Épurateur d'algues - Algae scrubber

Les conceptions modernes d'épurateur d'algues utilisent des bulles d'air ascendantes pour générer des turbulences; lorsque l'éclairage est ajouté, les algues poussent à l'intérieur de l'unité et consomment des nutriments.
L'épurateur d'algues de surface flottant commercial utilise des lumières LED rouges et des bulles d'air ascendantes pour provoquer la croissance des algues dans le compartiment de croissance. L'intérieur du compartiment est doublé de textures rugueuses qui améliorent la fixation des algues; les rubans / ficelles permettent une meilleure fixation des algues.
L'élimination périodique des algues qui se sont développées à l'intérieur d'un épurateur d'algues élimine les nutriments ( ammoniac , nitrate , phosphate ) de l'eau de l'aquarium, fournissant ainsi la filtration nécessaire.

Un épurateur d'algues est un dispositif de filtrage de l' eau (à ne pas confondre avec un tampon à récurer utilisé pour nettoyer le verre) qui utilise la lumière pour faire pousser des algues ; dans ce processus, les produits chimiques indésirables sont éliminés de l'eau. Les épurateurs d'algues permettent aux amateurs d' eau salée , d' eau douce et d'étang de faire fonctionner leurs réservoirs en utilisant une filtration naturelle sous forme de production primaire , un peu comme les océans et les lacs.

Concepts

Un épurateur d'algues filtre l'eau en déplaçant l'eau rapidement sur une surface rugueuse et très éclairée, ce qui provoque la croissance des algues en grandes quantités. Au fur et à mesure que les algues se développent, elles consomment des nutriments tels que le nitrate , le phosphate , le nitrite , l' ammoniac , l' ammonium et même des métaux tels que le cuivre de l'eau. Ces nutriments sont normalement un problème dans les aquariums et les étangs parce qu'ils provoquent la croissance d'algues nuisibles, et aussi parce qu'ils causent des maladies et / ou d'autres problèmes chez les poissons d'aquarium, les invertébrés et les coraux. Un épurateur d'algues permet aux algues de se développer, mais les algues poussent à l'intérieur du filtre plutôt que dans l'aquarium ou l'étang. Cela élimine les nutriments en excès (nettoie l'eau), diminuant les algues nuisibles dans l'aquarium ou l'étang. Les algues nuisibles dans l'aquarium ou l'étang ne doivent pas être confondues avec les algues souhaitées dans le filtre à algues lui-même. Les algues qui poussent dans l'épurateur d'algues peuvent ensuite être éliminées ou renvoyées au bétail.

La fertilisation en fer et la nutrition des océans sont des techniques qui stimulent la production primaire d'algues dans l'océan, qui consomme des quantités massives de nutriments et de CO.
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. C'est cette même consommation de nutriments que les algues effectuent dans un aquarium ou un étang.

Les épurateurs d'algues sont utilisés à la fois en eau salée et en eau douce et éliminent les algues nuisibles de plusieurs types: cyano ou visqueux , bulles , cheveux , Chaetomorpha , Caulerpa et algues film , ainsi que les dinoflagellés et Aiptasia .

Histoire

Dr Walter Adey

L'épurateur d'algues a été inventé par le Dr Walter Adey , qui, à partir de la fin des années 1970, était directeur du Marine Systems Laboratory au Museum of Natural History, Smithsonian Institution (Washington DC, USA). Ses recherches sur différents types d'algues, en particulier dans leur rôle écologique sur les récifs coralliens, lui ont permis de comprendre comment l'océan (en particulier un récif) «recycle» les nutriments. Il a conçu et construit diverses expositions allant jusqu'à 3000 gallons, et modélisé différents systèmes écologiques aquatiques, y compris un récif de corail tropical / lagon qui "après 8 ans de fermeture [à l'environnement], avait ses paramètres chimiques contrôlés uniquement par un gazon algal. Ce système, étudié par une équipe multidisciplinaire de biologistes, a démontré des taux de calcification [croissance de corail] égaux aux 4 pour cent des meilleurs récifs sauvages, et pour 543 espèces identifiées, et environ 800 espèces, classées par unité de surface comme les plus riches en biodiversité récif jamais mesuré. "

