Bau meiner Filter und wie sie sich so entwickelten
Zu meinen ersten Überlegungen beim Selbstbau eines Filters war Folgendes:
Wenn ich mir einen Filter selbst bauen will,
Ø was nehme ich als eigentlichen Filter?
Ø Was nehme ich als Besiedlungsfläche für die so wichtigen Bakterien?
Ø Wie gestalte ich die Vorreinigung?
Ø Reicht es aus nur über Filtermatten zu filtrieren oder verschmutzen diese zu schnell?
Fragen über Fragen auf die ich keine Antworten hatte und zum Teil immer noch nicht habe. Der Bau meines Filters ist ein Prozess, der (so glaube ich) so schnell nicht abgeschlossen sein wird. Immer wieder bekomme ich neue Ideen.
1. 1.Filtereinheit
Druckfilter (UVC) mit vorgeschaltetem 30 l Deckelbehälter
Zur Frage 1 gab es bei meinem ersten Filter keine allzu großen Alternativen. Da ich schon einen Druckfilter mit UVC – Lampe hatte ging es prinzipiell um eine Vorreinigung. Da ich mir relativ leicht so genannte Deckelbehälter besorgen kann, hatte ich solch einen im Auge. Es war ein 30 l Deckelbehälter, den ich mir Filtermatten und Kunststofftopfkratzer bestücken wollte. War noch die Frage des Ein – und Auslaufs zu klären. Da ich ja den vorhandenen Druckfilter weiterhin mitbenutzen wollte musste der Deckelbehälter dicht sein und auch einen gewissen Druck aushalten. Dazu sind diese Behälter nahezu ideal. Da sie mit einem Spannring verschlossen werden, gibt es hier keine Probleme mit der Dichtheit. Den Ein – und Auslauf gestaltete ich mittels 1“ Schlauchtüllen, die auf dem Deckel verschraubt wurden.
Innenleben des 30 l Deckelbehälters
Deckel mit Verschraubung des 30 l Deckelbehälters
30 l Deckelbehälter und Druckfilter
Diese Einheit hatte ich dann ca. 1 Jahr im Einsatz. Was mir daran nicht gefiel, war, dass sich die Reinigung zwar in Grenzen hielt, aber an der so genannten Besiedlungsfläche nicht viel da war. Also war eine weitere Planung notwendig.
Wieder auf die Besiedlungsmaterialien zurückzukommen. In verschiedenen Foren hatte ich mich durch das Thema gelesen. In Fachbüchern war dazu herzlich wenig zu entnehmen. Irgendwie hatte und habe ich eine Abneigung gegen die verschiedensten Plastikteile (ob Igel, Ringe oder sonst was). Eine richtige Empfehlung konnte ich nirgends entdecken. Jeder hatte so seine Philosophie Also blieben eigentlich nur Naturmaterialien.
2. Besiedlungsmaterialien
Zunächst möchte ich mal die verschiedenen Herstellprozesse gegenüberstellen.
Blähton wird aus Rohton hergestellt. Der Rohton wird vorgereinigt, von Grobmaterialien getrennt, in einem Drehrohrofen bei 300 – 800°C getrocknet, anschließend bei einer Temperatur von 1000°C wird der eigentliche Blähprozess durchgeführt, indem durch Einblasen von Luft in den Drehrohrofen der Ton auf der Außenhaut zusammenbackt und sich so im Inneren Gasräume bilden aus denen die Luft nicht mehr entweichen kann. Es entstehen die bekannten Tonkugeln, wie sie in der Hydrokultur verwendet werden. Gebrochener Blähton entsteht, wenn dieser Blähton maschinell aufgebrochen wird. Dieser gebrochene Blähton wird als ökologisches Isolier – und Schüttmaterial in der Bauindustrie eingesetzt.
Seramis® ist eine Spezialmischung Westerwälder Tone, die in einem Spezialverfahren porosiert (zum Rohmaterial wird brennbares Material wie Holzmehl oder Ähnliches gemischt, was beim Brennvorgang verbrennt und dadurch poröse Hohlräume entstehen lässt), getrocknet, gebrannt und gebrochen. Seramis® ist ein biologisch und chemisch neutrales, strukturstabiles, mineralisches Produkt mit einer hohen Porosität.
