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AquariumpflegerAT
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« Antwort #1 am: 17. Oktober 2005, 22:24:32 » |
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Hallö
ich werde dir mal etwas helfen beim suchen und habe natürlich etwas in meiner Datenbank gefunden:
Sollte jemand wissen wer das mal geschrieben hat, bitte sagen da ich leider den Namen des Schreibers nicht habe: ( hier hat meine Datenbank am anfang noch große Fehler gemacht ;( )
Hamburger Mattenfilter, Technik und Biologie
Bis vor etwa fünf oder mehr Jahren führte der Hamburger Mattenfilter in der Aquaristik ein
Schattendasein. Lediglich bei Züchtern und einigen Aquarianern war er bekannt
und beliebt. Dieses zumeist auch nur im Hamburger Raum. Mit wachsender
Bedeutung des Internets konnte auch der breiten Aquarianerschaft diese Art der
Filterung aufgezeigt werden und der Mattenfilter verbreitete sich unter den
internetsurfenden Aquarianern wie ein Lauffeuer.
Dieses begründet sich durch verschiedene positive Eigenschaften. Der Filter ist
sehr kostengünstig, er ist äußerst wartungsarm, er sorgt für eine zuverlässige
bakterielle Stoffumsetzung und gibt dem Aquarium eine erhebliche biologische
Stabilität. Auch ist seine Bauart einfach und variabel. Daneben dient die
Schaumstoffmatte für viele Fischarten und Garnelen als gerne aufgesuchter
Weidegrund.
Naturschutzgebiet für Bakterien.
Die Grundüberlegung des Mattenfilters beruht auf der Tatsache, dass zur
Mineralisation der organischen Abfallstoffe eines Aquariums ausreichend
Bakterien vorhanden sein müssen und diese von dem Wasser mit einer
vernünftigen Fließgeschwindigkeit angeströmt werden sollten. Wenn das
Filtervolumen zu gering und/oder aber die Fließgeschwindigkeit zu hoch ist,
verlagert sich die Bakterienmasse zunehmen aus dem Filter heraus in das
Aquarium. Sofern man die freie Mulmmenge im Aquarium duldet, ist das
grundsätzlich kein Problem. Da Mulm im Aquarium aber normalerweise den
optischen Ansprüchen widerspricht, wird er beim Wasserwechsel großzügig mit
abgesaugt. Auf diese Weise entfernt man quasi den Filter des Aquariums. Das
wirkt sich dann auf das Aquarium aus.
In einer Schaumstoffmatte ist der Filterschlamm hingegen vor Zugriffen
weitestgehend geschützt. Die Matte stellt somit eine Art Naturschutzgebiet für
die Bakterien dar. Der Schlamm kann alt werden und damit Fähigkeiten
entwickeln, die er in regelmäßig gereinigten Filtern nicht erlangt.
Aufbauprinzip
Als praktikabel hat sich eine senkrecht
in das Becken gestellte
Schaumstoffmatte erwiesen, deren
Fläche so bemessen ist, dass die
Fließgeschwindigkeit in einem Bereich
von 5 bis 10 cm/Minute liegt. Die Matte
wird dabei so in das Becken eingebracht,
dass das Wasser zwingend den
Schaumstoff durchqueren muss.
Die einfachste und gebräuchlichste Bauart ist eine senkrecht neben eine
Seitenscheibe eingestellte Schaumstoffmatte. Das Wasser wird per Luftheber
oder Kreiselpumpe aus dem Raum zwischen Matte und Seitenscheibe wieder in
den eigentlichen Aquariumbereich befördert. Dadurch ergibt sich ein
Wasserspiegelunterschied und durch den hydrostatischen Druckunterschied
fließt das Wasser von der Aquarienseite her sehr gleichmäßig durch die Matte.
Vergleich mit Topffiltern
Die Entwicklung der hinlänglich bekannten Topffilter brachte die Aquaristik
seinerzeit ein gutes Stück weiter. Allerdings ging damit die Kultur der
Altwasserpflege verloren und die Aquarien werden seit dem oftmals stark
überbesetzt. Man mutete den Topffiltern mehr zu, als sie tatsählich leisten
können. Ihre Leistungsfähigkeit ist begrenzt, weil nur ein Teil des
Filtermediums bakteriengerecht durchströmt wird. Es bilden sich gerade in
Watte Strömungskanäle aus, durch die das Wasser sehr schnell durchrauscht,
andere Bereiche hingegen sind kaum durchströmt und werden nahezu anaerob.
Insofern ist das tatsächlich aktive Volumen sehr viel kleiner, als es die Größe
des Filters vermuten lässt.
