Denitrificador de alta vazão (by Jose Mayo)

Jose Mayo

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#1
Pessoal,

Há mais ou menos 01 ano (data exata 11/10/2013), apresentando problemas de nitrato muito alto em um "nano" Boyu TL 450 do meu filho, me debrucei um pouquinho sobre o assunto e, desse estudo, acabei desenvolvendo um projeto, inicialmente em base teórica e depois na prática, que publiquei lá no IPAq sob o formoso título de "Projeto de DESNUTRIFICADOR COMPACTO, de alta vazão". O termo "desnutrificador", refería-se à traquitana completa, que incluiria, além do denitrificador (eliminador de nitratos) que passarei a descrever, um reator de baixo fluxo para eliminação de fosfatos e, na sequência, um skimmer para aeração da água e eliminação dos gases e demais compostos assim formados.

O denitrificador é bastante simples de ser feito e tem-se provado muito eficiente, pois é com ele que mantenho o nitrato indetectável pelos testes que disponho, num aquário de 450 litros líquidos onde mantenho 02 Yellow tangs, 01 Desjardini, 01 Convict, 01 Hepatus, 01 Foxface (todos bem gordos, com 10 a 12 cm em media), 01 H. melanurus juvenil, 01 B. rufus, 02 A. ocellaris, 01 Royal dottyback e 01 Donzela kupang, num total de 12 peixes e nenhum está de dieta, nem eu, nesse sentido, sou o que se possa dizer: "controlado".

Pois bem, passo a descrevê-lo:

O denitrificador de alta vazão consiste numa mangueira de 30 metros de comprimento e 3/8" de diâmetro (hoje recomendo que se faça com os mesmos 30 metros, mas com 1/2" de diâmetro), onde foi inserida uma corda de polipropileno multifilamentar, também de 30 metros de comprimento com 3/16" (6 mm) de diâmetro, e o fluxo (de alta vazão), é garantido por uma bombinha SB 1000C, adaptada em uma das pontas da mangueira. Simples assim.

O único "problema" que enfrentei na montagem foi, exatamente, enfiar 30 metros de corda "mole" em 30 metros de mangueira, mas foi resolvido a contento, e rápido, subindo ao 12º andar do edifício e estendendo a mangueira verticalmente pela pendente do vão de escadas; Com a mangueira estendida na vertical, é muito fácil enfiar a corda mangueira abaixo, em terreno plano é impossível.

Uma vez enfiada a corda na mangueira, o passo seguinte é fixá-la em uma das extremidades, fazendo para isso um furo na mangueira com uma broca de 6 mm, uns 7 a 10 cm abaixo da ponta, e capturando a corda através do furo com um ganchinho de metal, ou uma "agulha de tricot" se a patroa emprestar. A corda de polipropileno, depois de passada pelo furo na mangueira, é derretida com um ferro aquecido ao fogo, ou na própria chama, aderindo ao secar ao plástico da mangueira e vedando o furo, podendo ser protegida, essa "solda", com duas ou tres voltas de fita isolante de auto-fusão, da 3M, para garantir que não vaze água.

Feito isso, acopla-se a bombinha à mangueira nessa ponta, coloca-se uma braçadeira de aço inox ou de nylon ("enforca gato") para fixar a mangueira á saída da bomba, enrola-se bem a mangueira, coloca-se o conjunto no fundo do sump e liga-se a bomba. Não é preciso mais nada.

O que acontece, nesse sistema, é que, embora a água dentro da mangueira e em volta da corda se desloque com velocidade, a água que está "molhando a corda" fica praticamente parada (no interior da corda), então, com o tempo, forma-se um filme bacteriano aeróbico que recobre o interior da mangueira e a superfície da corda, isolando o interior da corda e, nesse interior assim isolado, forma-se uma área anóxica, que servirá de área de fixação às bactérias anaeróbicas desnitrificantes que precisamos. Em razão da natureza microfilamentar desse tipo de corda, essa área de fixação é gigantesca, equivalendo a um imenso "siporax", porém com a vantagem de estar confinado numa mangueira de 30 metros que lhe confere, além do confinamento, "profundidade".

