Allgemeine Biofilter Informationen

Nachdem jahrelang nur über eine möglichst feine mechanische Filterung für Koiteiche nachgedacht wurde, werden Biofilter inzwischen immer mehr zum Herzstück für jeden gut funktionierenden, ambitionierten Koiteich. Hierbei unterscheidet man hauptsächlich zwischen statischen Biofiltern und Moving Bed Filtern. Während man bei statischen Filtern eine ganz klare Definition kennt, ist dieses bei Moving Bed Filtern schon schwieriger. Nur ein Filter in dem das gesamte Filtermaterial bewegt wird, kann auch eine perfekte Wasserqualität produzieren. Moving Bed Filter in denen sich nur in der Mitte etwas Filtermedium bewegt, aber am Rand und in den Ecken das Filtermedium steht, werden immer Restpartikel in den Teich zurück spülen. Im stehenden Filtermedium verfangen sich Restpartikel welche sich bei einem zu hohen hydraulischen Druck auf das stehende Filtermedium lösen und somit wieder in den Teich gelangen.

Somit ist die Behauptung, dass Moving Bed Filter angeblich Restschmutz noch zusätzlich zerkleinern, eher auf die Tatsache zurückzuführen, dass solche Moving Bed Filter falsch betrieben werden, oder ganz einfach den abbauenden Bakterien viel zu wenig biologisch aktivierbare Oberfläche zur Verfügung steht.

Es ist nicht die Größe eines Biofilters in Kubikmeter entscheidend, sondern die aktive Gesamtoberfläche sowie die ideale Diffusionstiefe, an der sich neben Nitrit abbauenden Bakterien, auch die im Wasserstrom lebenden planktischen, sowie sessilen Filtriererbakterien (Suspensionsfresser) anheften können. Hierbei ist es auch ganz egal, ob der Filter als statischer oder Moving Bed Biofilter betrieben wird.

Die Nitrifikanten sorgen bekanntlich für den Abbau des fischgiftigen Ammoniums welches durch die Verstoffwechselung des Fischfutters entsteht und über die Kiemen der Fische wieder ausgeschieden wird. Die Filtriererbakterien Protozoen (Einzeller) und Ciliaten (Wimperntierchen) sind es aber letztendlich, die für die Klarheit des Wassers sorgen. Die Stege oder Rippen eines Filtermediums sind entgegen verbreiteter Meinung, auch in statischen Biofiltern nur sekundär für die Wasserklarheit entscheidend. In jedem gut funktionierenden Biofilter (egal ob Moving Bed oder statischer Biofilter) finden sich neben den Nitrifikanten auch immer Filtriererbakterien in einem dem Wassermilieu bzw. dem Nahrungsangebot entsprechenden Verhältnis.

Durch eine schlechte Wasserqualität aufgrund einer mangelhaften mechanischen Vor-filterung oder durch einen Defekt der Vorfilterung gelangen verstärkt Schmutzpartikel in den Biofilter und die Filtriererbakterien (Suspensionsfresser) gewinnen im Biofilter die Oberhand. Die sehr trägen Nitrifikanten können nun aufgrund der erhöhten Partikelanzahl im Wasser und der einhergehenden Vergrößerung der Filtrierer-Biomasse von dieser überwachsen werden. In Folge dessen wird der Nitritwert wieder ansteigen. Dieses ändert sich erst wieder, wenn den Filtriererbakterien wieder weniger Substrat zur Verfügung steht und diese dann aufgrund von Nahrungsmangel wieder zurückgedrängt werden. Somit werden dann anschließend die Nitrifikanten wieder die Arbeit wie gewohnt verrichten, oder jetzt erst die Möglichkeit bekommen sich in ausreichender Menge anzusiedeln.

Verwendung des Eco Pondchip

Die Chiptechnologie wurde 2008 vom Limnologen Dr. Markus Geiger und seinem Team entwickelt und wissenschaftlich begleitet. Seither wird der Chip kontinuierlich weiterent– wickelt. Die neueste Version wurde dank neuer Maschinentechnik in der Oberflächenstruktur deutlich optimiert.

Ursprünglich wurde der Chip für kommunale und industrielle Großanlagen konzipiert. Nach Anpassungen in der Dichte ist der Chip seit 2014 auch für kleine Biofilter geeignet und wird von uns als Eco Pondchip exklusiv vertrieben. Der Chip mit der weltweit größten biologisch aktivierbaren Aufwuchsfläche für Bakterien von 5570 m²/m³ wurde als Moving Bed Filter- medium konzipiert, wurde allerdings auch schon in statischen Biofiltern als Beimischung zu Hohlkörper Filtermedien wie z. Bsp. Hel.X eingesetzt. Anders als in statischen Biofiltern, ist der Chip im Moving Bed Verfahren, völlig wartungsfrei und bedarf keiner aufwändigen Reinigung wie z. Bsp. in statischen Biofiltern.

