HMF là gì? Hướng dẫn cơ bản về lọc vách xốp Hamburger (Hamburger Matten Filter)

Rüdiger Rautenberg giới thiệu một phương pháp lọc rẻ tiền xứng đáng được biết đến rộng rãi hơn...

HMF (Hamburger Matten Filter) dường như không được biết đến nhiều bên ngoài lục địa châu Âu. Tôi không thể nói thay cho cả châu Âu, nhưng ở Đức đây chắc chắn là phương pháp lọc bể cá phổ biến và được yêu thích, đặc biệt là với những người nuôi sinh sản và những người chơi có nhiều bể trong phòng cá chuyên dụng.

Bài viết này chỉ đề cập ngắn gọn về cách bộ lọc hoạt động, vì đó là một chủ đề khá phức tạp và liên quan nhiều đến những kiến thức cơ bản nhất của lọc trong bể cá. Có thể sẽ có một bài riêng về vấn đề này nếu có đủ người quan tâm. Ở đây chúng ta tập trung vào cấu tạo chung của HMF, những ưu điểm chính và cách tự làm.

Lịch sử của HMF khá mơ hồ. Nguồn gốc của nó được cho là từ nước DDR cũ (Đông Đức), nhưng hiện chưa có xác nhận. Nói đúng ra, HMF không thực sự là một phát minh mà là sự phát triển và cải tiến thêm của bộ lọc xốp hay lọc sủi quen thuộc.

Lọc xốp thông thường có một nhược điểm rõ rệt là chỉ phù hợp với bể nhỏ. Nếu muốn dùng cho bể lớn hơn bể tiêu chuẩn 54 l, bạn sẽ cần cả một dãy lọc xốp, vừa chiếm chỗ vừa khá xấu.

Vật liệu lọc của HMF là các tấm xốp ('Matten'), có thể mua ở cửa hàng cá cảnh hoặc cửa hàng chuyên về hồ cá ngoài trời. Tôi cũng từng thấy chúng ở khu đồ hồ cá của các cửa hàng vật liệu xây dựng lớn. Kích thước tấm cắt sẵn thường bắt đầu từ 50 x 50 cm và có thể lên đến 100 x 200 cm.

Có nhiều loại xốp khác nhau, nhưng với mục đích của chúng ta chỉ có hai loại thực sự liên quan. Tôi khuyên dùng 30 ppi (số lỗ trên mỗi inch) cho bể trưng bày chung và 40 ppi cho bể sinh sản. Xốp dưới 30 ppi mất đi phần nào khả năng lọc cơ học, khiến chất rắn lơ lửng còn lại trong nước. Xốp trên 40 ppi bị tắc nhanh hơn nhiều nên cần bảo trì nhiều hơn.

Xốp có độ dày 10, 20, 30, 40 và 50 mm, trong đó tôi chỉ dùng loại 50 mm. Ngoài ra xốp có hai màu, đen và xanh dương; cá nhân tôi thích màu đen vì ít lộ liễu trong bể (trừ khi bạn có nền xanh dương). Nhưng (không rõ vì sao) loại đen đắt hơn loại xanh.

HMF khởi đầu là cách ngăn bể (từ trước ra sau và từ trên xuống dưới) đơn giản bằng một tấm xốp, vận hành bằng ống nâng khí cùng bơm màng. Khoảng trống phía sau tấm xốp chỉ cần đủ rộng để chứa ống nâng hoặc máy bơm mô-tơ, tùy sở thích của bạn.

Cá nhân tôi dùng bơm mô-tơ đơn giản vì tôi không chịu nổi tiếng ồn của bơm màng vốn cần để chạy ống nâng. Ngoài ra, với bơm mô-tơ tôi biết chính xác công suất, tức là lượng nước được bơm mỗi giờ. Vì vậy cả bốn ví dụ giới thiệu ở đây đều dùng bơm mô-tơ để vận chuyển nước.

Nước được bơm từ khoang nhỏ phía sau tấm xốp trở lại phần chính của bể. Từ đó nước phải đi qua tấm xốp vào khoang bơm, tức là "khoang lọc".

Khả năng lọc cơ học của xốp đã được nhắc đến, nhưng quan trọng hơn nhiều là nó trơ về mặt hóa học và có diện tích bề mặt rất lớn cho vi khuẩn có lợi bám vào, nên về cơ bản nó là bộ lọc sinh học (gợi ý đọc thêm cho những ai chưa quen với lọc sinh học: tìm trên mạng "Chu trình nitơ" hoặc đọc bài "Cycling an Aquarium" trên trang này.)

