إن المرحلة الأولى من مراحل التصفية هي ما يسمى التصفية الميكانيكية، والتي تعتبر عنصرًا حاسمًا في الحفاظ على جودة المياه في أحواض السمك، إذ تقوم وسائط مخصصة بالتقاط الجسيمات غير الذائبة بكفاءة من مياه الحوض والتي تشمل براز السمك، بقايا الأطعمة، والمخلفات العضوية، والجسيمات غير الذائبة، والتي يمكن تتحلل في النهاية لتنتج مركبات الأمونيا ثم النتريت وأخيراً النترات، ومن خلال حبس تلك الجسيمات فإنها تبطئ معدل تراكم النترات في مياه الحوض.

بعض وسائط التصفية الميكانيكية

    • جوارب التصفية:
   إحدى هذه الوسائط هي جوارب التصفية والتي انتشرت على نطاق واسع بعد أن أثبتت فعاليتها في عميلة التصفية هذه وفيما يلي بعض الملاحظات حول استخدامها: الغسيل وإعادة الاستخدام يجب غسل الجوارب المرشحة وإعادة استخدامها، عند إزالة واحدة متسخة، سيكون لديك دائمًا واحدة نظيفة جاهزة للاستبدال، يمكنك شطفها بخرطوم أو تحت الصنبور (يساعد قلب الجورب من الداخل إلى الخارج في جودة التنظيف)، أو ببساطة يمكنك وضعها في الغسالة مع تجنب استخدام الصابون، بعد دورة غسيل سريعة، امنحهم شطفًا إضافيًا بالماء.
   هناك نوعان من جوارب الترشيح:
     - جوارب اللباد: جوارب مرشحة من اللباد أكثر سمكًا و تزيل المزيد من المخلفات ولكنها تسد بشكل أسرع و هناك صعوبة تنظيفها، ولكنها فعالة للغاية في إزالة النفايات.
   - الجوارب الشبكية: الجوارب الشبكية تسد بسرعة أقل وأسهل في التنظيف، ولكنها لا توفر نفس المستوى من التصفية مثل الجوارب اللبادية، تعمل الجوارب الشبكية بشكل جيد عندما تكون مستويات العناصر الغذائية قليلة نسبياً. الإستبدال المنتظم: لا تدع الجوارب تعمل لفترة أطول من 4 أيام إلى أسبوع، إذا كان الجورب مسدودًا وفاض الماء، فقد حان الوقت لتغييره، يضمن الاستبدال المنتظم الاعتماد على جوارب التصفية كواحدة من أكثر أشكال الترشيح فعالية، مما يوفر نقاءً لا مثيل له للمياه.

    • مرشحات الأسطوانة الآلية:
   تم تصميم بكرات الصوف لتحل محل جوارب الفلتر وتزيل الحاجة إلى تبديل جوارب الفلتر يدويًا كل بضعة أيام، أسطوانة الصوف هي ببساطة مرشح ميكانيكي تلقائي يزيل الجزيئات العالقة والحطام من ماء الحوض، يتم تثبيتها عادةً في نهاية مصرف الحوض مباشرة حتى يتمكن الماء من المرور عبر الأسطوانة الصوفية عند دخوله إلى الحوض السفلي.
   عندما يهيط الماء من الحوض الرئيسي، فإنه يتدفق إلى الأسفل عبر الأسطوانة الصوفية حيث يتم بعد ذلك دفعه من خلال طبقة من الصوف، مع انسداد طبقة الصوف، سيتحرك الماء عبر الصوف بشكل أبطأ بكثير مما يؤدي إلى ارتفاع مستوى الماء داخل الجهاز. سيؤدي ذلك إلى تشغيل جهاز استشعار لإدارة البكرة، وإزالة الصوف المتسخ واستبداله بآخر جديد. ويمكن بعد ذلك أن يمر الماء عبر الصوف النظيف بحرية ويعود مستوى الماء إلى مستواه الطبيعي.