Dans trois éditions de son livre, Dynamic Aquaria, le Dr Adey a décrit son travail en détail et discuté dans des principes scientifiques des considérations physiques, chimiques et biologiques pour la construction d'un système écologique fonctionnel dans une enceinte, de la taille de l'aquarium au microcosme (jusqu'à 5000 gallons), ou la taille du mésocosme (> 5000 gallons). En décrivant l'épurateur d'algues qu'il a conçu, il a expliqué que l'élimination des excès de nutriments n'était pas sa seule fonction. En faisant fonctionner l'épurateur la nuit, lorsque le réservoir principal était passé à une phase respiratoire différente (les usines absorbaient maintenant l'oxygène au lieu de le produire), l'épurateur maintenait les niveaux d'oxygène et aidait à amortir le pH en empêchant l'accumulation de niveaux élevés de dioxyde de carbone.

Épurateur à écoulement ascendant

«Recyclage» signifie comment les nutriments vont des plantes aux animaux, puis reviennent aux plantes. Sur terre, vous voyez le recyclage en suivant le flux d'oxygène: les plantes vertes utilisent du dioxyde de carbone et libèrent de l'oxygène; les animaux utilisent cet oxygène et libèrent du dioxyde de carbone. Dans les océans et les lacs, les nutriments vont des algues aux animaux, puis reviennent aux algues.

Cycle des nutriments aquatiques

Le Dr Adey a construit plusieurs versions d'épurateurs d'algues pour les aquariums du Smithsonian. Il les a appelés "Algal Turf Scrubbers", car à l'époque on croyait que les algues "turf" étaient le meilleur type d'algues à cultiver dans un scrubber. Il a également obtenu le premier brevet américain pour un épurateur d'algues à godet à déversement, qui décrivait un dispositif de déversement complexe qui versait de l'eau sur une surface horizontale, simulant ainsi les vagues dans un environnement récifal. Après plusieurs années de développement, il a participé à un test d'un épurateur d'algues de grande taille sur l'aquarium de la Grande Barrière de Corail: "Le Reef Tank représente la première application de la technologie d'épuration des algues à des systèmes d'aquarium à grand volume. Aquariums utilisant des méthodes conventionnelles de purification de l'eau (par ex. filtres) ont généralement des niveaux d'éléments nutritifs en parties par million, tandis que les épurateurs d'algues ont maintenu des concentrations en parties par milliard [beaucoup plus faibles], malgré une charge biologique importante dans le réservoir récifal. Le succès des épurateurs d'algues dans le maintien d'une qualité d'eau appropriée pour un récif corallien a été démontré dans le frai observé de coraux scléractiniens et de nombreux autres habitants du réservoir. "

Malheureusement, on ne savait pas à l'époque (1988) que le calcium et l'alcalinité devaient être ajoutés à un réservoir récifal fermé, afin de remplacer ce qui est utilisé par les organismes calcifiants en croissance. Même cinq ans plus tard, le zoo de Pittsburgh commençait tout juste à tester un bassin de récif épurateur «mésocosme» pour voir si les niveaux de calcium chuteraient: «On a émis l'hypothèse que Ca 2+
et les éléments de substitution Sr 2+
et Mg 2+
pourrait avoir réduit les concentrations dans un microcosme de récif corallien en raison de la réutilisation continue de la même eau de mer suite au processus de recyclage inhérent au mésocosme du récif corallien. "[...]" Les scléractiniens (Montastrea, Madracis, Porites, Diploria, Acropora) et les algues calcaires (Halimeda et autres) présentes dans le mésocosme des récifs coralliens sont les organismes les plus probables responsables de la réduction significative de la concentration du Ca 2+
et Sr 2+
cations. "[...]" Le Ca n'est normalement pas un élément biolimitant, et le strontium n'est jamais un élément biolimitant; HCO
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[alcalinité] peut être. Il apparaît qu'en raison d'une limitation mineure des paramètres de conception du mésocosme, ces éléments et composés peuvent être devenus des facteurs limitants. [...] Il est surprenant que les organismes puissent épuiser les milliers de gallons d'eau de mer (trois à six mille) de ces éléments même en deux ans ou plus. »Après que d'autres chercheurs ont ajouté du calcium et / ou connecté leurs réservoirs à l'océan (qui fournit également du calcium et de l'alcalinité), les coraux ont recommencé à pousser. Néanmoins, les nutriments «problématiques» (ammoniac, ammonium, nitrate, nitrite, phosphate, CO
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, métaux) ont toujours été maintenus en très faibles nombres.

