi o jego stabilizację, ze względu na wymagania niektórych roślin. Poza tym z doświadczenia wiem, że dla dobrze dobranego pH (odpowiednie TWW) zawartość CO2 w żaden sposób nie wpływa negatywnie na pozostałych mieszkańców. Sterownik który skonstruowałem ma te opcję że automatycznie pilnuje PH załączając lub wyłączając CO2 lub natlenianie, dlatego tez nie ma potrzeby odłączać CO2 powodując skoki PH np w trakcie leczenia

5. Co będzie Ci potrzebne aby zbudować własny system dozowania CO2? 

Do sterowania elektrozaworem można użyć popularnych sterowników microPH - jako najtańsze rozwiązanie, uPH-02, AMAZON, SKALAR, PROFILUX, lub innych dających pomiar ciągły PH i mogących sterować elektrozaworem gazowym. Pozostałe rzeczy do budowy systemu pokazuje poniższy obrazek.

Poniżej przedstawiam schemat typowego systemu CO2, który sam opracowałem i używam od 2 lat, jestem bardzo zadowolony z automatyki, która zapewnia niesamowite efekty - ZOBACZ,

kliknij aby powiększyć

Podczas zakupów należy pamiętać:

- pojemność butli jest ważna ale nie należy przesadzać butle są produkowane jak to się mówi "na jedno kopyto" butla 1,5l czyli 2kg ma wysokość około 45 cm razem z zaworem, butla 8 kg jest dwa razy wyższa i ciężko ją gdziekolwiek schować, chyba że ktoś dysponuje szafą lub innym schowkiem w pokoju. Próżno szukać szerokich butli typu takiego jak propan-butan lub turystycznych 5l - ONE SIĘ NIE NADAJĄ, butla do CO2 musi spełniać pewne wymogi przede wszystkim nie jest blaszana tylko jednolita ze stali plastycznej zapewniająca max bezpieczeństwa. Butla powinna mieć przegląd ważny - wybita na górze cyfra np 2019, zawór musi posiadać bezpiecznik 190bar, ciśnienie gazu nie powinno przekraczać 100bar przy temperaturze 25stC;

- pamiętaj o tym że elektrozawór może być na napięcie zasilania 12V lub 230V lub na inne napięcia trzeba wiedzieć co kupujemy, najlepiej dopasować napięcie do wyjścia jakim dysponuje sterownik, no i lepiej 230V niż 12V, bo w ostateczności można zastosować zasilacz 230/12 obniżający napięcie. Moc elektrozaworu dla potrzeb akwarystycznych nie powinien przekraczać 3,5W;

- bardzo ważnym elementem jest zaworek dławiący, to on pozwala ci dostroić precyzyjnie ilość dozowanego jednostajnie gazu;

- dyfuzor ze spiekiem ceramicznym obecnie najlepiej rozprasza CO2, można też zastosować inne skuteczne dyfuzory reguły nie ma;

- licznik bąbelków do lamusa, nie musisz go stosować, bo i tak będziesz widział bąbelki w komorze dyfuzora.