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Wasserchemie | 30.01.08

Filterung in der Aquaristik - oder: was passiert da?

Der folgende Artikel befasst sich mit den Unterschieden der mechanischen und biologischen Filterung. Darüber hinaus werden grob die biochemischen Abläufe der biologischen Schnell- sowie Langsamfilterung beschrieben.

Einen großen Teil der hier dargelegten Informationen habe ich aus dem Handbuch Aquarientechnik von Hanns-J. Krause zusammengetragen und mit eigenen Worten wiedergegeben. In dem Buch wird noch wesentlich detaillierter auf die Materie eingegangen ich habe lediglich einige wesentliche Schlüsselpunkte aufgegriffen, um einen groben Einstieg in die doch recht umfassende Thematik zu ermöglichen.

Wer sich eingehender mit der Aquarientechnik befassen möchte, dem kann ich dieses Buch nur ans Herz legen. Es ist sehr ausführlich und dabei doch gut verständlich aufgebaut.
Besonders bedanken möchte ich mich an dieser Stelle auch bei Stefan (L134), der mir dieses Buch empfohlen hat!

Ein Artikel von Pete.

1. Einleitung
Wie wir alle wissen, fallen in unserem Aquarienwasser je nach Besatzdichte, Pflanzendichte etc., mehr oder weniger große Belastungen an. Beispiele dazu:
Fische produzieren Ausscheidungen, von dem ins Wasser gegebenem Futter bleiben Rückstände übrig, ein toter Fisch bleibt unbemerkt, auch abgestorbene und nicht entfernte Pflanzenreste belasten das Wasser.

All diese durch solche oder ähnliche Vorkommnisse erzeugten Wasserbelastungen und Schadstoffe werden zum Einen durch unsere hoffentlich regelmäßig durchgeführten Wasserwechsel teilweise aus dem Becken entfernt. Zum Anderen erledigt der Filter je nach Bauweise mehr oder weniger effektiv - den teilweisen Abbau der Abfallstoffe und auch der sich anhäufenden Schadstoffe.

Was passiert eigentlich in unserem Aquarienfilter, welche Prozesse spielen sich darin ab?
Welche Filterungsarten gibt es und welche Auswirkungen bringen sie mit sich?
Was ist der Unterschied zwischen einem mechanischem und einem biologischem Filter?

Fragen, die sich sicherlich jeder irgendwann schon einmal gestellt hat, der sich intensiver mit der Aquaristik beschäftigt. Sicher wissen die meisten von uns, dass ein mechanischer Filter mechanisch filtert oder ein biologischer Filter was mit den Bakterien zu tun hat. Aber was nun wirklich genau passiert, was aerobe Filterung oder anaerobe Filterung bedeutet und welche Folgen das hat da wird es für mich zugegebenermaßen schon etwas eng. Grund genug, mit dem nun folgenden Artikel der Sache mal genauer auf den Grund zu gehen.


2. Filterarten

Man unterscheidet den mechanischen Filter vom biologischen Filter. Dieser wiederum kann schnellfilternd oder langsamfilternd sein.


2.1 Der mechanische Filter:

Dieser Filter hält alle Verunreingungen zurück, die nicht durch die Hohlräume zwischen den Filtermedien passen. Bei der Filterung handelt es sich hier wie der Name schon sagt um einen rein mechanischen Vorgang. Sämtliche im Wasser enthaltenen Teilchen, die kleiner sind als die Hohlräume, werden auch nicht ausgefiltert. Je kleiner aber wiederum die Hohlräume zwischen dem Filtermedium sind, desto mehr Kraft muss der Filterantrieb aufbringen um das Wasser durch den Filter zu drücken. Die Folge ist eine geringere Filterleistung sowie ein schnelleres Zusetzen des Filters, da die kleineren Hohlräume durch angeschwemmte Partikel schneller verstopft werden.
Wenn man dabei bedenkt, dass es schon bei einer Ansammlung von Teilchen mit einer Größe von 0,0005 mm zu sichtbaren Wassertrübungen kommt, so wird schnell klar, dass ein mechanischer Filter alleine nicht der Weisheit letzter Schluss sein kann.