   وأخيراً يمكن الاستعاضة عن ماسبق باستخدام وسائط ترشيح مثل الديكرون الإسفنج أو أنواع خاصة من الأنسجة القطنية أو اللباد والمصنعة خصيصاً لهذا الغرض، مع الأخذ بعين الإعتبار إجراء الصيانة الدورية لهذه المواد وتنظيفها بين الحين والآخر حسب الحاجة للحفاظ عليها من الإنسداد أو من تناقص كفاءتها.

مقشدة البروتين

مقشدة البروتين أو Protein Skimmer والمعروف أيضاً باسم مجزئ الرغوة Foam Fractionator مكون أساسي في أحواض السمك البحرية، تم تصميم مقشدة البروتين لتنقية مياه الأحواض البحرية، عن طريق إزالة الملوثات المجهرية، والتي تشتمل على أجزاء صغيرة من أي فئة من المركبات العضوية التي تكون عبارة عن أحماض دهنية أو مشتقاتها (الدهون)، و الكربوهيدرات (السكر)، وقليل من البروتين (الأحماض الأمينية)، الممزوجة بالبكتيريا والطحالب وغيرها من المواد العضوية وغير العضوية.

تقوم كاشطات البروتين بجمع وإزالة هذه المركبات العضوية الذائبة من الماء، قبل أن تبدأ في التحلل وإنتاج النترات مما يجعلها أكثر نقاءً ونظافة وأكثر أمانًا للأسماك والشعاب المرجانية.

بغض النظر عن حجمها أو شكلها أو تقنياتها، فإن جميع كاشطات البروتين تؤدي نفس الوظيفة الأساسية:

- يتم ضخ ماء الحوض إلى غرفة التفاعل داخل الكاشطة.
- عن طريق حاقن أو دافعة يتم خلط الماء مع الهواء حتى تتكون فقاعات دقيقة للغاية.
- تنجذب جزيئات المواد العضوية إلى فقاعات الهواء الصغيرة هذه.
- تتفاعل هذه الجزيئات مع الفقاعات وتتجمع على سطحها، لتشكل رغوة ناعمة مملوءة بالمخلفات العضوية.
- يتم تجميع الرغوة في كوب أعلى الكاشطة، حيث يمكن التخلص منها.
- يتم بعد ذلك خروج المياه النظيفة إلى مرشح الحوض.

تعتبر السخانات واحدة من أكثر المكونات غير المكلفة وسهلة التركيب لنظام الحوض، ولكنها أيضًا أكثر المعدات المعرضة للأعطال، إن استخدام سخانات موثوقة لا يقل أهمية عن اتباع النهج الصحيح للتحكم في درجة حرارة الماء واتخاذ إجراءات استباقية بشأن استبدال السخان وصيانته، ستضمن هذه الخطوات السهلة تجنب الكارثة المرتبطة بالسخان.

    • اختيار السخان:
   هناك العشرات من السخانات المختلفة في الأسواق، وخلال السنة الأولى من إنشاء الحوض، لن يكون هناك فرق كبير في الأداء بين معظمها، استخدم أي سخان تشعر بالراحة معه، تأكد من قياس المساحة المتاحة لديك لتثبيت السخان لأنه يجب أن يظل مغمورًا بالمياه طوال الوقت.
   اختر سخانًا قادرًا على توفير 1 - 2 واط من طاقة التسخين لكل واحد لتر من ماء الحوض، يعد استخدام سخانين أسلوبًا شائعًا أيضًا، يمكنك اختيار سخانًا واحدًا بالحجم الكامل كعنصر التسخين الأساسي لديك مع سخان ثاني في وضع الاستعداد (اضبطه على درجة حرارة مياه أقل قليلاً) والذي سيتم تشغيله في حالة فشل السخان الرئيسي. تذكر أنه يجب استبدال السخانات بشكل منتظم أيضًا، إذ تتآكل مرحلات السخان والمكونات الداخلية بمرور الوقت.
   لطالما كانت السخانات الزجاجية الكلاسيكية المزودة بمنظمات الحرارة المدمجة هي الخيار الأكثر شعبية لأسعارها المعقولة، هناك أيضاً سخانات التيتانيوم وهو الخيار الأكثر تكلفة لأنها مصنوعة من مواد عالية الجودة، وأكثر إحكاما، وبعضها يتطلب استخدام وحدة تحكم منفصلة في درجة الحرارة، يمنحك وجود وحدة تحكم منفصلة في درجة الحرارة المرونة اللازمة لاستبدال العنصر فقط أو وحدة التحكم فقط، أيهما تأتي الحاجة إلى استبداله أولاً، يمكنك أيضًا العثور على ميزات مثل مسبار درجة الحرارة القابل للاستبدال، وميزة ال Wifi للإشعارات عن بعد.