Das Porenvolumen beträgt, analog Blähton, > 80%. Dadurch leite ich mal ab, dass die besiedelbare Fläche ähnlich ist, was ich unter dem Mikroskop bei 10-facher Vergrößerung auch bestätigt sah. Die Anzahl und auch die Größe der Poren sind zu vergleichen.
Zeolithe sind chemisch sehr komplexe Silikat-Mineralien. Zeolithkristalle sind hochporös und von mikroskopisch kleinen Kanälen (Porengröße etwa 0,4 nm = 4 angström) durchzogen. Zeolith hat eine Oberfläche von 1000000 m2/kg. Somit etwa 4000-mal größer als Blähton.
Weitverbreitete Meinung war, dass gebrochener Blähton (4-8 mm) die Wahl der Mittel ist. Hier unterlief mir ein Denk – bzw. Verständigungsfehler. In meiner Naivität dachte ich, Blähton, das ist doch das aus der Hydrokultur. Weit gefehlt! Im Gartencenter besorgte ich mir den passenden Blähton, füllte diesen Blähton in einen Eimer Wasser zum Waschen und war eigentlich überrascht, dass alle Kügelchen alle oben auf schwammen und nur ein ganz geringer Teil auf den Boden absank.
600 ml Blähton eingefüllt
Mit Wasser aufgeschlämmt
Nach verschiedenen Nachfragen wurde mir klar, dass der erwähnte gebrochene Blähton nicht mit meinem Hydrokulturblähton zu vergleichen war, denn nach Aussage schwamm dieser Blähton nicht auf, sondern setzte sich am Boden ab.
Aber ich bekam damals nirgends gebrochenen Blähton (heute habe ich meine Quelle). Also dachte ich mir, als Alternative geht auch Seramis®. Dieses Material kam meiner Ansicht nach dem gebrochenen Blähton am Nächsten. Nur der Preis war um einiges höher. Wieder gingen die Forenmeinungen auseinander. Die einen meinten, das wäre nicht das gleiche Verfahren, andere waren der Meinung, Seramis® wäre vorgedüngt, was im Teich natürlich fatal wäre. Ich bekam keine schlüssigen Aussagen. Also half nur der Eigentest. Zuerst informierte ich mich direkt beim Hersteller, ob Seramis® vorgedüngt wäre, was mir als Quatsch versichert wurde. Seramis® ist definitiv nicht vorgedüngt. Dann machte ich den Versuch mit dem „Aufschwimmen“. Seramis® sinkt fast komplett auf den Boden.
Große Frage, warum?
Die Antwort sah ich dann unter dem Mikroskop. Die Materialien hatten eine unterschiedliche Oberfläche.
Leider kann ich hier zur Veranschaulichung keine Bilder einfügen.
Als Ergebnis kann man nun sagen, dass der Hydrokultur – Blähton eine versinterte, fast geschlossene Oberfläche hat, durch die kaum Wasser eindringen kann. Ergo wird die Luft auch nicht, oder nur sehr schwer, verdrängt was das Aufschwimmen erklärt. Dementsprechend können sich in diesen Blähtonkugeln auch keine, oder auch nur wenige, Bakterien ansiedeln (durch die versinterte Oberfläche). Mittlerweile habe ich meine Zweifel, ob die Bakterien überhaupt in den dünnen Kanälen des Blähtons siedeln oder ob nur eine oberflächliche Besiedlung stattfindet.
Seramis® hingegen bietet, eine durch viele Poren geöffnete Oberfläche, worin sich Bakterien sehr gut ansiedeln könnten. Ich vermute jetzt mal, dass bei gebrochenem Blähton das Ergebnis ähnlich wie bei Seramis® ist.