Le Dr Adey a autorisé son brevet à très peu d'individus qui, pendant un court nombre d'années, ont vendu un nombre limité de laveurs d'aquarium à des amateurs. Cependant, la complexité de la conception et le coût de la licence ont rendu les unités de lavage très coûteuses. Ceci, combiné au fait que les unités étaient bruyantes, éclaboussantes et peu fiables (le mécanisme de dumping restait bloqué), a ralenti les ventes. Les épurateurs commençaient tout juste à faire des progrès dans le passe-temps de l'aquarium dans les années 1990 quand Adey a décidé de retirer sa licence et de ne plus permettre à personne de les fabriquer ou de les vendre. Il s'est plutôt tourné vers les applications commerciales et industrielles et s'est lancé dans une entreprise privée faisant des installations d'épurateurs à grande échelle pour les lacs et les rivières.

Au fur et à mesure du développement d'Internet dans les années 1990, les amateurs d'aquarium et d'étang ont commencé à discuter des problèmes d'algues nuisibles et ont commencé à remarquer une tendance: les aquariums et les étangs contenant de très grandes quantités d'algues nuisibles ne contenaient aucun nutriment détectable dans l'eau. Au début, cela semblait étrange, car la quantité d'algues nuisibles devrait augmenter à mesure que les nutriments dans l'eau augmentaient. Comment pourrait-il y avoir une très grande quantité d'algues nuisibles, mais pas de nutriments mesurables dans l'eau pour soutenir cela? Les biologistes ont alors commencé à souligner que lorsque la quantité d'algues nuisibles devenait suffisamment importante, les algues consommaient en fait tous les nutriments disponibles de l'eau plus rapidement que de nouveaux nutriments étaient ajoutés, comme le Dr Adey l'avait théorisé.

L'intérêt pour l'utilisation des algues pour le contrôle des nutriments s'est à nouveau accru, cette fois sous la forme de garder les algues dans un «puisard» ou un autre petit aquarium relié à l'aquarium principal via la plomberie. Avec un éclairage et un débit supplémentaires, les algues se développeraient dans cette zone et les algues consommeraient les nutriments de l'eau, tout comme le faisaient les épurateurs d'algues du Dr Adey. Les puisards ou autres petits aquariums utilisés à cet effet sont devenus connus sous le nom de "refugiums". Le nom «refugium» a été utilisé parce que les algues en croissance offraient un lieu sûr pour les animaux petits et microscopiques pour se reproduire et grandir, et étaient donc un «refuge» contre les gros poissons et les invertébrés dans l'aquarium principal qui les consommeraient autrement. Cependant, bien que les refuges aient effectivement consommé des nutriments de l'eau, ils ne les ont pas consommés assez rapidement dans toutes les situations; cela a amené de nombreux amateurs à continuer à avoir des problèmes d'algues nuisibles dans leurs principaux aquariums.

Formes modernes

Conception originale de l'épurateur vertical

Des variantes plus récentes sont construites avec une simple "cascade" entraînée par gravité , en utilisant un simple tuyau de plomberie en PVC pour faire couler de l'eau dans un morceau de tamis à tricoter en plastique (également connu sous le nom de "toile en plastique"), qui est rugueux pour permettre aux algues de se fixer . Dans presque tous les cas, ces épurateurs d'algues maison ont réduit les nutriments à des niveaux très bas, ce qui a réduit ou éliminé tous les problèmes d'algues nuisibles.