Einmischen der Eco Pondchip in das Wasser

Der Eco Pondchip ohne Biofilmbewuchs besitzt anfänglich hydrophobe Eigenschaften bei einer mittleren Materialdichte von ca. 0,95. Demzufolge schwimmen die noch unbewachsen Chips nach dem Einfüllen im Filter auf der Wasseroberfläche. Mit zunehmendem Bewuchs durch Biomasse werden die Eco Pondchip hydrophil und die Materialdichte nähert sich bei zunehmendem Bewuchs der Dichte des Wassers an und die Chips mischen sich problemlos im Wasser ein. Die folgenden Bedingungen bilden die Grundlage für optimales Einmischen der Eco Pondchip – ausreichende Wassertemperatur – ausreichende Substratversorgung – ausreichende Nährstoffversorgung – ausreichende Einmischenergie.

In Abhängigkeit der genannten Faktoren kann es somit nur wenige Tage bis hin zu mehreren Wochen dauern, bis sich ein ausreichender Biofilm auf den Chips gebildet hat und sich diese einmischen lassen.

Belüftung und Verwirbelung im Biofilter

Eine am Filterboden installierte Belüftung ab einer Stärke von 80 Liter / min. sorgt nicht nur für eine ausreichende Sauerstoffversorgung der Filterbakterien, sondern auch für die benötigte Turbulenz zur Verwirbelung, sowie eine optimale Anströmung der Chips mit verschmutzen Wasser. Der einzigartige Schutzring um die porösen Aufwuchsfläche vom Eco Pondchip sorgt nicht nur dafür, dass der Biofilm ständig durch die Scherkräfte beim Verwirbeln aktiv bleibt, sondern auch dafür, dass durch Abrieb kein Mikroplastik in das Wasser gerät.

Zur Belüftung von Biofiltern haben sich unsere EcoAir Belüfterringe und Stangen gut bewährt.

Rückhaltung der Eco Pondchip am Filterauslauf

Am Filterauslauf müssen die flächigen Chips durch ein geeignetes Rückhaltesystem davon abgehalten werden, den Auslauf zu blockieren oder in den Teich gespült zu werden. Bewährt haben sich hier entsprechend dimensionierte Gitterrohre, gelochte Edelstahlbleche, oder Kunststoffplatten. Der Lochdurchmesser sollte 20mm Durchmesser nicht überschreiten.

Um die Chips vom Rückhaltegitter fernzuhalten, ist es wichtig, dass die Turbulenz im Filter größer ist, als die Ablaufströmung am Filterende. Somit wird sicher vermieden, dass sich die Chips am Gitter ansammeln und der Filter durch den Rückstau überfließt. Als Faustformel gelten pro 10.000 Liter Zufluss / Stunde, wird eine freie Ablauffläche von 1300 cm² benötigt. Unser Eco Flow Gitterrohr z. Bsp. hat eine freie Ablauffläche von ca. 3400m².

Filterbehälter

Durch den Einsatz des Eco Pondchip sind sehr kleine und platzsparende Filterbehälter möglich. Um die optimale Verwirbelung und Anströmung mit verschmutztem Wasser im Filter zu gewährleisten, sollte die max. Befüllung des Filters mit 50 % Eco Pondchip nicht überschreiten. Also bei einem 100 Liter Behälter 50 Liter Chips und 50 Liter Wasser. Damit keine Chips aus dem Filter gespült werden, dürfen keine Schlitzabtrennungen, sondern nur Gitter oder Lochabtrennungen mit einem Durchmesser von max. 20 mm verbaut werden. Vor der ersten Inbetriebnahme sollte unbedingt darauf geachtet werden, dass der Behälter dicht, dass Rückhaltesystem ausreichend ist und somit ein sicherer Betrieb gewährleistet ist.

Was sind Biofilme?

Biofilme nennt man die in einer Schleimschicht eingebettete, an festen Grenzflächen fixierten Aggregate aus aktiven Mikroorganismen. Ihre Ausbildung beginnt mit der Besiedlung einer festen Fläche durch eine Zelle die exozelluläre polymere Substanzen (EPS) ausscheidet, die in Verbindung mit Wasser schleimartige Hydrogele, die Matrix  bildet, in der Nährstoffe gelöst sind. Durch die Vermehrung dieser Zellen breitet sich die Kolonie aus und bildet den Biofilm. Die Farbe von Biofilmen hängt von den Wasserinhaltsstoffen und nicht von der Anzahl, bzw. Qualität der auf dem Trägermaterial etablierten Mikroorganismen ab. Nitrifikanten- Biofilme sind farblos. Erst durch die Wasserinhaltsstoffe wie partikuläre Stoffe (u.a. Reste von Fisch- futter, Reste von Blättern), Huminstoffe, Lignine und andere gelöste Stoffe die sich im Biofilm akkumulieren können, kann der Biofilm im Lauf der Zeit eine mehr- oder weniger ausgeprägte Färbung bekommen. Somit deutet ein weniger verfärbtes Trägermaterial eher auf eine gute Filterung hin und ist somit kein Indiz für eine geringere biologische Aktivität auf dem Trägermaterial.