Das Problem mit dem Aufschwimmen hatte ich dann doch relativ schnell gelöst. Ich habe Blähton, und zwar den gebrochenen, mit Wasser übergossen. Alles was nun oben auf schwamm (dies war ca. 10%) wurde mit einem Sieb abgeschöpft und danach mit kochendem Wasser übergossen. Durch das heiße Wasser entweichen die Luftblasen im Blähton sehr schnell und der Blähton sinkt ebenfalls zu Boden.
Als weiteres Besiedlungsmaterial nahm ich Zeolith unter die Lupe. Als Ionenaustauscherstoff (näheres in dem Beitrag zu Zeolith)war mir das Material schon sinnvoll erschienen, aber wie sah es mit der besiedelbaren Fläche aus?
Zeolith hat eine Porengröße von 0,4 nm = 4 angström = 0,0004 μm. Diese Porenöffnungen sind für Bakterien zu klein (Bakterien haben eine mittlere Länge von 5 μm, und einen Durchmesser von 0,5 μm) um sich darin anzusiedeln. Also können sich Bakterien allerhöchstens auf der Zeolith - Oberfläche ansiedeln. Auf Grund der sehr kleinen Poren besitzt Zeolith® eben auch eine verhältnismäßig riesige Oberfläche, nämlich ca. 1000 m2/g. Diese Porengröße ist für den Ionenaustausch geradezu ideal. Ionen haben einen Durchmesser von 2 – 3 angström.
Somit schied Zeolith als Besiedelungsfläche für Bakterien aus. Da Zeolith nur auf der Oberfläche von Bakterien besiedelt werden kann. Das war mir, im Vergleich mit der gleichen Menge Seramis® oder Blähton, einfach zu wenig.
Ich habe mich zu einer Kombination von Seramis® und Zeolith entschieden.
Seramis® als Besiedelungsfläche für Bakterien und Zeolith als Ionenaustauscher.
In der folgenden Tabelle sieht man noch einmal den Vergleich der einzelnen Materialien.
Gegenüberstellung der untersuchten Besiedelungsmaterialien:
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Material
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Korngröße
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Dichte
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Poren-
volumen
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Gesamte Oberfläche
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Blähton,
gebrochen
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2 – 4 mm
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450 g/l
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> 80%
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ca. 70 m2/l = 155 m2/kg
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Blähton,
gebrochen
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4 – 8 mm
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300 g/l
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> 80%
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ca. 60 m2/l = 200 m2/kg
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Seramis
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2 – 4 mm
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390 g/l
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> 80%
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ca. 70 m2/l = 180 m2/kg
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Zeolith
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1 – 5 mm
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1600 – 1800 g/l
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ca. 1000 m2/g =
1 000 000 m2/kg =
1 km2/kg
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3. 2.Filtereinheit
120 l Deckelbehälter mit nachgeschaltetem Druckfilter (UVC)
Wie bereits erwähnt favorisiere ich Deckelbehälter. Sie sind aus meiner Sicht leicht zu bearbeiten und sind vom Platzbedarf her gut aufzustellen. Eine rechteckige Variante hätte platztechnisch Vorteile, aber ein runder Behälter ist stabiler.
Als erstes stand ich vor dem Problem des Wasserzu – und Ablaufs. Ich entschied mich für Messingverschraubungen wie sie für Regenwasserfässer benutz werden. Diese sind mit 1“ Armaturen zu verschrauben.
Ich plante je einen Zu – und Ablauf, sowie eine Entleerung am Boden.
Die Ablauf teilte ich so auf, dass ich
a) direkt in den Teich leiten konnte, und
b) ggf. über den Druckfilter mit UVC fahren konnte. Wenn ich die UVC benötigen sollte, konnte ich sie jederzeit mit einschalten.
So weit zur Theorie. In der Praxis sah das Ganze dann so aus:
Der vorbereitete Behälter
Die Kunststofftopfkratzer kamen ebenfalls in Fliegennetze
Den 120 l Deckelbehälter bestückte ich mit Seramis® /Blähton, welches ich in Fliegennetze einpackte.