    • تركيب السخان:
   عندما تقوم بتركيب سخان حوض السمك، تأكد من وضعه في مكان يكون فيه دائمًا مغمورًا بالمياه، حتى عند إيقاف تشغيل المضخات للصيانة أو التغذية، قم بتثبيته باستخدام الحامل المخصص له في حوضك الرئيسي أو في إحدى حجرات الفلتر، قم بتركيب وحدة التحكم في درجة الحرارة الخاصة بك في مكان مناسب، بعيدًا عن الرطوبة، حيث يسهل رؤية شاشة LCD والوصول إلى الإعدادات، إذا كانت وحدة التحكم تحتوي على مقياس حرارة منفصل، فمن الأفضل غمر مقياس الحرارة في حوض السمك الأساسي لأنه المكان الأكثر أهمية لدرجة حرارة الماء.

    • تشغيل السخان:
درجة الحرارة المستهدفة العامة للأحواض البحرية هي °75 – °78 فهرنهايت، °24 – °26 C، ستحتاج إلى مقياس حرارة منفصل في مرمى بصرك للتأكد من أن السخان يعمل بشكل صحيح، خذ قراءة أولية لدرجة حرارة الماء قبل تشغيل السخان، خلال الـ 24-48 ساعة الأولى، راقب درجة حرارة الماء عن كثب باستخدام مقياس حرارة منفصل، راقب للتأكد من إقلاع السخان في الوقت المناسب وتوقفه عندما يصل الماء إلى درجة الحرارة المحددة.

   أخيراً احتفظ بسخان احتياطي في متناول اليد دائمًا أو استخدم عنصري تسخين للحوض، في حالة تعطل السخان الأساسي، سيكون لديك نسخة احتياطية جاهزة للاستخدام.

يعتبر الملجأ "Refugium" أحد مكونات الترشيح الأساسية، وهو مكان التصفية البيولوجية إذ يحتوي على عدة عناصر مثل طبقة الرمال والصخور الحية والطحالب البحرية حيث تقوم هذه المكونات بتحويل وامتصاص الملوثات من مياه الحوض الرئيسي بشكل طبيعي، وهي واحدة من أروع الطرق وأكثرها فعالية للتعامل مع النتريت و النترات والفوسفات الزائدة التي يمكن أن تتراكم في الحوض.

فيما يلي بعض الخيارات التي يمكن أن يحتويها الملجأ لتحقيق أفضل النتائج:
    1 - الركيزة: إن الرمال العادية مناسبة تمامًا كركيزة، ولكن طين الملجأ "Refugium mud" هو الخيار الأفضل، يعد طين الملجأ مفيدًا للغاية فهو ذو حجم وملمس مثاليين للكائنات الحية الدقيقة للحفر والتكاثر، إضافة إلى أن حجم الحبيبات الدقيقة والطبيعة الكثيفة للطين تخلق مناطق لا هوائية فعّالة، إن مزيجاً من الطين والرمال العادية بارتفاع يصل إلى 10 سم أو أكثر سيكون مناسباً تماماً لهذه الغاية.
    2 - ركام من الصخور الحية: ركام الصخور الحية هو خيار شائع للملاجئ، فهو يوفر سطحًا مساميًا كمستعمرة للبكتيريا المفيدة، ويدعم نمو مجدافيات الأرجل ومزدوجات الأرجل، هذه الكائنات الصغيرة ضرورية لنظام بيئي بحري صحي.
    3 - الوسائط الخزفية "Ceramic Media": تأتي الوسائط الخزفية بأشكال مختلفة ككتل أو ألواح أو كرات، وهي مسامية للغاية، مما يسمح باستعمار بكتيري ممتاز.
    4 - الطحالب الكبيرة "Macroalgae": الطحالب الكبيرة هي مكون حي يؤدي عدة وظائف، فهو يمتص العناصر الغذائية الزائدة مثل النترات والفوسفات، ويوفر المأوى للحيوانات الدقيقة، ويساهم في تحسين جودة المياه بشكل عام، تحظى طحالب التشيتومورفا "Chaetomorpha" بشعبية خاصة بسبب نموها السريع وامتصاصها الجيد للعناصر الغذائية، وهناك أيضا خس البحر "Sea Lettuce" و الكوليربا "caulerpa"، وطحالب البوم بوم "Gracilaria hayi" و العديد من أنواع الطحالب الكبيرة الأخرى التي تؤدي نفس الوظيفة.

