Diskussionsthread Biofilter

    Hallo Bruno cool danke für die Mühe :thumbup:


    Wie Soll man nur immer Anfangen bei so vielseitigen Bereichen :rolleyes: gebe mir mühe es ein wenig zu beschreiben



    BIO Filter
    Um die Sache hier mal zu erklären fange ich mal bei einem Bio Filter an.Denn wir kaum so betreiben aber dort alle Vorgänge wie Nitrifizierung und der Anaerober Bereich .
    Um grundsätzlich alle Stoffe abzubauen und zu zersetzen braucht man im Bio Filter eine verweil dauer also es braucht seine zeit.
    So ein Bio System läuft also extrem langsam.

    Der erste Bereich ist der nitrifizierende Bereich (da der Bio Filter extrem langsam läuft) also wenig Sauerstoff vorkommt.


    Da wo er vorkommt wandeln die nitrifizierende Bakterien Ammoniak zu Nitrit und das zu Nitrat.


    Der nitrifizierende Bereich also am Anfang vom Filter, entstehen Bakterien immer wieder aufs neue weil sie dort Nahrung bekommen wie
    Sauerstoff ,Ammoniak und Nitrit der Mulm der dort immer neu entsteht breitet sich aus und wird immer wieder neu entstehen weil er durch Sauerstoff ,Ammoniak und Nitrit ernährt wird .Die weiteren Medien lagert er sich ein und es entsteht Fäulnis wo wir jetzt Zu.2 kommen.

    Anaerober Bereich:Der Bereich soll also den nitrifizierenden Mulm abarbeiten im dem hinteren Bereich wo das Milieu Sauerstoff arm ist alles abarbeiten


    Jetzt kommen wir hier zu alles was am Anfang vom Filter entsteht (Mulm) soll also abgebaut werden das heißt ich brauche eine riesen große Anaerober Bereich also Sauerstoff arm.


    Bei meinen oder unseren Aquarien ist der nitrifizierende Bereich also so extrem groß und es entsteht so viel Mulm weil er durch die Belastung entsteht.

    also müsste so ein Bio Filter ja fast genauso groß wie mein Aquarium um auch den anfallenden Mulm abzubauen Anaerober Bereich ist im Bio Filter


    größer als der nitrifizierende Bereich. Um alles abzubauen ,die Größe richtet sich also nach der Belastung um alles abzubauen . ;) Weil so ein Riesen Biofilter kaum betrieben werden weil sie so groß sind und eine geringe Leistung haben .Keime und Bakterien bleiben in so einem Biofilter weil die geringe Leistung sie im Filter lässt. Also Bio Filter sind Langzeit Filter und arbeiten so die angefallenen Stoffe ab auch Sauerstoff armer Filter oder Anaerob Filter genannt .


    Jetzt komme ich mal zu dem so genannten Mechanischen Filter .k-Meine Bilder 2615.jpg (3 Kammer Filter)


    Der Filter wie auf dem Foto zu erkennen ist also der Teil wo die blauen Japan Matten drin sind .Also von oben nach unten durch das Volumen. Bildet sich also in dem Filter im oberen Bereich die nitrifizierende Bakterien erhöhe ich die Leistung ergibt sich ein Volumen Strom im dem Filter die nitrifizierende Bakterien brauchen Sauerstoff sie leben davon also wird sich nach und nach im unteren Bereich ein Anaerober Bereich einfinden weil die ersten nitrifizierende Bakterien den Sauerstoff verbrauchen. Klar ist das das Volumen sich danach richtet das alle bereiche genügend Platz brauchen.
    Ich bin immer von ca 10% ausgegangen .Um so mit das System Überschaubar zu machen und auch genügend Platz für die Bakterien zu schaffen .Die Bürsten sind also in dem Vorder Bereich da um den drei Kammer Filter zu entlasten und den ersten Mulm Tragen um so in den Filter weniger Belastung zu haben .