Wenn nun Aquarien mit Topffilter problemfrei funktionieren, dann liegt das
m.E. daran, dass sich im Aquarium selbst eine alternative Bakterienflora
ausgebildet hat, die das fehlende Volumen ersetzt. Wenn man diese z.B. per
Wasserwechsel absaugt, dann wird das Aquarium biologisch instabil und es
kommt in der Folge zu Problemen, die sich niemand erklären kann.
Gleichmäßige Durchströmung
Die Größe des Hamburger Mattenfilters wird der Aquariengröße so angepaßt,
dass die Strömungsgeschwindigkeit rechnerisch in einem Bereich zwischen 5
und 10 cm/Minute liegt. Diese Durchströmung ist tatsächlich gegeben, da
abgesehen von der obersten Schicht an jeder Stelle der gleiche Wasserdruck auf
die Matte wirkt.
Das Wasser erzeugt einen horizontalen Druck gegen die
Matte, der eine dreieckige Figur hat. Dieses erflolgt von
beiden Seiten der Matte. Da der Wasserspiegel hinter der
Matte durch den Pumpensog etwas niedriger ist als vor
der Matte, ist auch das Druckdreieck etwas kleiner.
Der resultierende Wasserdruck ergibt sich durch
Überlagerung der Dreiecke und es bleibt abgesehen von
dem kleinen Dreick oben ein Rechteck über. Dieses entspricht dem
resultierenden Wasserdruck und ergibt eine gleichmäßige Durchströmung der
Matte.
Wenn sich jetzt einzelne Bereich der Matte
überdurchschnittlich mit Schlamm dichtsetzen, so weicht
das Wasser in andere Bereiche aus und setzt diese
ebenfalls stärker zu. So gleicht sich der Druck und damit
die Durchströmung immer aus.
Die Strömunggeschwindigkeit in der Matte wird natürlich
beeinflusst durch die Kapillaren und den
Verschlammungsgrad. Man kann aber davon ausgehen,
dass die Strömungsgeschwindigkeit im Mittel im angestrebten Bereich liegt und
man aufgrund der feinen Kapillarstruktur eine sehr große aktive Oberfläche hat.
Berechnung des Mattenfilters
Es gibt verschiedene Wege, um an die richtige Mattengröße heran zu kommen.
Einmal kann man rechnerisch die geeignete Größe der Matte ermitteln,
sinnvoller ist es dagegen eher, die konstruktiv geeignete Größe anzusetzen und
die Pumpe entsprechend auszulegen.
Beispiel:
Aquarium: 100cm x 40cm x 50cm, V = 200 ltr
Die Matte soll neben der Seitenscheibe stehen und hat damit eine Größe von
A = 40 * 50 cm = 2000 cm
Die Frage ist nun, welche Pumpe eingebaut werden muss, damit die
Strömungsgeschwindigkeit sich im Bereich von 5 bis 10 cm einstellt.
Zielgeschwindigkeit ist
v = 5 cm/Minute
Gesucht ist die Pumpenleistung pro Stunde. Damit man
Strömungsgeschwindigkeit v in [cm/Minute], Pumpenleistung Q in [ltr/h] und
Mattenfläche in [cm²] einheitengerecht behandelt, sind ein paar Faktoren
erforderlich.
A [cm²] * v [cm/Minute] * 60
Q [ltr/h] = -------------------------------------------
1000
Für obiges Beispiel bedeutet dieses
2000 * 5 * 60
------------------ = 600
1000
also eine Pumpenleistung von 600 ltr/h. Das wiederum bedeutet einen 3-maligen
Beckendurchsatz pro Stunde. Ein akzeptabler Wert. Man kann die Berechnung
von verschiedenen Seiten her aufziehen, aber es läuft immer auf das gleiche
hinaus.
Die Geometrie des Aquariums hat bei der herkömmlichen Anordnung neben der
Seitenscheiben einen großen Einfluss auf
die Berechnung und damit auf die Wirkung
des Filters. Ich würde aus heutiger Sicht
keine Matte mehr so auslegen, dass die
Geschwindigkeit unter 3 cm/Minute liegt,
lieber eine kleinere Matte wählen oder eine
stärkere Pumpe. Eine kleinere Matte
erfordert jedoch konstruktive
Zusatzmaßnahmen, z.B. das Einkleben von Glasstreifen als Klemmkante.
Das ist nachträglich natürlich schlecht machbar. Man sollte m.E. aber ein
funkionierende Aquarium eh nicht umbauen, nur weil es was besseres gibt.
