Фильтрация

Существует два способа фильтрации воды: биологический и механический. Биологическая фильтрация представляет собой процесс преобразования азотистых органических соединений в минеральные, которые затем либо удаляются из раствора, либо улетучиваются в атмосферу, либо частично редуцируются и усваиваются водорослями. На практике, биологическая фильтрация используется в основном для удаления биологических метаболитов и контроля над ростом бактерий. При отсутствии крупных водорослей (что обычно для бассейнов с морскими млекопитающими) биологическую фильтрацию осуществляют бактерии. Гетеротрофные бактерии используют большую часть органических веществ в качестве источников энергии, тогда как автотрофные сосредотачиваются преимущественно на неорганических соединениях. Биологические фильтры обычно состоят из колоний бактерий, закрепленных на прочном матриксе, например, гравии.

Органические материалы постоянно попадают в бассейны с морскими животными. Их источником может быть поступающая вода, остатки пищи, выделяемые животными моча и фекалии, или даже сами животные (например, при линьке кожи, которая у афалин происходит постоянно).

Растворенный в воде органический углерод (РОУ) наряду с взвешенным органическим углеродом (ВОУ) называют совокупным органическим углеродом (СОУ). РОУ содержит устойчивые органические вещества, такие как гумус, который не устраняется биологической фильтрацией. На гумус приходится 10-50% от СОУ в морской воде. За счет процесса абсорбции компоненты РОУ, включая гумус, могут быть удалены из воды путем их связывания на абсорбенте. Наиболее обычным и эффективным абсорбентом является активированный уголь, который получают из таких материалов, как кости животных, каменный уголь и древесина. Активированный уголь имеет ограниченный срок работы (ограниченную абсорбирующую способность), после чего он должен быть химически восстановлен или просто заменен.

Механическая фильтрация, и особенно фильтрация через гранулированную среду, используется для удаления взвеси метаболитов и ВОУ. Существует два типа фильтрующих систем: фильтры с использованием повышенного давления и вакуумные (иногда называемые гравитационными). В первых вода накачивается под давлением, и фильтрующая масса обычно помещается в стальных или пластиковых резервуарах, усиленных стекловолокном. Вакуумные фильтры могут располагаться в открытых резервуарах. Помпа может находиться после фильтра, так что вода просасывается через фильтр, и поэтому его название “гравитационный” не совсем точно. Фильтры с гранулярным содержимым классифицируются по размеру гранул или их составу. Быстрые песочные фильтры содержат либо мелкий песок (гранулы <0,5 мм) или крупный (гранулы > 5,0 мм), тогда как более качественные фильтры содержат двухкомпонентную смесь,  обычно из антрацита и песка, или многокомпонентные смеси из антрацита, песка, гравия и/или илемнита. В двух- или многокомпонентных фильтрах материалы размещаются слоями – грубые сверху и тонкие на дне для более эффективного удаления частиц. Гранулярные фильтры очищают обратным током воды, которая выносит накопившийся мусор. Эту засоренную воду удаляют из системы, и возобновляют фильтрование. Для повышения эффективности очистки можно дополнительно применить воздушную продувку и промывку поверхности. Продувка воздухом взмучивает самый нижний слой фильтрующего материала. Омыватели поверхности гонят воду над верхними слоями фильтрующего материала, удаляя частицы мусора.