    Jetzt mal zur der Zeichnung, du Filterst also mit (ca 1600l-2000) durch den Filter dort werden also immer aufs neue nitrifizierende Bakterien entstehen weil sie durch das grobe Volumen kaum Anaerob werden könne sie bilden sich weil immer genug Sauerstoff in den Medien Bio Bälle Vorkommt und natürlich auch immer genügend Nahrung wie Ammoniak und Nitrit du hast also in den Filtern nur den nitrifizierende Bakterien die durch den Groben Bio Bällen sogar durch gespüllt werden und somit Keime und Bakterien zu den Fischen kommen. Dann ist mir auch klar das er nach einer Kurzen Zeit Voll ist .




    Gruß Marcel


    Hi,
    ich hab den Beitrag von Marcel mal hier übernommen, weil er in dem anderen Thread eventuell verschüttet gegangen wäre. DAs Thema ist sicher einen eigenen Thread werd.


    Grüße


    Joe

    Manche Menschen sind zu dumm, einen Eimer Wasser umzukippen, wenn er schon schräg steht. Die saufen ihn aus.

    Hi,
    um das Ganze (hoffentlich) etwas voran zu treiben, hab ich den Text mal etwas überarbeitet und mit Wikipedia-Links gespickt. So werden die Probleme, die ich mit dem Thema habe, etwas deutlicher. Die Fragen gehen nicht unbedingt nur an Marcel, sondern an die Allgemeinheit.


    In einem Biofilter gibt es mehrere Bereiche, aerobe und anaerobe. Daher kommt es, abhängig vom vorhandenen Sauerstoff, zur Nitrifikation und Denitrifikation. Diese Vorgänge benötigen eine gewisse Zeit, darum braucht man im Biofilter eine längere Verweildauer. So ein System läuft also extrem langsam.


    Der erste Bereich ist der aerobe. Hier findet die Nitrifikation unter Verwendung von elementarem Sauerstoff statt. Gramnegative Bakterien (Nitrosomonas) oxidieren Ammoniak zu Nitrit und in einer weiteren Stufe (Nitrobacter) Nitrit zu Nitrat. Da ein Biofilter mit einer geringen Fließgeschwindigkeit betrieben wird, ist der nitrifizierende Bereich relativ klein, da in der Tiefe der Sauerstoff verbraucht ist und der anaerobe Bereich beginnt. Im nitrifizierenden Bereich, also am Anfang vom Biofilter, entsteht durch den Zerfall bzw. Abbau von organischem Material der Mulm, der dort immer neu entsteht und sich ausbreitet. Er besteht zum großen Teil aus Mikroorganismen und Bakterien und bietet den o.g. Nitrobactern eine ideale Besiedlungsfläche. Gerät dieser Mulm jedoch, zum Beispiel durch zu starke Strömung oder falsche Filtermaterialien, in anaerobe, also sauerstoffarme, Bereiche, so kann Fäulnisherd entstehen.


    Im anaeroben Bereich ist kein Sauerstoff mehr vorhanden, da er vorher durch den Stoffwechsel der Nitrosomas bzw. Nitrobacter verbraucht, quasi „weggeatmet“ wurde. In diesem sauerstofffreien Milieu bilden sich Bakterien, die für ihren Stoffwechsel statt Sauerstoff alternative Oxidationsmittel, in unserem Fall Nitrat, verwenden. Man bezeichnet das als Nitratatmung oder Denitrifikation. Dabei werden (in Ermangelung von Sauerstoff!) organische Stoffe mit Nitrat oxidiert. Diese Nitratatmung wird zum Beispiel auch bei Vodka- und Schwefelfiltern angewandt, nur eben mit Alkohol bzw. Schwefelwasserstoff als zu oxidierendes Material. So wird das Nitrat durch Verwendung als Oxidationsmittel in mehreren Stufen zu Stickstoff umgewandelt, der dann letzteendlich ausgast.


    Soweit, so gut. Aber paar Sachen verstehe ich nicht.


    Frage 1:

    Wie erreicht man, dass der Mulm bei Fehlen von Sauerstoff nicht fault, sondern durch Nitratatmung oxidiert wird, also zum einen der organische Stoff weiter abgebaut wird und zum anderen das bereits entstandene Stoffwechselendprodukt Nitrat denitrifiziert wird?


    Frage 2:

    Wie verhindert man, dass diese Reaktion nicht bei der Zwischenstufe Nitrit stehen bleibt. Das könnte ja theoretisch passieren, wenn kein zu oxidierendes Material mehr da ist.