Tatsächlich gibt es in der heute gängigen Praxis auch keinen rein-mechanischen Filter, denn bei so gut wie allen erhältlichen Fertigfiltern werden sich mit der Zeit auch Bakterienkulturen ansammeln, durch die dann ein biologischer Filterprozess entsteht.


2.2 Der biologische Filter

In einem biologischem Filter befinden sich (nach der Einlaufphase) eine Unmenge verschiedener Bakterienstämme, die sich von den im Wasser befindlichen Verunreinigungen ernähren. Auch bei diesem Ernährungsprozess der Bakterien entstehen wiederum Reststoffe und zwar zu großen Teilen in Form von Kohlendioxid - welches dann im Becken von den Pflanzen als einer der für gutes Pflanzenwachstum wichtigsten Nährstoffe überhaupt wieder aufgenommen wird.

Im Gegensatz zur mechanischen wird bei der biologischen Filterung auch vielen Wassertrübungen zu Leibe gerückt. Der Grund dafür ist der, dass die meisten Wassertrübungen durch tierisches oder pflanzliches Plankton zustande kommen, denen bei der biologischen Filterung die für sie lebensnotwendigen Nährstoffe entzogen werden. Sind aber keine Nährstoffe da, so sterben sie ab.

Der biologische Filterprozess kann durch eine Schnellfilterung sowie durch eine Langsamfilterung des den Filter durchlaufenden Wassers erfolgen.


2.2.1 Die Biologische Schnellfilterung (aerobe Filterung Zufuhr von gelöstem Sauerstoff):

Die meisten im Handel erhältlichen Filter arbeiten nach diesem Verfahren.

Bei dieser Filterungsmethode wird den im Filter vorhandenen Bakterien permanent im Wasser befindlicher gelöster Sauerstoff zugeführt. Und zwar umso mehr, je größer der Wasserdurchfluss durch den Filter ist.

Durch die biochemische Umsetzung der Abfallstoffe in Verbindung mit dem zugeführten Sauerstoff bilden sich Endprodukte, bei denen eben dieser Sauerstoff in gebundener Form enthalten ist. Diese Endprodukte sind im Wesentlichen:

- Wasser H2O
- Kohlendioxid CO2
- Nitrat NO3
- Sulfate SO4
- Eisenoxide FE2O3

Während sich das Wasser und das Kohlendioxid für das Becken selber als unproblematisch bzw. sogar günstig für den Pflanzenwuchs (Kohlendioxid) erweist, häuft sich das Nitrat (nicht nur durch den Filterprozess) und auch die Sulfate mit der Zeit an.

Zwar können die im Becken befindlichen Pflanzen bis zu einem gewissen Grad Nitrat aufnehmen, bevor sie es jedoch wirklich verwerten können, müssen sie es zunächst zu Ammonium umwandeln, wofür ein wachstumshemmender Energieaufwand notwendig wird.
Überschüssiges Nitrat wiederum ist ein Grundbaustein für die Förderung von Algenwuchs und muss durch regelmäßige Teilwasserwechsel aus dem Becken entfernt werden.

Ein weiterer Nachteil bei dieser Filterung ist das Endprodukt Eisenoxid, da das darin enthaltene Eisen sich in diesem Zustand in gebundener Form befindet und daher nicht wasserlöslich ist daher kann es von den Aquarienpflanzen nicht nutzbar gemacht werden. Jeder, der Eisendünger zuführt, weiß, dass der Eisengehalt des Wassers relativ schnell abnimmt. Dies geschieht tatsächlich umso mehr, je stärker ein Filter aerob arbeitet!

Dazu kommen eine ganze Reihe weiterer Spurenelemente und Mineralien, für die das Gleiche gilt. Auch chelatiertes Eisen wird mit der Zeit ausgefällt und findet sich dann in gebundener Form früher oder später im Filter wieder.
(Anmerkung: Chelate sind aus organischen Verbindungen bestehende sogenannte "Schutzhüllen". Diese Chelate schützen das Eisen vor Oxydation.)


