Les Ecumeurs, ou séparateurs d’écume. Introduction
L’écumeur, est apparu dans l’industrie de traitement des déchets il y a de nombreuses années, comme les trickle-filters. Au fil des ans, il a été modifié et parfois même retiré, mais on l’utilisait principalement pour réduire la charge organique avant que l’eau n’atteigne les réacteurs de boue activée, les trickle filter ou d’autres filtres bactériologiques. Compte tenu de ce qu’il retirait de l’eau, il a été employé dans l’aquaculture d’eau douce et d’eau de mer, avec divers degrés d’efficacité. De nombreuses conceptions ont vu le jour pour en arriver à la première version 3 tubes. Dans cet article, j’espère aborder les écumeurs et les expliquer un peu mieux. Dans son expression la plus simple, l’écumeur consiste à injecter de l’air dans un tube rempli d’eau fortement chargée en matière organique (DOC), avec l’intention de les retirer sou forme de mousse, aussi appelée adsorbant L’écumeur possède au moins 3 parties:
Le corps de l’écumeur peut presque être de n’importe quel diamètre. Sur les écumeurs des aquariophiles, les corps font en général de 10 à 20 cm de diamètre, en fonction de la quantité d’air injectée. Sur tous les écumeurs, la hauteur doit être d’au moins 61 cm pour retirer les DOC d’une manière efficace. Mais il existe des méthodes pour aménager cela. Si vous diminuez le débit et injectez plus d’air, comme dans l’écumeur Euroreef (H&S), vous verrez qu’il est tout aussi efficace. Dans les écumeurs à injection d’air inversée (Downdraft skimmers) cela dépend de la quantité d’air injectée puisque la majorité du contact se fait dans la colonne de bio-balles. Certains fabriquant d’écumeurs à venturi ont trouvé des aménagements à cette hauteur minimum de 61 cm. Quelques exemples d’écumeurs qui ont une chambre de contact de taille équivalente. |
Ci-dessous à gauche, l’écumeur à rotation Tunze produit par Tunze Aquarientechnik GMBH Allemagne. Ci-dessous à droite, l’écumeur " Read Sea Berlin " produit par la " Red sea fish pharm " |
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| Les composés
organiques dissous sont des molécules bipolaires, aussi connues sous le nom de
surfactant, ce qui signifie que les molécules ont un ou plus atome attiré par l’air
et un ou plus atome attiré par l’eau. De ce fait, ces molécules sont attirées par
des interfaces air/eau, c’est-à-dire, les bulles. Plus les DOC restent en contact
avec les bulles et plus elles ont de chance d’être retirées. Pour augmenter le
contact air/eau, certains écumeurs injectent l’eau (ou un mélange air/eau) de
manière tangentielle pour la faire tourner dans le cylindre. Certains font circuler
l’eau à contre-courant, ce qui veut dire que l’eau va à l’encontre du
courant principal dans l’écumeur. Enfin, certains écumeurs font recirculer
l’eau de nombreuse fois à l’intérieur de l’écumeur et de ce fait injecte
l’eau à l’intérieur de l’écumeur avec un faible débit. Ce sont les
méthodes les plus importantes pour augmenter le temps de contact. Après, ce ne sont que
des modifications des méthodes décrites ci-dessus. Comme vous pouvez le voir sur ce
dessin (maintenant animé) d’une brochure d’un Top Fathom Ltd, un venturi
injecte un mélange air/eau dans le corps de l’écumeur pour qu’elle tourne
jusqu’à atteindre le haut du corps de l’écumeur. Je dois aussi dire que l’écumeur ne retire pas que les DOC. L’écumeur retire aussi les VOC (Volatile organic compounds) , les oligots éléments, les bactéries, macro et micro plancton, oeufs de coraux et sperm, et d’autre composés similaires. (Un article sur le sujet prochainement). |
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Lorsque l’on fait passer un gaz dans un liquide qui est chargé en surfactant, on obtient de la mousse. Il y a deux types principaux de mousse qui sont
C’est la mousse foncée que nous recherchons, car elle contient ce que nous essayons de retirer de l’aquarium. La mousse plus humide (blanche) contient plus de plancton et d’oligots éléments qu’il est souhaitable de conserver dans l’aquarium. Plus la mousse est foncée et mieux c’est . Mais il faut moduler cela avec la quantité d’écume produite, ou l’eau de votre aquarium ne sera pas aussi propre qu’elle pourrait l’être. Il y a quelques méthodes pour obtenir une mousse plus foncée.