Tuy nhiên, thiết kế cơ bản này có hai nhược điểm nhỏ mà tôi không thích.

1. Khi xốp bắt đầu bị tắc do sử dụng (điều không thể tránh khỏi), nó sẽ cong về phía lực hút của bơm và để nước chưa được lọc chảy qua các mép.
2. Diện tích bề mặt lọc mà nước đi qua bị quy định bởi kích thước bể, và người dùng phải điều chỉnh công suất bơm để có lọc sinh học hiệu quả (xem công thức ở phần sau của bài).

Vì những lý do này tôi thích "HMEF" (Hamburger Matten Eck Filter) hơn, thực chất chỉ là "biến thể góc" của HMF. Nhờ độ cong của tấm xốp, nó không thể bị hút vào trong (nếu độ dày phù hợp) nên giữ được hình dạng.

Để lắp đặt, tôi dùng hai đoạn thanh PVC chữ L, dán chúng vào kính bằng silicone (hãy chắc chắn CHỈ dùng silicone an toàn cho bể cá) và thêm một dải polypropylene (PP) hoặc vật liệu tương tự ở đáy. Dải này giúp ngăn sỏi hoặc nền khác lọt vào "khoang lọc" khi tôi cần tháo xốp ra vệ sinh.

Sau đó tôi trượt tấm xốp vào.

Trong trường hợp này tôi quyết định đặt cửa ra của bộ lọc ở khoảng 1/3 chiều cao bể. Điều này không quan trọng với hiệu quả của bộ lọc, chỉ ảnh hưởng đến dòng chảy mong muốn trong bể.

Vì mực nước dự định ở sát mép trên bể, tôi đã bịt phần mở bằng một miếng xốp để cá không chui vào. Do là bể hở, tôi thêm một số cây thủy canh để trông đẹp hơn (máy sưởi sau đó được chuyển vào "khoang lọc" nên không còn thấy được).

Ảnh chụp chính diện của bể được chụp chưa đến 30 phút sau khi lắp đặt. Như bạn thấy, bộ lọc đã làm nước gần như trong hoàn toàn. Bạn cũng thấy bộ lọc hoàn toàn không phải là chướng mắt, và sẽ còn ít hơn khi cây đã lớn hơn một chút.

Vậy bộ lọc cần lớn cỡ nào và quyết định kích thước ra sao?

Điều đó phụ thuộc vào một số yếu tố, gồm:

1. Lượng nước luân chuyển mỗi giờ
2. Tốc độ dòng chảy
3. Thể tích bể

Để lọc sinh học hiệu quả, các thông số sau đã được chứng minh là hiệu quả nhất.

• Lượng nước luân chuyển nên từ 2 đến 3 lần thể tích bể mỗi giờ.
• Tốc độ dòng chảy nên từ 5 đến 10 cm mỗi phút.

Phần tính toán

Ví dụ, lấy bể tiêu chuẩn 160 l (100 x 40 x 40 cm) với mức trung bình lý tưởng là luân chuyển 2,5 x thể tích/giờ và tốc độ dòng chảy 7,5 cm/phút. Ta có bể 160 l và bơm 400 l/h, nhưng làm sao để đạt đúng tốc độ dòng chảy?

Tốc độ dòng chảy là lượng nước chảy qua tấm xốp lọc có diện tích bề mặt nhất định (tính theo mặt cắt ngang, tức là độ dày xốp x chiều cao xốp) trong một khoảng thời gian nhất định. Tất nhiên có một công thức cho việc này:

Mặt cắt [A] = Thể tích [Q] x Lượng nước luân chuyển [n] x 1000 / (Tốc độ dòng chảy [V] x 60)

trong ví dụ của chúng ta:

A = 160 x 2,5 x 1000 / 7,5 x 60 = 400 000 / 450 = 888,88 cm² ≈ 890 cm²

Vì chiều cao bể là cố định, ta chỉ cần chia kết quả này cho 40 (chiều cao bể tính bằng cm) để tính chiều rộng của miếng xốp cần dùng, tức là 890 cm² / 40 cm = 22,25 cm, ≈ 22,5 cm. Do đó ta cắt một miếng xốp kích thước 40 x 22,5 cm.

Việc còn lại là tính vị trí cần dán thanh PVC chữ L lên kính để có bộ lọc đẹp, về cơ bản là một phần tư hình tròn.