2.2.2 Biologische Langsamfilterung (anaerobe Filterung - gelöster Sauerstoff ist nicht vorhanden)

Diese Filtermethode wird obwohl sie einige wesentliche Vorteile mit sich bringt - in der Aquaristik eher selten angewandt.

Aufgrund der Tatsache, dass hierbei im Gegensatz zur aeroben Filterung durch einen langsamen Wasserdurchfluss nur wenig bis gar kein gelöster Sauerstoff zugeführt wird, finden auch keine oder nur wenige Oxydationsprozesse statt.
Mit anderen Worten: wo kein Sauerstoff ist kann auch nichts oxydieren.

Die Verunreinigungen in Form von Eiweiß, Fetten und Kohlenhydraten werden hier durch biochemische Prozesse umgewandelt. Endprodukte bei der anaeroben Filterung sind:

- Wasser H2O
- Kohlendioxid CO2
- Stickstoff N2
- Sulfide S2
- Eisen - Fe2+

Die ersten beiden Posten, also Wasser und Kohlendioxid sind, wie bei der aeroben Filterung gleichgeblieben und für die Aquaristik unbedenklich bzw. nützlich (Kohlendioxid).

Anders ist nun jedoch, dass kein Nitrat anfällt, sondern stattdessen gasförmiger Stickstoff, der nach oben aus dem Becken entweicht und somit aquaristisch gesehenn ebenfalls unbedenklich ist.

Das Eisen ist in reduzierter Form vorhanden und ist somit wasserlöslich. Dies bedeutet, dass die Pflanzen es nun als Nährstoff aufnehmen können.

Was ist nun der entscheidende Unterschied zur aeroben Filterung?
Obwohl bei beiden Filtern auf biochemischem Wege die Ausgangsstoffe umgewandelt werden, besteht im Langsamfilter sozusagen ein Sauerstoffmangel, was bedeutet, dass der Oxydationsprozess nicht komplett ausgeführt werden kann. Demzufolge entsteht Eisen anstelle des unlöslichen Eisenoxids sowie Sticktstoff anstelle von Nitrat.

Es kommt aber noch besser:
Bei der anaeroben Filterung wird sogar Nitrat abgebaut!
Es findet nämlich eine sogenannte Denitrifikation statt, also das Gegenteil der Nitrifikation. Mit anderen Worten: wird dem Filter Nitrat zugeführt, so zerlegen die Filterbakterien dieses zu Sauerstoff und Stickstoff. Das tun sie deswegen, weil sie ja Sauerstoff zur Oxidation der organischen Verbindungen benötigen. Da aber keiner vorhanden ist, zerlegen sie das Nitrat und verwenden den dadurch freigewordenen Sauerstoff. Somit wird also Nitrat abgebaut!
Vorraussetzung dafür ist jedoch, dass organische Stoffe vorhanden sein müssen, also Belastungen durch die Ausscheidungen des Fischbesatzes, was ja normalerweise der Fall ist.

Ob ein Filter wirklich anaerob arbeitet, kann man am im Wasser befindlichen Sauerstoffgehalt feststellen. Der sollte nicht höher sein als 1mg/l


2.3 Zum Schluß noch einmal ein paar Stichpunkte zu den biologischen Filtermethoden:

Die aerobe Filterung:
- hat einen schnellen Wasserdurchlauf, bei dem Sauerstoff zugeführt wird
- verbraucht Sauerstoff
- ist eine "Eisenfalle", da dieses durch Oxidation gebunden wird
- bindet Spurenelemente durch Oxidation und legt sie im Filter ab
- benötigt nur ein kleineres Filtervolumen

Die anaerobe Filterung:
- setzt einen langsamen Filterdurchfluss sowie ein großes Filtervolumen voraus
- benötigt organische Substanzen, also eine ausreichende Belastung durch den Fischbesatz
- lässt dadurch im Filter sauerstoffreie (anaerobe) Zonen entstehen
- bildet Mineralien und Spurenelemente in wasserlöslicher Form. Dadurch können Pflanzen diese Stoffe verwerten.
- verbraucht weniger Sauerstoff

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Ich hoffe, ich konnte etwas Licht in das Thema Filterung bringen. Das Ganze soll nur ein grober Einstieg sein - es gibt eine ganze Menge weiterer Kriterien hierzu.