Bien évidemment, 1 2 et 4 sont de meilleurs choix puisqu’il y a plus d’air, plus de débit et plus de temps de contact, rendant de ce fait, l’écumeur plus efficace. Vous pouvez aussi combiner les différentes méthodes pour obtenir des résultats satisfaisants. Une mousse de bonne qualité doit être épaisse, et d’une consistance un peu pâteuse (Fossa et Nilsen, The Modern Coral Reef Aquarium Vol.1) Ci-dessous, le schéma général de conception du VS2 36-72 produit par LifeReef, qui utilise une grille de support de mousse, une injection venturi tangentielle et un système à contre-courant. |
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Une remarque sur la façon de tester l'efficacité d'un écumeur : Un écumeur qui fait stopper l'autre n'est pas un bon moyen pour dire lequel est le meilleur, car celui qui s'arrête, j'ai constaté dans certains cas, peut nettoyer l'eau d'une bien meilleure façon que celui qui continue de fonctionner. Il se passe aussi d'étranges choses lorsque vous utilisez deux écumeurs sur le même système, qui ne sont pas encore totalement comprises. Je pense donc, et je ne suis pas le seul, que la méthode de l'étouffement d'un Ecumeur par autre est un moyen totalement imprécis et ne doit pas être utilisé comme indicateur des performances de l'écumeur. Mais la plupart des écumeurs sont en fait testés de cette façon, et Maintenant que vous savez que cette méthode est inefficace, vous devez décider par vous-mêmes lequel est le meilleur. Un exemple de ce que j'avance, lorsque mon écumeur à diffuseur stoppe mon écumeur à venturi et mon écumeur à contre-courant. Jugez votre écumeur sur le potentiel rédox, votre rh2 (??) et votre T*factor (??) ainsi que sur la présence de NO3, NO4 et PO4 et sur les conditions générales de l'eau avant et après l'ajout de l'écumeur. L'aspect de votre bac est aussi important. Pour plus d'informations sur rh2 et T*factor lisez 'Advanced Reefkeeping' d'albert THIEL.
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| Les écumeurs à injection
d’air inversée. (Downdraft skimmer) L’écumeur à injection d’air inversée est totalement différent des autres écumeurs. Au lieu d’un venturi ou d’un diffuseur en bois comme dans la plupart des écumeurs, Il utilise un jet d’eau de 0,6 mm dirigé vers des bio-balles de 3,81 cm placées dans un tube de 7,62 cm de diamètre pour créer de fines bulles. Après que les bulles en provenance de cette colonne sont entrées dans la cuve inférieure de l’écumeur, elles sont déviées vers le haut en direction du tube de séparation. Ici, contrairement aux écumeurs à venturi, le niveau d’eau est compris entre 5 et 15 cm à cause de la forte quantité d’air qui traverse l’écumeur. Cette conception d’écumeur permet de produire assez rapidement une mousse très foncée, dense et odorante en grande quantité. Les seuls inconvénients de cet écumeur sont , sont coût, le coût de la pompe chargée de l’alimenter et la quantité de plancton et d’oligots éléments retirés de l’eau. Dans cet écumeur, la plupart du temps de contact a lieu dans la colonne de bio-balles. A cause de sa très haute efficacité, a mon avis, il n’est pas recommandé d’utiliser cet écumeur sur un bac de coraux mous ( à moins que vous ne sachiez ce que vous faites) et il est aussi recommandé d’augmenter les doses d’oligots éléments par rapport aux doses normalement prescrites. Ci-dessous, le Gemini 800 d’ETS. |
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| Dans l’écumeur à injection d’air inversée, l’eau entre d’abord par ‘a’, le système d’injection, où l’eau est comprimée dans un tube de 6 mm et propulsée sur ‘b’, les bio-balles qui cassent l’air dans l’eau pour fabriquer les bulles dans la zone de mixage ‘c’. Ensuite, les bulles sortent par ‘d’, un trou dans la colonne, puis sont déviées par ‘e’ en direction de ‘f’ le corps de l’écumeur qui envoi la mousse dans ‘g’, le tube de séparation qui fait déborder la mousse dans ‘h’ la coupelle de récupération. Le dernier type d’écumeur récemment apparu sur le marché est un nouveau type d’écumeur à injection d’air inversée sur lequel je vous donnerai plus d’information prochainement. Une seule société le fabrique, il s’agit de MTC et l’écumeur est le HSA. Cet écumeur n’utilise pas le jet habituel sur les bioballes qui est assez inefficace et consomme beaucoup d’énergie. IL utilise une " pond pump foam generating head " placée sur le dessus de l’écumeur. Vous pouvez produire une grande quantité de mousse de la qualité d’un écumeur à diffuseur en ajustant la valve située sur le dessus. Cet écumeur est très efficace et , d’après mon expérience, explose l’ETS. Il coûte $650 et utilise des pompes GENX ou MDQ4. Ci-dessous, une image 3D de mon cru de l’injecteur du HSA. Elle n’est pas terminée, et n’est pas vraiment précise, puisque j’ai juste ouvert un de ces injecteurs et regardé à l’intérieur. Je publierai bientôt l’image corrigée.