Diffusionstiefe ein wichtiger Parameter

Die von allen Herstellern von Filtermedien genannten Oberflächen, egal ob geschützt oder nicht, ist nur ein Aspekt ein Filtermedium zu vergleichen. Viel wesentlicher ist, welche aktive Biomasse sich auf dem Filtermedium etablieren kann. Es kommt darauf an, dass die aktive Biomasse konstant auf dem Trägermaterial fixiert ist und den benötigten Organismen ein optimaler Lebensraum zur Verfügung steht. Biomasse die im Bewegungsprozess (Moving Bed) schnell wieder von der Fläche abgespült wird, gibt der Entwicklung langsam wachsender  Organismen, wie z. Bsp. Nitrifikanten, kaum eine Chance. Unter aktiver Biomasse versteht sich, dass alle sich in der Masse befindlichen Organismen ausreichend mit Sauerstoff und Substrat versorgt werden. Diesen Versorgungsweg nennt man Diffusionstiefe. Die ideale Diffusionstiefe beträgt 0,2 bis 0,6 mm. Die Dicke vom Chip von 1,1 mm wird also von beiden Seiten ideal versorgt. Unter 0,6 mm liegende Organismen nehmen also nicht am Stoffwechsel teil, sterben ab und können durch Faulprozesse und H²S- Bildung sogar negative auf die Entwicklung der darüber liegenden Biomasse/ Biofilm einwirken. Die ideale Anforderung erfüllt die Scheibenform des Eco Pondchip in dessen Poren ein optimal aktiver Biofilm aufwächst und jeglicher Überschuss durch die Scherkräfte im Filter auf einer optimalen Dicke / Diffusionstiefe gehalten wird.

Vermeidung von Sauerstoff- und Nährstofflimitierung

Der Stoffwechsel und somit auch das Wachstum sowie die Regeneration der Biomasse erfordern das ausreichende Vorhandensein von Nährstoffen und Sauerstoff. Um die optimale Abbauleistung des Eco Pondchip sicherzustellen darf das System nicht nährstofflimitiert sein. Folgende Konzentrationen werden empfohlen. Ammonium Stickstoff NH4-N 2 mg/L, PO4-P mind. 1 mg/L, Sauerstoffkonzentration mind. 5-6 mg/L. gemessen im Filterauslauf.

Benötigte Menge Eco Pondchip

Aufgrund der Tatsache, dass fast alle Koiteiche durch Besatzdichte, Futtermenge und Futterqualität, Bauweise, Beschaffenheit der Umgebung sowie Qualität der mechanischen Vorfilterung anders funktionieren, kann keine verbindliche Aussage getroffen werden. Um bei allen Wassertemperaturen ab 10 Grad, möglichen Prozessschwankungen, Nitritspitzen sowie einem Sicherheitsaufschlag eine ausreichende Nitrifikation zu gewährleisten, empfehlen wir als Faustformel zum Filterstart pro 50 Gramm Fischfutter, eine Menge von nur 7 Liter Eco Pondchip, wenn die genannten Bedingungen erfüllt werden.

Material / Umwelt

Für die biologische Wasser- und Abwasserreinigung ist der Eco Pondchip als Hochleistungs-träger entwickelt worden. Neben einer Vielzahl an Vorteilen gegenüber den konventionellen Filtermedien (Hohlkörper, Plastikrädchen etc.) zeichnet sich der Chip besonders durch seine umweltfreundliche Materialqualität aus. Er enthält keine der vielen als problematisch geltenden Zusätze und ist völlig frei von Phthalaten oder anderen Weichmachern. Auch Bisphenol A oder andere aromatischen Verbindungen sind nicht enthalten. Der Chip besteht aus Polyethylen (Neuware) anorganischen Füllern, geringen Mengen Monoester der Glycerin-Säure (Hergestellt aus Kokosfett), Zitronensäure und Soda Na²CO³.

Eine Glaubensfrage- Moving Bed oder statischer Biofilter

Es gibt Leute, die schreiben riesigen Biofiltern mit bis zu 10 Prozent Filtermedium vom Teichvolumen fast mystische Eigenschaften zu und erklären dieses mit einer stabilen Prozesssicherheit und einem ausgewogenen Mikrobiom.

Andere (wie wir) sehen die Prozesssicherheit im Filterkreislauf eher in sehr kurzen Prozessen um die anfallenden Schadstoffe möglichst schnell aus dem System zu entfernen. Die Prozesse sind leichter und sicherer zu kontrollieren und werden ohne große Mengen abgestorbener Biomasse und Schmutz im System betrieben.

Entscheiden Sie aber selbst, denn ein ausgewogenes Mikrobiom steht im Normalfall schon in jedem Teich, unter anderen an den Teichwänden und in den Rohrleitungen zur Verfügung.

Kosten

Letztendlich kein unwichtiges Thema. Spritzguss- Hohlkörper Filtermedien sind mit Sicherheit das deutlich preiswertere Filtermedium, es wird aber durch die geringere Oberfläche wsentlich mehr Filtermaterial benötigt und die Reaktionsbehälter müssen um ein vielfaches grösser sein.  Unter dem Strich ist aber die Chiptechnologie durch weniger Filtermedium und kleinere Reaktionsbehälter nicht zu schlagen.