Wenn man jedoch anhaltende Probleme mit dem Aquarium hat, empfiehlt sich
ein Neustart und in dem Zuge kann man dann auch das Aquarium auf einen
angepassten Mattenfilter umstellen.
Der Mattenschaumstoff
Der verwendete Schaumstoff muss frei
von chemischen Ausdünstungen sein. Es
gibt aber inzwischen im aquaristischen
Fachhandel ein reichhaltiges Angebot an
geeigneten Matten. Die Porengröße
variiert zwischen fein, mittel und grob.
Ich bevorzuge die feine Variante.
Wenn man jedoch stark gründelnde
Fische hat, oder aber aus anderen
Gründen mit einem
überdurchschnittlichem Treibgutanteil rechnet, dann ist die gröbere
Schaumstoffvariante erfahrungsgemäß besser geeignet.
Die Stärke des Schaumstoffes beträgt i.a. 5 cm. Bei Abmessungen über 50x60
cm kann es sinnvoll sein, einen dickeren Schaumstoff zu nehmen, da die Matte
ansonsten zu instabil wird. Bei sehr kleinen Becken reicht auch 3cm. Der
wesentliche Abbauvorgang erfolgt offensichtlich in den ersten 1 bis 2 cm der
Matte.
Diese Matten brauchen naturbedingt eine
längere Einfahrzeit. Hinsichtlich ihrer
biologischen Wirkung sind sie im
eingefahrenen Zustand gleichwertig.
Zuschnitt der Matte
Der Zuschnitt der Matte erfolgt mit ca.
1% Überbreite, damit sich sicher
zwischen den Scheiben klemmt und das
Wasser nicht seitlich vorbei läuft. Bei
einer lichten Beckenbreite von 40 cm
schneidet man die Matte also auf etwa 40.5 cm Breite. Die Höhe ist so zu
wählen, dass die Matte auf der Bodenscheibe aufsteht und über den
Wasserspiegel hinausreicht. Der Zuschnitt selbst erfolgt z.B. mit einem scharfen
Brotmesser an einem Lineal entlang. Dabei sollte die selbst nur wenig gedrückt
werden, damit sich eine möglichst ebene Schnittfläche ergibt. Das Loch für die
Rohrdurchführung wird durch einen einfachen Stich mit dem Messer erstellt.
Kreiselpumpen
Die Wasserförderung erfolgt durch eine Kreiselpumpe, bei Becken bis 100 ltr
kann man auch einen Luftheber einsetzen. Die Pumpe kann, wenn sie klein
genug ist, hinter der Matte plaziert werden, ansonsten halte vor der Matte. Sie
wird durch Saughalter z.B. an der Rückscheibe befestigt und das Wasser wird
durch Rohrleitungen der Pumpe zugeführt. Die Rohrleitung erfolgt durch
handelsübliche Aquarienrohrsystem, z.B. von der Fa. Dose-Aquaristik
(www.hobby-dohse.com).
Die Pumpe sollte so konstruiert sein, dass man problemlos und sicher die Rohre
anschließen kann. Das ist z.B. bei den meisten Eheim-Modellen
(www.eheim.de) der Fall. Ansonsten gibt es keine besonderen Anforderungen
an die Pumpe.
Einfahrzeit, Mattenpflege und Lebensdauer
Eine neue Matte muss eingefahren werden, damit sich eine leistungsfähige
Bakterienflora etwabliert. Dieser Vorgang dauert ca. vier Wochen. Fische
können unter Berücksichtigung der üblichen Vorsichtsmaßnahmen auch schon
vorher eingesetzt werden. Der sogenannte Nitritpeak sollte aber überstanden
sein. Richtig leistungsfähig ist eine Matte aber erst nach ca. einer viertel Jahr.
Man erkennt es an einer gleichmäßigen braunen Einfärbung.
Eine aktive Pflege der Matten ist normalerweise nicht erforderlich. Erst in
späteren Jahren wird regelmäßiges grobes Absaugen der aquarienseitigen
Mattenoberfläche erforderlich. Das lässt sich im Zuge eines Wasserwechsels
aber ohne Aufwand bewerkstelligen.
Nach weiteren Jahren dann können sich erste Auflösungserscheinungen der
Matte zeigen. Meine ältesten Matten sind aus den Jahren 1991 und 1992. Sie tun
immer noch ihren Dienst. Man kann also von sehr langen Standzeiten ausgehen.
Wenn die Matte von raspelnden Fischen permanent traktiert wird, reduziert sich
die Lebensdauer natürlich schon etwas.