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Les écumeurs à venturi utilisent un injecteur venturi pour créer des bulles. Un injecteur venturi force le passage de l’eau à travers un petit trou qui conduit à un tube plus large, ce qui créé une dépression et aspire l’air par un petit trou près de la sortie du petit tube. Les injecteurs Mazzei sont les injecteurs qui ont la forme la plus efficace. Les écumeurs à venturi nécessitent de grosses pompes à forte pression pour fonctionner correctement. Ci-dessous à gauche, les écumeurs venturi de LifeReef. A droite, un énorme écumeur à venturi. En-dessous de ces deux images, une image 3D de mon cru d’un injecteur venturi. L’image n’est pas terminée, je publierai une nouvelle image en temps voulu.
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| Il existe un nouveau type d’écumeur à venturi qui utilise de très gros injecteurs, d’environ 2,5 cm à 3,8 cm. Il s’appelle EVS et est fabriqué par Lunar technology. Il ressemble à l’ETS mais aspire plus d’air, environ 240 pieds cubiques par heure.(NdT.240 * 30,48 x 30,48x 30,48 cm3 /h = 28316x240 = 6 796 043 cm3/h = 6796 L/h sauf erreur de ma part). Il est conçu comme un ETS mais en lieu et place de la colonne de bioballes, il utilise un injecteur venturi.
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| Les écumeurs à
diffuseur et à contre-courant. Les écumeurs à air utilisent des diffuseurs en bois et des pompes à air très puissantes pour produire les bulles et peuvent être aussi efficaces que les écumeurs à venturi, mais à un prix plus élevé. Il y a aussi une différence dans la consistance de la mousse produite par ces écumeurs en comparaison de celle produites par les écumeurs à venturi et à injection d’air inversée. Elle contient plus de particules et est d’une bien plus grande qualité que celle produite par les venturi. Elle tend aussi à être plus dense et plus sèche. Ce type d’écumeur doit posséder entre 2 et 3 diffuseurs bois pour chaque tranche de 10 cm de diamètre du tube. En conséquence, un écumeur de 15 cm de diamètre doit posséder entre 4 et 6 diffuseur et ainsi de. Mais rares sont les écumeurs à air conçus pour traiter autant d’air, ce qui pour nous est en fait très regrettable. En fait, la plupart des écumeurs de ce type vendus sur le marché sont conçus pour recevoir 1 à deux diffuseurs pour 15 cm, ce qui les rends très inefficaces. Toutefois, , il en existe un, fabriqué par Knop Aquarientechnik en Allemagne qui utilise une grande quantité de diffuseurs, mais il n’est pas bon marché. Le tube de séparation de ce type d’écumeur peut être le même que celui d’un écumeur à venturi, car ils sont capables de produire autant de mousse. En haut à gauche, vous pouvez voir l’écumeur à air et les réacteurs à calcaire produits par Knop. |
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D’après mon expérience, le tableau ci-dessus est correct en référence au nombre de diffuseurs à utiliser pour faire fonctionner correctement l’écumeur en fonction de sa taille. Notez que je n’ai pas inclus les plus petits écumeurs dans ce tableau, car il faut au moins 61 cm de hauteur pour qu’ils soient efficaces. Ces remarques sont basées sur mon opinion et mes tests personnels. | ||
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Ce tableau montre en abscisse le diamètre du tube, en ordonnée le nombre de diffuseurs et en intersection la taille nécessaire de la colonne de séparation. Comme vous pouvez le remarquez, peu d’écumeurs du commerce collent avec ces descriptions, alors que faire ? Soit acheter un écumeur qui vous permette faire baisser le niveau d’environ 10 à 15 cm en dessous du début du tube de séparation, ou alors construire votre propre écumeur. C’est d’après mes idées et mes tests que j’ai trouvé ces valeurs qui marchent efficacement. Je vais écrire très prochainement un article sur la façon de construire son propre écumeur. |
