La costruzione di un filtro denitratore
di Giulio Tarascio - estratto dal Notiziario GAEM

Premetto che sono socio del GAEM ma non lo frequento, perché sono troppo distante, geograficamente, da Milano. Di questo mi rammarico.

Il denitratore è sempre stato un mio pallino, poichè esso consente, se ben funzionante, di diradare di molto i cambi d'acqua e quindi di allevare anche Discus con minore dispendio economico rispetto alla media.

Tralascerò a piè pari la chimica delle trasformazioni Nitriti-Nitrati ed il ciclo dell'azoto in acquario, perché questi sono argomenti ben noti e già trattati esaustivamente da chimici e microbiologi illustri ed io non potrei fare altro che citare per l'ennesima volta le stesse teorie.
L'unica cosa importante da dire è che i batteri che sono in grado di trasformare i nitrati in sostanze innocue, tra cui l'azoto gassoso, operano questa modificazione in assenza di ossigeno, con una trasformazione anaerobica.

Quando, tempo fa, ho visitato la CasaPagina di MioMao , a cui rimando per maggiori chiarimenti sull'argomento, il mio sogno di potere avere in acquario una catena di filtri che fossero in grado di imitare in tutto e per tutto il ciclo dell'azoto che avviene in natura ha potuto tramutarsi in realtà, poiché il bravo Andrea ha ideato un sistema valido per la realizzazione casalinga e soprattutto per il funzionamento efficiente di un filtro denitratore.

Debbo dire che esistono in commercio denitratori già pronti, prodotti da ditte leader del mercato acquariologico e che anche essi, come quello di Andrea, adottano il metodo dell'alimentazione dei batteri anaerobi tramite un composto organico da introdurre in qualche modo nel denitratore.
Comunque, a mio avviso, il vero punto di forza nella realizzazione di Andrea è l'adozione di un tubo di mandata molto lungo (20 mt), che riesce a portare in ingresso al denitratore acqua completamente priva di ossigeno. In questo modo si crea in breve tempo nel denitratore un ambiente anaerobico molto utile per i nostri scopi.
Convinto della bontà della intuizione di Andrea Varisco, ho quindi adottato lo schema di funzionamento del suo filtro e, dopo alcune modifiche e personalizzazioni, ho costruito il mio denitratore (in vetro).

Il mio filtro ha lo schema costruttivo che potete vedere nella figura in fondo a questa pagina ed è attivo da circa 5 mesi. Per tutto questo tempo non l'ho per nulla coccolato ma, al contrario, maltrattato molto, soprattutto a causa di una pompa di mandata con prevalenza troppo bassa che non riusciva a fare girare bene l'impianto.
Non lo manutenziono mai (sarebbe impossibile) nè gli fornisco alcun alimento per i batteri, tipo glucosio. Non essendomi possibile controllare sempre l'impianto, ho preferito perciò fare a meno dell'adozione dell'alimentazione per i batteri. Questa infatti dovrebbe servire ad aumentare la efficienza della filtrazione e quindi la portata oraria massima del denitratore. Ritengo tuttavia che un generoso dimensionamento del filtro rispetto alla vasca a cui deve essere collegato possa risolvere il problema della portata di filtrazione ed evitare all'acquariofilo complicazioni, seccature e spese.
Non uso, al contrario di Andrea Varisco, pompe interne al denitratore ma solo una pompa di mandata ed uso i canonici 20 m di tubo in silicone prescritti dal mitico Andrea. Il filtro ha due scomparti pieni di argilla espansa ed uno schema di funzionamento interno ad U. L'acqua entra dall'alto nel primo scomparto, scende verso il basso, nella parte bassa passa nel secondo scomparto, risale ed esce dal secondo scomparto nella parte alta. Il sistema è perfettamente simmetrico e i due scomparti sono "intercambiabili", nel senso che il percorso del flusso dell'acqua può essere invertito.

Da oltre un mese non faccio cambi d'acqua, somministro molto cibo e i miei 5 scalari e 5 discus godono sempre e comunque di NO2 ed NO3 pari a zero. Per questo mese ho solo integrato con acqua di osmosi la poca acqua evaporata dalla vasca.