Eigenschaften der Filterbiologie
Wie eingangs schon erläutert, sind es die Bakterien, die die eigentliche
Stoffumsetzung bewerkstelligen. Es sind die gleichen Bakterien, wie sie auch
sonst im Aquarium zu finden sind. Im Mattenfilter etabliert sich genau diese
Flora.
Man hat es also mit einem echten Biofilter zu tun.
Ohne Dreck geht es nicht.
Damit die Bakterien gut arbeiten können, müssen sie bei Laune gehalten
werden. Das erreicht man durch die schon erwähnte angemessene
Anströmgeschwindigkeit und durch eine Mindestbelastung des Wassers. Die
Bakterienmenge passt sich langfristig an die gegebene mittlere Wasserbelastung
an. Wenn das Wasser zu nährstoffarm wird, z.B. durch ausbleibende
Fischfütterung, geht die Bakterienpopulation zurück und ist dann im Falle einer
plötzliche Wasserbelastung nicht ausreichend leistungsfähig. In normalen
Aquarien spielt dieser Tatbestand keine Rolle, in bodengrund- und
pflanzenlosen Zuchtaquarien aber schon eher. Wenn solche Becken eine Zeit
lang ohne Fischbesatz betrieben werden, geschieht das vorbeschriebene. Man
kann sich dann auch in einem eingefahrenem Aquarium Nitritprobleme
einhandeln.
Die von mir genannte anzustrebende Anströmgeschwindigkeit von 5 bis 10
cm/Minute resultierte aus langjährigen Erfahrungswerten und Anleihen aus der
Klärwerkstechnik. Wissenschaftlich begründet wurde der Wert m.E. nicht.
Deshalb habe ich systematische Versuche mit photometrischer Messung der
NO3, NO2 und NH4-Werte an einem Becken ohne Bodengrund und
Pflanzenbewuchs vorgenommen. Der Mattenfilter wurde gezielt eingefahren
und die Wasserbelastung kontrolliert
gesteigert. Nach einigen Wochen der
Vorbereitung wurde in 24h-Abständen
die Pumpenleistung variiert und nach
einer Adaptationszeit von weiteren 18-
24h das Wasser vor und hinter dem
Filter gemessen. Idealisiert ergab sich
entsprechendes Bild.
Unterhalb von ca. v = 3 cm/Minute stieg der Nitritwert rasant an, bei v = 6
cm/Minute war die Matte am effektivsten. Dann nahm die Effektivität der Matte
konitinuierlich ab.
Nun sind diese Ergebnisse nicht einfach auf jedes bepflanzte Aquarium
übertragbar. Dort wirken Pflanzen und die freie Bakterienflora stark
ausgleichend. Dennoch zeigte sich eindrucksvoll, dass der genannte
Strömungsgeschwindigkeitsbereich tatsächlich empfehlenswert ist.
Alternative Bauformen
Seit meiner ersten Veröffentlichung des Mattenfilters im Internet haben sich
immer wieder Aquariaber darangemacht, die ursprüngliche Bauform zu
verändern. Ziel war es dabei, die vermeindlich störende Optik zu verbessern,
oder aber den Platzverlust zu kompensieren. Die Matten wurden also in externe
Becken verlagert. Biologisch dürfte das keine starken Auswirkungen haben,
aber einige Vorteile des Mattenfilters gehen dabei verloren. Als echter
Innenfilter kann ja kein Schlauch abplatzen und durch die geringe Sogwirkung.
Eine interessante Alternative ist der gebogene Mattenfilter. Die
Schaumstoffmatte wird zu einem Viertelkreis gekrümmt und dann in eine der
beiden hinteren Ecken des Aquariums gestellt. Damit die Matte fest klemmt,
werden jeweils zwei senkrechte Glasleisten als Anschlag per Silikon an die
Rück- und Seitenscheibe eingeklebt. Diese Konstruktion hat den Vorteil, dass
sich genau die richtige Mattengröße einsetzen lässt. Ansonsten ist man ja an die
Größe der Seitenscheibe gebunden. Je nach Beckengeometrie kommt es vor,
dass man nicht die Zielwerte v = 5 bis 10 cm/Minute und Beckenumwälzung 1
bis 2 mal pro Stunden trifft. Das ist in der Praxis nicht so relevant, wer es aber
ganz genau haben möchte, der wird es mit der gebogenen Matte auch hin
bekommen.
lg
marco
[Editiert am 17/10/2005 von AquariumpflegerAT]
Nachträglich aus Copyrightgründen Editiert von Krypton (Fritz)
Hier der Link zum Originalbericht
http://www.datz.de/GEIZ2DH2nBnEp7Yp7F1omB1Mk.HTML
[Editiert am 18/10/2005 von Krypton]
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