| Ecumeurs avec aspiration forcée d’air (Aspirating impeller skimmer) Je dois dire que je suis impressionné par cette autre déviation du procédé venturi. Ils sont efficaces, peu chers et silencieux. Le turboflotor 1000, CPR SR series et BakPak et l’EuroReef (H&S) sont tous des écumeurs qui aspirent l’air. Ils sont plutôt efficaces et comme les écumeurs à diffuseur ne retirent pas autant de plancton que les venturi ou à injection d’air inversée. Ce qui est utile pour la conservation des organismes filtreurs. Ils fabriquent les bulles en dirigeant l’air soit sur le rotor soit sur une roue spécialisée à aiguille (ou pics) qui coupe l’air en de très fines bulles semblables à celles que l’on trouve dans les écumeurs à diffuseur. Je suis curieux de voir comment ces écumeurs vont progresser dans les quelques années à venir. Ci-dessous à gauche, les écumeurs " Klaes " fabriqué par Aquarientechnik Klaes GMBH, à droite, le Turboflotor 1000 d’aquamedic, les deux d’Allemagne. |
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‘a’ : turbine modifiée avec des aiguilles ‘b’ dispositif d’adaptation pour entrée d’air sur la turbine ‘c’ Sortie Air/eau. ‘d’ bobine à induction magnétique |
| Pour récapituler Les écumeurs à injection d’air inversée sont très efficace mais coûtent cher en eux-mêmes et nécessitent des pompes puissantes et cher pour leur fonctionnement. A cause de leur redoutable efficacité, ils retirent de l’eau de plus grandes proportions d’oligots éléments vitaux, qui doivent donc être reconstitués (ajoutés), souvent avec des additifs complets et en plus grande quantité qu’on ne le ferait avec d’autres écumeurs. Ces écumeurs retirent aussi une plus grande quantité de particules et de plancton. Le plancton ne doit pas être retiré à un tel point sans reconstituer la provision, c’est-à-dire utiliser un refuge, domaine que je vais bientôt aborder. En raison de leur efficacité, dans la plupart des cas, ces écumeurs ne doivent pas être utilisés sur des aquariums de coraux mous ou d’organismes filtreurs, à l’exception des plus petits modèles. Les écumeurs à base de venturi rivalisent en efficacité avec les écumeurs à injection d’air inversée (DD), et dans certains cas les dépassent, mais doivent être plus gros pour y arriver.. Les écumeurs à venturi retirent moins de plancton et environ autant de particule et de diatomée que les écumeurs DD. Les écumeurs venturi de bonne qualité peuvent coûter aussi cher à l’achat (écumeur lui-même) et à faire fonctionner (pompe) que les écumeurs DD. Les écumeurs à venturi sont préférables sur des bacs qui contiennent des coraux mous et des organismes filtreurs. Les écumeurs à diffuseur enlèvent très peu de plancton, de grosses quantités de particules et de diatomées et très peu d’oligots éléments au contraire des écumeurs à venturi et DD. Un BON écumeur à diffuseur, peut rivaliser avec un venturi ou DD, coûte presque aussi cher qu’un gros écumeur DD. Les écumeurs à aspiration d’air forcée sont relativement peu chers à l’achat, la mise en action (pompe) en comparaison aux trois autres types. Ils retirent très peu d’oligots éléments, de diatomée et de plancton comparé aux autres écumeurs? C’est l’écumeur à préférer sur un bac de coraux mous ou soit dominé par, ou qui possède, des organismes filtreurs. J’espère éventuellement étendre cet article avec des informations plus détaillées, ou répondre à vos questions Ian McDonald |