À medida que a água progride ao longo da mangueira, ocorre uma troca natural, por difusão passiva e conforme os gradientes de concentração, entre a água que está "parada" dentro da corda e a que está circulando ao redor, o que faz com que haja consumo de oxigênio e liberação de gás carbônico e nitrogênio, por isso o pH, ao final do processo e em relação ao ponto de entrada e saída da mangueira, varia em até 0,4 pontos (aqui, a água entra com pH 8,4 e sai com pH 8,0, nos testes que tenho realizado), o que dá sinal de se o sistema está ou não funcionando.

Como qualquer "filtro biológico", necessita um periodo de tempo para que as bactérias se estabeleçam e se "especializem", o meu, aqui, em tão apenas 02 semanas, já estava denitrificando.

Abaixo, fotos do denitrificador montado:









Esse "balde azul", é um garrafão de água mineral, que aparece na primeira foto e foi recortado; O primeiro denitrificador foi montado no balde, mas hoje recomendo que não seja, pois a água parada dentro do balde, pelas diferenças de diâmetros, tende também a formar areas anóxicas onde se estabelecem thiobactérias que liberam um "cheiro de ôvo podre" (H2S) acentuado. Deixando o dispositivo livre no sump, como nas fotos abaixo, todo o cheiro é eliminado:






Forte abraço
 

Jose Mayo

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#4
Loucura isso...

Parabéns pelo empenho no desenvolvimento do sistema.

Uma mangueira menor, tem efeito pratico tb?
Marcio, não saberia responder ao certo, porque não testei, mas acho que sim. Não muito menor, porque é necessário tempo de contato para que as trocas na interface da água com a corda ocorram, mas cheguei sim, a pensar em cortar um pedaço do treco, pra ver se o nitrato subia um pouco; Os soft, principalmente anêmonas, não gostam de água muito pobre em nitrogenados.

Abs
 
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Jose Mayo

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#6
Fiquei com vontade de fazer isso ai no meu novo reef.

A mangueira pode ficar dentro do móvel mesmo né? Enrolada ali em um canto...
Pode sim, Márcio, a água que circula é por dentro da mangueira e, desde que seja bem vedada nas conexões e retorne para o sump antes do skimmer (para aerar e compensar o pH), não há problema nenhum... No entanto, a mangueira enrolada deve permanecer "deitada", se ficar "em pé" pode formar bolsões de gás (nitrogênio), que atrapalharão o fluxo de água.

Forte abraço
 
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Leo Carvalho

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#7
Será que para quem tem problemas de refrigeração, isso não poderia ser uma ajuda ao combate do calor?

Por exemplo, se essa mangueira ficar fora do sump e for voltado para ela um ventilador, o vento refrigeraria a mangueira mas não faria a água evaporar.... só não sei a capacidade de trocar de calor que uma mangueira dessa possa ter, mas se o plástico não for muito grosso como essa que você usa e sim uma menos espessa talvez funcione....

rs
 

Jose Mayo

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#8
Será que para quem tem problemas de refrigeração, isso não poderia ser uma ajuda ao combate do calor?

Por exemplo, se essa mangueira ficar fora do sump e for voltado para ela um ventilador, o vento refrigeraria a mangueira mas não faria a água evaporar.... só não sei a capacidade de trocar de calor que uma mangueira dessa possa ter, mas se o plástico não for muito grosso como essa que você usa e sim uma menos espessa talvez funcione....

rs
Leo,

Imagino que esse efeito do ventilador sobre a mangueira fosse pouco satisfatório em termos de refrigeração. Em primeiro lugar pela baixa condutividade térmica que caracteriza os plásticos, como você já referiu. Em segundo porque, o que provoca efeitos de refrigeração pela aplicação de ventiladores, não é o vento, mas a evaporação que ele provoca em superfícies líquidas; é o "roubo" de calor latente pela molécula que se está "separando" da massa líquida que diminui a temperatura dessa massa, e não o vento. Mas se esse vento, por outro lado, fosse mais frio que a temperatura da mangueira (provindo de um ar condicionado, por exemplo), poderia sim, roubar calor da mangueira por convecção e, ao longo do tempo, chegar de alguma forma a refrigerar um pouco a água dentro da mangueira, mas de todo modo seria um sistema de refrigeração de muito baixo rendimento.