يلعب تدفق المياه دورًا حاسمًا في صحة حوض الأسماك، خاصة إذا كنت تحتفظ بالشعاب المرجانية، بالنسبة للأسماك، يضمن التدفق المناسب تبادل الغازات والكثير من الأكسجين ويساعد على نقل النفايات والمواد المغذية إلى نظام الترشيح لإزالتها، أما مع المرجان فيوفر هذا التدفق الغذاء والمواد المغذية المهمة بالإضافة إلى التخلص من النفايات. مضخة الإرجاع هي التي تحرك الماء عبر نظام التصفية، تقوم مضخة الإرجاع بنقل الماء من الحوض وإلى الحوض مرة أخرى، حيث تقوم بإنشاء تدفق دائري مستمر للمياه من خلال حوض السمك ونظام التصفية، لهذا نسميها "قلب" حوض السمك.

على الرغم من أن الأمر قد يبدو مربكًا بعض الشيء في البداية، إلا أن اختيار مضخة إرجاع ذات حجم مناسب أمر سهل للغاية، مع عدد قليل من الحسابات البسيطة، يمكنك أن تكون واثقًا من أنك قمت بالاختيار الصحيح.

    • استطاعة المضخة:
   يتم تصنيف مضخات المياه حسب استطاعتها بنقل الماء، وتقدر باللتر في الساعة L/h، أو بالجالون في الساعة (GPH للاختصار) إن هذه الاستطاعة هي الحد الأقصى لمعدل التدفق للمضخة وهو كمية المياه التي يمكن للمضخة تحريكها عندما لا تكون متصلة بأي شيء، فكر في الأمر على أنه معدل التدفق مع وجود المضخة في دلو من الماء، إنه المعيار الصناعي لقياس قوة مضخة معينة، لكنه لا يشير إلى الحقيقة بأكملها، فبمجرد توصيل المضخة بالأنابيب البلاستيكية، فإنه يخلق ضغطًا يسمى (ضغط الرأس - head pressure) وسيتم تقليل معدل التدفق، يجب أن تأخذ في الاعتبار فقدان التدفق هذا عند اختيارك لمضخة الإرجاع.

   • حساب معدل التدفق الموصى به:
   بالنسبة لأحواض المياه المالحة سواء التي تحتوي على أسماك فقط، أو أحواض المرجان، فإن القاعدة العامة هي العثور على مضخة يمكنها نقل ما لا يقل عن 5 إلى 10 أضعاف إجمالي حجم مياه الحوض الرئيسي في الساعة، على سبيل المثال، بالنسبة لخزان سعة 50 جالونًا، ابحث عن مضخة ذات تصنيف لا يقل عن 250 - 500 جالونًا في الساعة، عندما تكون المضخة قيد الاستخدام في الحوض، فإن ضغط الرأس الناتج عن التوصيلات سيبطئ المضخة ومن المحتمل أن يحقق معدل تدفق في مكان ما في نطاق 150 - 350 جالونًا في الساعة.
 