Chu vi hình tròn = π (pi) x đường kính hoặc π x 2 x bán kính. Trong trường hợp này ta dễ dàng tính chu vi bằng cách nhân chiều rộng vật liệu lọc với bốn (4 x 22,25 = 89 cm), nhưng giờ cần bán kính vì nó tương ứng với khoảng cách từ góc bể để đặt thanh PVC. Tính như sau:

r = c / 2 x π = 89 / 2 x π = 14,167899, ≈ 14,5 cm.

Trong bể, ta đo 14,5 cm từ mỗi cạnh của góc nơi đặt bộ lọc và đánh dấu vị trí đặt thanh PVC ở cả phía trên và phía dưới. Phần còn lại rất dễ.

Tóm lại...

Tôi hy vọng đã cho thấy việc tự làm một bộ lọc thực sự hiệu quả, chi phí thấp và ít bảo trì dễ như thế nào. Có thể tóm tắt nhanh các ưu điểm của HMF:

• Hiệu quả sinh học chỉ có thể sánh với các bộ lọc đắt tiền hơn, to hơn và khó làm hơn nhiều như lọc tầng sôi hoặc lọc nhỏ giọt ướt-khô.
• Chi phí làm và vận hành cực rẻ – bạn không phải mua vật liệu lọc mới trong nhiều năm.
• Rất ít bảo trì – bộ lọc trong ảnh trên chạy hơn một năm không cần bảo trì trước khi tôi phải vệ sinh.
• Khi cần vệ sinh, chỉ mất khoảng 15 phút hoặc ít hơn.
• Thiết bị bổ sung, ví dụ máy sưởi, đầu khuếch tán CO2, v.v., có thể đặt (giấu) trong "khoang lọc".

Sau nhiều năm kinh nghiệm với HMF, nó đã, đang và sẽ vẫn là lựa chọn lọc đầu tiên của tôi cho bể nước ngọt cũng như bể nước lợ.

Để kết thúc bài viết, tôi muốn giới thiệu thêm vài ví dụ về HMF mà tôi đã làm cho các mục đích khác nhau.

Đầu tiên là bộ lọc tôi làm cho bể "sông châu Á" dài 160 cm. Bạn có thể thấy cấu tạo cơ bản giống như bộ ở trên, ngoại trừ một lỗ ở đáy.

Làm cửa ra, tôi chế một "ống phân phối kiểu sông" cải tiến.

Một lần nữa bạn có thể thấy bộ lọc nằm khá vừa vặn trong bể mà không quá lộ liễu. Ảnh được chụp khoảng 15 phút sau khi bể được đổ đầy nước hoàn toàn.

Tiếp theo là HMF "di động" gắn ống phun mà tôi làm cho bể cá nóc lùn 54 l.

Và cuối cùng là một giải pháp di động khác được thiết kế cho các "xô" chuyên dụng khoảng 30 l của tôi.

Lưu ý: Cửa ra của cả 4 mẫu không thể chạy bằng ống nâng khí vì ống nâng không tạo đủ áp lực nước, và cửa ra nên đặt ngay trên mặt nước (thêm một lý do nữa để tôi thích bơm mô-tơ).

Xốp lọc được cắt tốt nhất bằng dao rọc giấy Stanley thông thường (lưỡi bản rộng) với lưỡi mới. Dùng thước dẫn hướng, như thanh nhôm góc hoặc thước kẻ, nhưng đừng ấn xuống, chỉ giữ nhẹ để nó không xê dịch. Đừng dùng nhiều lực lên dao, chỉ lướt nhẹ qua vật liệu và cắt trong 2 hoặc 3 lượt.

Với những ai biết chút tiếng Đức, tôi giới thiệu trang web sau để đọc thêm: www.deters-ing.de

Olaf Deters là một trong những người đã dành nhiều công sức cải tiến thiết kế HMF gốc. Ông là một người chơi cá nổi tiếng, chuyên về cá killi, và bạn có thể đọc bài của ông trên bản tiếng Đức của tạp chí Amazonas số 44 tháng 11/12 năm 2012, trang 28 – 39.

Cuối cùng, tôi muốn nhấn mạnh rằng tôi hoàn toàn không "phát minh" và cũng không tham gia vào việc "phát minh" HMF hay bất kỳ phần nào của nó. Tuy nhiên, khi cần thiết, tôi đã điều chỉnh nó cho phù hợp với tôi và quan trọng hơn là nhu cầu của cá của tôi.