Forte abraço
 

Jose Mayo

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#10
Kkkkk... Isso é que é ter o aquário como Nº 1, na lista de "prioridades".

A ideia é boa, Márcio, mas tem um outro probleminha... Bactérias tem um intervalo ótimo de temperatura para o seu metabolismo e, no caso das anaeróbicas desnitrificantes, esse intervalo ótimo vai de 25 a 30ºC. A "temperaturas de geladeira", aconteceria o que acontece em toda geladeira: As bactérias seriam inibidas.

Forte abraço
 
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#11
E se "fizesse" um buraco no chão??
A temperatura do solo é sempre menor. Fazer uma caixa de uns 40x40 enterrada, colocar a mangueira lá e encher de bolinhas de gude. Assim trocaria calor por condução. Ir mais longe até, não sei mais pelo que vejo algumas pessoas usam coller pra exaurir ar umido do sump, e se direcionar ele pra mesma caixa e colocar uma "chaminé", assim a umidade ajudaria a resfriar o sistema de bolas de gude.
Bom. É uma ideia e como não tenho experiencia com isso acho que poderiam analisar...rs...principalmente o Mayo, que parece ser o prof pardal daqui...rs
 

Jose Mayo

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#12
E se "fizesse" um buraco no chão??
A temperatura do solo é sempre menor. Fazer uma caixa de uns 40x40 enterrada, colocar a mangueira lá e encher de bolinhas de gude. Assim trocaria calor por condução. Ir mais longe até, não sei mais pelo que vejo algumas pessoas usam coller pra exaurir ar umido do sump, e se direcionar ele pra mesma caixa e colocar uma "chaminé", assim a umidade ajudaria a resfriar o sistema de bolas de gude.
Bom. É uma ideia e como não tenho experiencia com isso acho que poderiam analisar...rs...principalmente o Mayo, que parece ser o prof pardal daqui...rs
Kkkk... É verdade, Filipe, a temperatura no solo, a certa profundidade, costuma ser menor e mais estável que sobre o solo. Inclusive há sistemas construtivos, em arquitetura ecológica, que se utilizam desse recurso para construir um "ar refrigerado natural", estendendo manilhas de cerâmica porosa a 02 metros de profundidade, nas proximidades da casa, com entrada de ar forçada e filtrada no exterior e saídas espalhadas pela casa. O conceito é que a umidade do solo que transuda pelos poros da cerâmica, mais a ventilação forçada, causa uma queda acentuada na temperatura do conduto que, por convecção, esfria o ar que chega à casa a ponto de mantê-la sempre fresca, mesmo em pleno verão, com a vantagem de quase não haver gastos com eletricidade. Isso é muito interessante.

No entanto, o que aqui se trata é de um "filtro biológico", em que trabalharão bactérias desnitrificantes do gênero Nitrospira sp., que tem um "range" ótimo de temperatura entre 25 e 30ºC, logo, esse sistema não se destina nem deve ser utilizado para refrigeração do aquário, mas sim deve se beneficiar de uma temperatura estável nessa faixa, que o sistema de refrigeração do aquário (outro qualquer, não o "filtro") deve ser capaz de manter, para que o filtro funcione a contento.