So konnte ich bei Bedarf die Päckchen einfach herausnehmen und reinigen. Das war eigentlich eine feine Sache. Die Reinigung hielt sich bis auf ein bis zwei Reinigungen pro Saison in Grenzen.
Was immer noch nicht so zufrieden stellend war ist diese:
Ich hatte immer noch keine vernünftige Vorabscheidung. Am Boden des Filters sammelte sich immer wieder Mulm, den ich durch normales Spülen des Filters nicht aus dem System bekam. Ich wollte mir etwas in der Art eines Vortex bauen. Doch wie?
4. 3. Filtereinheit
30 l Deckelbehälter als Vorabscheidung und 120 l Deckelbehälter
als Biostufe
Idee war, dass ich wiederum einen 30 l Deckelbehälter benutzen wollte, in dem die Vorreinigung stattfinden sollte. Ich spannte ein 200µm Edelstahlsieb zwischen zwei 110er HT-Rohre und spannte diese Einheit in den 30 l Deckelbehälter.
Hier ist das Edelstahlsieb zwischen den HT Rohren
Der Zulauf erfolgte über die bewährte Messingverschraubung. Den Ablauf gestaltete ich in der Form, wie es an meinem Bodenfilter schon sehr gut funktionierte, mit dem ausgesägten HT-Blinddeckel.
Der aufgesägte Blinddeckel
Danach ging es auf eine 70er Reduzierung in den 120 l Deckelbehälter. Die Verbindung mit dem eingeschobenen Rohr in die Gummidichtung mit Gummiring (Doppeldichtungen für Gußrohr-Muffen) funktioniert sehr gut und hält auch dicht. Bei richtigen Einsetzen des Rohres ist ein herausrutschen auch nicht möglich.
Die Verbindung zwischen 30 und 120 l Deckelbehälter
Der Einlauf zum Filter geht dann ebenfalls über 70er Rohr nach unten. Dieses Rohr wurde unten mit einer Lochsäge ausgesägt und wird am unteren Ende durch einen Kunststofftopfuntersetzer (gelöcherten) geführt.
Gelochter Untersetzer von oben
Gelochter Untersetzer mit unterem Auslaufrohr
Dieses „Sieb“ sitzt dann auf 3 Tontöpfen.
Das Auf diese „Sieb“ kommen nun 100 l Blähton. Das Wasser drückt sich nun von unten durch den Blähton. Einlaufrohr ist nach oben geöffnet.
Innenleben des 120 l Deckelbehälters
Das Wasser durchströmt den Blähton nun von unten nach oben. Am oberen Teil sind die Abläufe zum Wasserfall und zum Bodenfilter. Der Ablauf zum Bodenfilter habe ich mittels ½“ Gardena – Kupplung so begrenzt, dass ca. 100-150 l pro Stunde durch den Bodenfilter (siehe Extraseite zum Bodenfilter) fließen.
Auslauf zum Wasserfall und zum Bodenfilter
Ferner habe ich den Filter mit einem 50er Überlaufrohr versehen. Dieses Rohr kann im Notfall die gesamte Pumpenmenge in den Teich zurückleiten ohne dass der Filter überlaufen würde.
Und hier ist der Filter in seiner heutigen Funktion zu sehen.
Aktueller Stand (01.08.2008) meiner Filter:
Vorfilter ist ein Siebfilter mit 250 µm Edelstahlsieb. In der Biostufe habe ich die Blähtonsäcke entfernt und durch 5x5 cm Filtermattenstücke ersetzt.
Beim Blähton hatte ich die Feststellung gemacht, dass die Kügelchen sich oberflächlich zusetzten. Das würde ja die Besiedlungsfläche erheblich reduzieren.
Deswegen, raus damit. Im Bodenfilter machte ich diese Beobachtung bisher nicht.
Die Mattenstücke werden einmal pro Woche mittels einer Regenfasspumpe kurz umgepumpt und der Filter entleert. Danach geht’s weiter.
Im Winter ist eine Neukonstruktion des Biofilters und des Siebfilters geplant.
