В экспериментальных замкнутых системах циркуляции были испытаны механические фильтры, но забивание фильтров и связанная с этим низкая эффективность фильтрации могут вызвать значительное ухудшение качества воды. Механические фильтры могут стать анаэробными и превратиться в источник токсичных веществ. Правильно отрегулированный механический фильтр действительно эффективно задерживает взвешенные вещества, но не в состоянии удалять растворенные продукты обмена. Удаление таких веществ — главная задача биологических фильтров, или, как их называют, биофильтров.
Основная цель биологической фильтрации — нитрификация аммонийного азота, выделяемого почками и жабрами водных организмов. Чтобы биологический фильтр эффективно удалял продукты обмена из замкнутой системы, необходимо поддерживать аэробные условия. Если биофильтр становится анаэробным, будет дополнительно выделяться аммиак, нитрификация прекратится и вода может стать непригодной для культивируемых организмов. Для поддержания аэробных условий воду, поступающую в биофильтр, насыщают воздухом или его пропускают через сам биофильтр.
Биофильтры можно устанавливать в помещении или на открытом воздухе, но его внутренняя часть должна быть закрыта от солнца или яркого искусственного света для предотвращения развития нежелательных водорослей. Развитие водорослей может привести к закупориванию фильтра; а если среди водорослей присутствуют синезеленые, могут появиться нежелательные запахи или вода просто может стать токсичной из-за выделяемых этими водорослями продуктов обмена.
В аквакультуре получили распространение следующие типы биофильтров: капельные, погружные, вертикальные и с вращающимся диском.
Капельные биофильтры. Вода поступает в капельные фильтры сверху и под действием силы тяжести проходит через него с такой скоростью, что она не покрывает наполнитель, хотя все внутренние части фильтра остаются постоянно смоченными. На городских станциях очистки сточных вод часто применяются биофильтры с гравийным наполнителем. Эти установки гораздо крупнее тех, которые применяются в экспериментах, за исключением одной, которая была смонтирована на городской очистной станции и превращена в замкнутую циркуляционную систему для выращивания канального сомика (Davis, 1977). Крупные капельные фильтры оборудованы вращающимися устройствами, которые равномерно распределяют воду над наполнителем. В большинстве экспериментальных биофильтров, применяемых в настоящее время, имеются стационарные системы распределения воды. На рис. 2.11 показан небольшой капельный фильтр.

Погружные фильтры. По конструкции погружные биофильтры часто сходны с фильтрами грубой очистки, но в погружных фильтрах имеется еще среда, на которой развиваются бактерии. Вода входит с одного конца фильтра, проходит через наполнитель и выходит с противоположного конца.
Погружные биофильтры могут быть безнапорными, т. е. вода через них может проходить под действием силы тяжести, напорными, т. е. работать под давлением; в этом случае фильтр закрывают водонепроницаемым кожухом. В напорных фильтрах подводящие и отводящие трубы могут быть расположены на любой высоте, так как перелив здесь исключен. В безнапорной системе трубы располагаются так, как показано на рис. 2.11.
Вертикальные фильтры. Вода поступает в нижнюю часть фильтра, проходит вверх через наполнитель и выходит из верхней части. В вертикальный фильтр может быть встроен фильтр грубой очистки, который располагают ниже уровня поступления воды (рис. 2.12). Во всех биофильтрах наблюдается тенденция к накапливанию взвешенного вещества по мере того, как масса бактерий отделяется от стенок и от наполнителя. В связи с этим рекомендуется в днище фильтра устраивать сливной клапан, через который по мере необходимости удаляется накопившийся осадок.

---