Forte abraço
 
6 Novembro 2014
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#13
Hum, certo.... bacterias do mar de bering serviriam.....rs..
Mas então podemos criar um sistema de refrigeração mais barato...não tão eficiente quanto a um chiller, mas que pode ajudar a quebrar o galho nos dias quentes...acho que é um caso a se estudar...
Abç
 

Bruno Verpa

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#14
O Fernando Leibel, esta meio afastado dos foruns, tem um aquario monstro..e a saida para o resfriame to do aquario, foi esta, tem canos enterrados no solo a uns 04 metros de profundidade, onde a agua passa pelo subsolo e retorna ao aquario
 
#15
Jose tudo bem, amigo na proxima mudança que eu fizer aqui vou testar seu metodo, uso aqui reator de enxofre, a mangueira tem que ser atoxica né?, pô eu dei 150 metros dessa mangueira que era do meu compressor de mergulho para um amigo rs, a minha era de 1/2 era só dar uma boa lavada e pronto, agora a dose é passar a cordinha por dentro rs, aqui na ilha o gabarito é só 3 andares kkkk. Vc tem previsão de quanto tempo pra lavar a mangueira quando estiver muito suja e como fazer. abs.
 

Marcio Vargas

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#16
Vou usar uma de 20 metros, e uma derivação do recalque, o retorno dela vai ser no compartimento do Skimmer.

Vamos ver o que vai dar.

Vou usar uma "paredezinha" aqui da firma para passar a corda

 

Jose Mayo

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Jose tudo bem, amigo na proxima mudança que eu fizer aqui vou testar seu metodo, uso aqui reator de enxofre, a mangueira tem que ser atoxica né?, pô eu dei 150 metros dessa mangueira que era do meu compressor de mergulho para um amigo rs, a minha era de 1/2 era só dar uma boa lavada e pronto, agora a dose é passar a cordinha por dentro rs, aqui na ilha o gabarito é só 3 andares kkkk. Vc tem previsão de quanto tempo pra lavar a mangueira quando estiver muito suja e como fazer. abs.
Ô amigão, tudo tranquilo?

Joaquim, usando a mangueira de 1/2 polegada e a corda de 3/16 (6 mm), ou até mesmo de 8 mm, creio que você não vai ter que se preocupar com limpeza durante muito tempo. O meu, aqui, é feito com mangueira de 3/8 e corda de 3/16 e já está funcionando há 08 meses; só agora é que notei que o fluxo de água está diminuindo um pouquinho, por isso recomendei agora uma mangueira um pouco mais calibrosa, para que seja mais dificil ainda entupi-lo.

De outra parte, eu apenas montei o treco e joguei no fundo do sump, então não sei se a bomba capturou algum particulado sólido mais grosso e talvez por isso a diminuição que notei no fluxo do filtro. Talvez num próximo, se chegar a precisar trocar (o que é bem possível), eu ponha a bomba dentro de um recipiente de plástico (tipo um ralo de PVC, ou um pote com tampa recortada "em grelha") e proteja assim a entrada da bomba com um perlon, para impedir que sujeiras mais grossas entrem no filtro.

A mangueira que eu usei foi a atóxica (comprei em loja de filtros), mas não precisa ser a "entrelaçada" (alta pressão) não e se não for transparente é melhor ainda: essas bactérias não gostam de luz. Talvez aquela mangueira preta, que se usa em agricultura para irrigação (evidentemente sem os "furinhos"), fosse o ideal; Para passar a corda você precisa mesmo ir a um lugar alto e esticar a mangueira na vertical pela pendente. Em terreno plano é impossível, mesmo com a mangueira esticada, a não ser que você passe primeiro um arame fino por dentro da mangueira, para depois puxar a corda com o arame. Eu acho mais fácil subir uma escada de edifício e passar a corda direto. Aí é rapidinho.

Abração
 

Jose Mayo

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Vou usar uma de 20 metros, e uma derivação do recalque, o retorno dela vai ser no compartimento do Skimmer.

Vamos ver o que vai dar.

Vou usar uma "paredezinha" aqui da firma para passar a corda

Essa "paredezinha" aí tá no jeito mesmo; Estimando pelas construções ao lado, dá de 18 a 20 metros de altura até o rio. A do penhasco dá uns 30 m, lá de cima ao nível da rua.

Quebra bem o "galho", hehehe.

Forte abraço
 

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