Algues brunes indésirables (à gauche ) et vertes (à droite ) souhaitables

De plus, les algues «turf», qui étaient au cœur de la conception du godet de déversement du Dr Adey, sont remplacées par des «algues à poils verts». En effet, les algues du gazon ont tendance à être brun foncé et épaisses (comme le gazon artificiel sur les terrains de sport), et elles empêchent la lumière et l'eau d'atteindre l'écran. Cela ralentit la croissance (et le filtrage) des algues car les couches inférieures d'algues attachées à l'écran commencent à mourir et à se détacher. Cependant, les algues vertes (en particulier les algues à cheveux vert clair) permettent à la lumière et à l'eau de pénétrer jusqu'à l'écran si la croissance est maintenue à moins de 20 mm d'épaisseur, ce qui permet aux algues de croître plus rapidement et d'absorber plus de nutriments sans mourir. et perdre l'attachement à l'écran. C'est une chance car les algues à poils verts sont le type exact d'algues qui poussent automatiquement dans un épurateur d'algues correctement construit.

Certains modèles utilisent également des bulles d'air ascendantes. Cette version, qui est essentiellement l'exact opposé de la cascade, permet au laveur d'algues d'être placé sous l'eau dans l'aquarium, le puisard ou l'étang, au lieu de le dessus. Cela simplifie grandement la construction, puisque le dispositif n'a pas besoin d'être étanche, et cela permet de placer l'épurateur dans des zones étroites où il n'y a pas de place au-dessus de la ligne d'eau. La conception empêche également les algues de se dessécher en cas de panne de courant, car toutes les algues sont sous l'eau, et la conception supprime également presque toutes les éclaboussures. La conception de la bulle ascendante se divise en trois catégories: celles qui se fixent et brillent à travers le verre de l'aquarium (ou du puisard); ceux qui flottent au-dessus de la surface de l'eau de l'aquarium, du puisard ou de l'étang; et ceux qui vont complètement sous l'eau comme un sous-marin.

Nettoyage et récolte

Généralement, et à l'exception des versions spécifiques à filtration continue ou à culture continue, les épurateurs d'algues nécessitent que les algues soient retirées («récoltées») périodiquement de l'épurateur. Cette élimination des algues a pour effet d'éliminer les nutriments indésirables de l'eau car les algues utilisaient les nutriments pour se développer. Les algues sont généralement éliminées soit:

  • Tous les 7 à 21 jours, ou
  • Quand c'est noir, ou
  • Lorsqu'il remplit l'épurateur, ou
  • Quand il commence à lâcher prise, ou
  • Lorsque les nutriments commencent à monter dans l'eau.

Pour les versions cascade, le tamis est retiré du tuyau et nettoyé dans un évier à l'eau courante. Le tuyau est également retiré et la fente est nettoyée avec une brosse à dents, pour éliminer toutes les algues qui s'y sont développées. Une fois les algues éliminées, le tamis et le tuyau sont remis dans le laveur. Pour les versions à flux ascendant, la méthode de nettoyage dépend du type:

Version avec verre: la partie magnétique à l'extérieur du verre est retirée et la partie intérieure est soulevée hors de l'eau. Si la croissance est constituée d'algues épaisses à poils verts, elle est simplement éliminée à la main. Si la croissance est constituée de cheveux verts minces (comme cela se produit dans l'eau douce) ou de vase sombre, l'unité intérieure est emmenée dans l'évier et nettoyée avec une brosse à dents. Après le nettoyage, les parties intérieures et extérieures sont remises en place sur la vitre.

Version à surface flottante: si la croissance est constituée d'algues épaisses à poils verts, elle est simplement éliminée à la main en soulevant le couvercle de la LED et en retirant la croissance. Si la croissance est constituée de cheveux verts minces ou de vase sombre, la partie flottante est amenée dans l'évier et nettoyée avec une brosse à dents.

Version encastrable: l'unité entière est soulevée hors de l'eau et le couvercle est retiré. Si la croissance est constituée d'algues épaisses à poils verts, elle est simplement éliminée à la main. Si la croissance est constituée de cheveux verts minces ou de vase sombre, l'unité entière est emmenée dans l'évier et nettoyée avec une brosse à dents.

Si l'écran n'est pas nettoyé comme ça périodiquement, les algues deviendront trop épaisses et empêcheront la lumière et le flux d'atteindre les «racines» des algues, et ces zones mourront et se laisseront aller, remettant les nutriments dans l'eau.

Voir également

Les références

Liens externes