Ich habe hier ganz bewusst vermieden, eine bestimmte Filterart zu favoritisieren. In der einschlägigen Fachliteratur und im Internet wird jedoch zumeist darauf verwiesen, daß eine Kombination der beiden biologischen Filtermethoden das Beste sei.

Unter Berücksichtigung der hier angesprochenen Punkte scheint auch der Hamburger Mattenfilter eine sehr gute und dabei ausgesprochen kostengünstige Alternative zu sein - der wird wahrscheinlich in meinem nächsten Aquarium zum Einsatz kommen.

Eine der besten Seiten überhaupt zum Thema Filterung und auch zum HMF ist nach meinem Befinden die von Ing. Olaf Deters: [link] .

An dieser Stelle möchte ich auch noch einmal mal auf die Bücher von Hanns-J. Krause, Aquarienwasser sowie "Aquarientechnik" verweisen. Was derlei Themen angeht kenne ich keine besseren.

Für Anregungen und Kritik bin ich selbstverständlich offen.

Durchschnittliche Bewertung: 9.8 von 10 Punkten - 5 Stimmen

Kommentare

Hier können Community-Mitglieder Kommentare verfassen.

Mega

» Gepostet von Buckibucksteg , 05.05.12, 11:09

Super ist sehr info reich gut erklärt versteh sogar ich.
Weiter so

Gruß


Kommentar

» Gepostet von Veronika, 19.06.08, 20:44

Super Peter,
hat mir sehr gut gefallen, man lernt immer dazu oder frischt altes wieder auf. Ich kann dir aus eigener Erfahrung nur raten, probier ihn aus, den HMF, jedes meiner neuen Becken und irgendwann auch die mit Aussenfilter bekommen nur noch einen HMF, auch wenn die Einlaufphase etwas länger dauert.

mach weiter so!

LG Veronika

_________________
Ein Aquarianer der züchtet,hat immer ein Becken zu wenig. :fisch:
Tschüüüsss


Ich züchte/vermehre: diverse Grundeln ,Korallenplatys, Papageienplatys, Endlerguppys,Wildguppys und andere Lebendgebärende Arten,Welse Oryzia,Pseudomugilarten, div.Schnecken u red-fire und einige andere Garnelen, auch Ringelhandgarnelen

nehme gerne eure überzähligen Schnecken


Kommentar

» Gepostet von Fat Molly, 19.02.08, 14:54

Ich habe ihn auch gelesen und kenne auch das Buch . Sehr gut. Also keinen Grund das Artikel schreiben zu beenden. Es lesen diesen Artikel mehr Leute als ihn bewerten!
Schönen Gruß

_________________
[link]

[link]


Kommentar

» Gepostet von Pete, 08.02.08, 23:06

Schönen Dank für das positive Feedback :-).

_________________
Gruß, Peter

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Bild


Wie immer.........

» Gepostet von Conny 13, 31.01.08, 11:41

Ein gelungener Artikel, Super erklärt. Was willman mehr. :thumb:

_________________
Bild LG Conny Bild

Bild BildBildBild

Gesellschafts-Aqua: [link] Garnelen Red Crystal: [link] Südamerika Artenaqua L46: [link] L-Wels-Aufzucht-Teeny-Aqua: [link]


Super

» Gepostet von streuner69, 30.01.08, 18:56

Sehr gut und verständlich ausgearbeitet. Mach weiter so.
Grüße
Holger

_________________
Meine Aquarien [link] besucht auch meine Internetseiten:
www.kanadische-modellbahn.net und www.canadian-railfan.net


Mattenfilter

» Gepostet von Golly, 30.01.08, 17:46

Gute Peter

Der Artikel ist echt gut gelungen ! :thumb:

Toll, liest sich gut . :thumb:

_________________
Gruß Golly
Was nicht passt, wird passend gemacht
:kaffee:
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11.08.20 | 02:25 Uhr

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