Ai tempi della progettazione del filtro ho fatto un disegno, compreso di sezioni e schema delle parti da assemblare, che ho poi fornito al vetraio per la costruzione (io con il silicone sono proprio negato).
Dopo l'assemblaggio delle pareti laterali, del setto interno e del fondo, ho riempito il filtro di argilla espansa e di acqua e poi ho incollato con silicone il coperchio (almeno questo l'ho dovuto fare io).
Per quanto riguarda il funzionamento del denitratore, debbo dire che, rispetto al progetto originale di Andrea Varisco, ho eliminato il ricircolo interno al filtro e la relativa pompa. Ho fatto questo per evitare complicazioni e non usare pezzi meccanici che non si possano manutenzionare. Il ricircolo, inoltre, non mi sembrava strettamente necessario, poichè l'acqua segue nel mio schema un percorso obbligato e deve necessariamente percorrere tutto il filtro. Inoltre, la forma interna dell'apparato evita che ci possano essere miscelazioni tra acqua "filtrata" e acqua in ingresso nel filtro, cosa che invece secondo me può accadere se si segue lo schema originale. Il setto interno, che è incollato anche alle pareti laterali, inoltre irrobustisce strutturalmente di molto il tutto.
Il tubo di 20 m è quello in silicone degli areatori, come prescritto da Andrea, perché è il migliore, dato che si può vedere la flora batterica che si crea all'interno, lo si può "spremere" per dare una spinta all'acqua in fase di innesco e si può vedere bene se l'acqua circola dentro o no. Esiste in commercio anche un tubo rigido della stessa sezione realizzato in plastica nera, del tipo per irrigazione a goccia nei giardini, ma penso che sia meglio evitarlo perché , pur costando molto meno ed essendo più facilmente arrotolabile e quindi celabile alla vista, è rigido e non trasparente. Quel tipo di tubo può andar bene magari per aerazione o somministrazione di CO₂ o tubazioni varie di distribuzione o ricircolo di acqua all'interno dell'acquario.
La pompa di mandata è dedicata a spingere l'acqua nel denitratore.
Molti avranno a questo riguardo delle perplessità, perché hanno provato a spingere l'acqua con una pompa di grande portata in pochi metri di tubicino dell'areatore e... l'acqua non usciva dall'altra parte... Infatti... anch'io ho avuto questo problema. Inizialmente, per 3 mesi, ho usato una pompa con una prevalenza di 55-60 cm. Il tutto ha funzionato bene fino a quando la flora batterica all'interno del tubo non è stata tale da aumentare troppo le perdite di carico distribuite lungo i 20 m di tubicino, allora il flusso è diventato troppo lento. Mi spiego meglio: la portata della pompa non c'entra niente col problema, il parametro fondamentale è la prevalenza, cioè l'altezza fino alla quale la pompa è in grado di sollevare l'acqua. Vista l'insufficienza della prevalenza minima della prima pompa, ho comprato una nuova pompa ad alta prevalenza (con prevalenza di 160 cm, ma ne esistono anche da 210 cm ed oltre). Questa pompa va alla grande ed ha ampi margini di riserva nel funzionamento.
Alla fine del tubo di ritorno ho un rubinetto di plastica e regolo il flusso. In ogni caso, il tubo da 20 m deve essere ben pieno d'acqua e non vuoto, quindi è opportuno che la prima volta venga riempito preventivamente. Per farmi capire meglio, dirò che il sistema del denitratore funziona sfruttando il principio dei vasi comunicanti. Il denitratore è solo una "appendice" a tenuta stagna del tubo e quindi la eventuale pompa interna serve solo per il ricircolo, non per spingere l'acqua nel tubo (e quindi per questo non è strettamente necessaria). L'acqua scende dalla vasca al denitratore e da questo può risalire ad una quota leggermente minore del pelo libero dell'acqua nella vasca sfruttando semplicemente il principio dei vasi comunicanti.Per questo è fondamentale che tubo di mandata, tubo di ritorno e soprattutto denitratore siano ben pieni d'acqua, altrimenti "i vasi non sono più comunicanti". La pompa di mandata ha solo la funzione di far superare all'acqua il piccolo dislivello che ancora le manca per poter tornare nell'acquario e soprattutto vincere le perdite di carico distribuite lungo il tubo, che si riempie di colonie batteriche, e dentro il denitratore, che è zeppo di materiale di supporto per i batteri.

Tengo a precisare che questa idea è di Andrea Varisco ed il principio di funzionamento idraulico me lo ha chiarito inizialmente lui. Io poi ho solo fatto le mie considerazioni e le mie modifiche al sistema.

Guardando internamente il mio denitratore, si osserva che il filtro ha due scomparti mentre il fondo, dove si depositano i fanghi che possono essere spurgati mediante l'apertura di un rubinetto in plastica, è proprio la via di comunicazione in basso tra i due scomparti (per intenderci, la parte inferiore della U).
Il volume del denitratore è di 13,5 lt lordi, mentre quello della vasca a cui è applicato è di 200 lt lordi. L'unica regolazione che si deve fare a questo filtro è quella del flusso d'acqua in uscita e questo si può fare con un rubinetto in plastica del tipo per aeratori.
Il flusso non deve essere eccessivo, perché altrimenti non si da il tempo ai batteri di trasformare tutti i nitrati in sostanze innocue. Contemporaneamente esso non deve essere troppo lento, poiché in tal caso si potrebbe avere formazione di acido solfidrico all'interno del filtro (ciò si può notare facilmente tramite la puzza di uova marce che farebbe l'acqua in uscita dal denitratore).
Ciò può accadere quando l'ambiente nel filtro e' troppo riducente ed i batteri denitrificanti cominciano ad utilizzare anche i solfati come fonte di ossigeno, formando H2S, che può essere anche molto nocivo se disciolto in quantità apprezzabile in acqua.
Si deve perciò cercare di evitare la sua formazione evitando di avere una portata bassissima di acqua da filtrare o alimentando molto i batteri direttamente, tramite il glucosio, o meglio indirettamente, tramite i nitrati prodotti dal filtro biologico dell'acquario in cui somministriamo cibo abbondante senza paura ai pesci! Comunque... niente paura, il denitratore casalingo sembra funzionare alla grande e quando potrò ne farò un altro per un'altra vasca.

Il progetto è disponibile anche nei formati DXF e DWG, contenuti entrambi nel file ProgettoDiUnDenitratore.zip (10.7 KB).

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