    في حين أن معدل دوران الخزان الإجمالي بمقدار 10 دورات في الساعة هو الحد الأقصى للتدفق المطلق من خلال نظام ترشيح مناسب، فإن الهواة الذين يستخدمون تقنيات الترشيح الحديثة غالبًا ما يختارون التشغيل بشكل أبطأ قليلاً بمعدل دوران لماء الحوض بمقدار 2 - 5 مرات في الساعة بعد تطبيق ضغط الرأس، سيؤدي هذا إلى زيادة وقت المكوث في الحوض السفلي "Sump" حيث تتم عملية التصفية.
مثال: حوض سعة 50 جالونًا = معدل التدفق الفعلي 100 - 250 جالونًا في الساعة.
بغض النظر عن تفضيلك للتدفق البطيء أو السريع، استخدم دائمًا إجمالي حجم المياه في الحوض لتقدير عدد المرات في الساعة التي يمكن لمضخة الإرجاع أن تقوم فيها بتدوير حجم المياه بالكامل من خلال نظام الترشيح، واعلم أن أي معدل دوران يتراوح مابين 2 – 10 مرات في الساعة هو مقبول بشكل عام.

    • ضغط الرأس:
   عند اختيار المضخة، من المهم أن تأخذ في الاعتبار مقدار ضغط الرأس الناتج عن تمديدات الأنابيب التي قمت بها، لقياس قدرة المضخة بدقة، يمكنك حساب ضغط الرأس باستخدام الصيغ القياسية للمضخة، يمكنك استخدام مخطط التدفق الخاص بالشركة المصنعة للمضخة لتحديد معدل تدفق المضخة الحقيقي بناءً على مقدار ضغط الرأس الذي يتم إنشاؤه، توفر الشركات المصنعة للمضخات هذه المخططات أو الرسوم البيانية كنقطة انطلاق في تحديد كيفية تحديد حجم مضخة الإرجاع المطلوبة.

   تجدر الإشارة إلى أن مصرف الحوض سيكون له الحد الأقصى لمعدل تصريف المياه مما يعني أن كمية معينة فقط من المياه يمكن أن تمر عبر المصارف، ثم بعد ذلك سوف تفيض المصارف، من النادر جدًا أن يتجاوز تدفق الإرجاع الحد الأقصى لمعدل التصريف طالما أنك لا تتجاوز 10 مرات معدل دوران في الساعة. إن ضخ المياه إلى الحوض هو عمل شاق، إذ تعمل الجاذبية والاحتكاك داخل الأنابيب والصمامات على تقليل معدل التدفق، كلما كان على المضخة دفع الماء إلى أعلى ولمسافات أبعد، كلما كان من الصعب على المضخة تحريك الماء مما يؤدي في النهاية إلى إبطاء التدفق، وتسمى هذه المقاومة "ضغط الرأس"، كلما زاد الرفع وزادت المسافة، زادت مقاومة التدفق وزاد ضغط الرأس.

     • تحديد استطاعة المضخة:
   من المهم أن تتذكر أنه يجب عليك دائمًا اختيار مضخة إرجاع أقوى قليلاً بدلاً من مضخة أصغر حجمًا بشكل مشكوك فيه، وذلك لأنه يمكنك دائمًا إعادة معدل التدفق باستخدام صمام أو وحدة تحكم، ولكن لا يمكنك زيادة معدل التدفق إذا كانت المضخة صغيرة الحجم، إن الحصول على القليل من طاقة المضخة الإضافية ليس بالأمر السيئ أبدًا لأن هذا يعني أنه يمكنك إضافة مفاعلات ومعقمات للأشعة فوق البنفسجية على الطريق باستخدام مضخة الإرجاع هذه، فقط تأكد من أن المضخة ستتناسب فعليًا مع الحوض أو حجرة الترشيح المعدة لها. تعمل مضخات التيار المتردد بسرعة ثابتة ويجب أن يتم توصيلها دائمًا باستخدام صمام مدمج مع الأنابيب الصاعدة إلى الحوض، وهذا لا يسمح لك فقط بالتحكم في التدفق ولكن أيضًا إغلاق خط المياه تمامًا عند إيقاف التشغيل أثناء صيانة المضخة.
   أما مضخات التيار المستمر فتكون مزودة بوحدات تحكم الكترونية تسمح لك بتغيير سرعة المضخة ومعدل التدفق الناتج عنها، كما أنها تعمل بشكل أكثر هدوءاً وأكثر كفاءة من حيث استهلاك الكهرباء.

    أخيراً تأكد من الحفاظ على نظافة المضخة، سيؤدي ترك المضخة تعمل مع تراكم التكلسات إلى تقليل الأداء و تقصير العمر الافتراضي لها بشكل كبير.