    Bin gespannt.


    Grüße


    Joe

    Manche Menschen sind zu dumm, einen Eimer Wasser umzukippen, wenn er schon schräg steht. Die saufen ihn aus.

    Zitat von Marcel

    Cool und sehr schön Beschrieben


    Ja, schön geschrieben, iss auch ein sehr schönes und interessantes Thema, nur wird sich niemand freiwillig außer vielleicht ein paar Kenner der Materie finden die sich auf eine derartigen Diskussion einlassen.
    Ich für meinen Teil zumindest auch nicht mehr, für die meisten ist doch die Aquaristik mehr oder weniger „nur“ ein Hobby.
    Ich hab schon mal in einem anderem Forum versucht zu erklären das ein Biofilter nur mit geringer Durchlauf die Schadstoffe Umwandeln und Abbauen kann, sogar das Einstellen von Abbildungen aus einem Buch (Martin Sander Aquariumtechnik im Süß und Seewasser) hat nicht beeindruckt, zugegeben heute gibt´s da vielleicht andere und neue Erkenntnisse und das Buch müsste dringend überarbeitet werden aber das ändert ja nichts an der Tatsache eine Berechnung zur Durchflussmenge um die bestmöglichen Ammoniumabbauraten heraus zubekommen, wobei ja die Leistung einer Pumpe für eine Biologische Filterung natürlich vielleicht von mehreren Faktoren abhängt.

    Ich will mal auf die erste Frage eingehen:
    Erst mal ist der Mulm nicht Voraussetzung für eine anaerobe Nitratfilterung sondern lediglich die Umstände, also Sauerstoffarmut und ein brauchbarer Katalysator. Also Alkohol oder Schwefel im Fall der kotrollierten Filterung.
    Eine Filterung mit Mulm macht keinen Sinn, da man hier kaum Einfluss nehmen kann auf das was passiert da die Unterschiede der Bakterienentwicklung ungefähr wie bei Fingerabdrücken sind, also jedes mal anders.
    Man kann also Glück oder Pech haben was echt keine Option für eine brauchbare Filterung ist.
    Ergo muß derjenige der Nitrat filtern will sich eine Lösung mit kontrollierten Parametern suchen.


    Wer eine normal saubere biologische Filterung erzielen will muss also ein paar Rahmenbedingungen einhalten.

    • Es muß immer genug Sauerstoff vorhanden sein damit Nitrit umgesetzt wird, wer sich nicht sicher ist muss dann auch mal am Ende der Filterung bestimmen ob noch Sauerstoff im Wasser ist.
    • Der Filter sollte ausreichend durch- oder umströmte Besiedelungsfläche für die Nitrit verzehrenden Bakterien beinhalten .
    • Es sollten sich keine größeren Ansammlungen von Mulm, ich verstehe hier größere Schmutzansammlungen von teilweise zersetzen Futterresten, Kot, Pflanzenresten usw. im Filter befinden, Gefahr der Fäulnisbildung.
    • Das bedingt häufigere Teilreinigung des Filters sowie evtl. mechanische Vorfilterung.



    Ich denke es ist keine zuverlässige Möglichkeit Nitrat im normalen Biofilter mit zu beseitigen, hier muß ein anderer Weg gegangen werden.
    Die Möglichkeiten erstrecken sich vom größeren WW über Ionenaustauscherharze bis zu den verschiedenen Nitratfiltern.


    gruß
    Oliver

    Hi Olli,
    bei der Nitratfilterung bin ich genau deiner Meinung. Was ich nicht so ganz verstehe, wovon hängt es nun ab, ob der Mulm unter Sauerstoffabwesenheit fault oder es zur Nitratatmung kommt? Mulm ist doch organisches Material und könnte somit oxidiert werden mit dem Ersatz Nitrat.


    Grüße


    Joe

    Manche Menschen sind zu dumm, einen Eimer Wasser umzukippen, wenn er schon schräg steht. Die saufen ihn aus.

    Hallo


    so ganz steige ich da nicht durch. Woher soll denn der Laie wissen wo in seinem Filter sauerstoffarme Zonen sind und wo genügend Sauerstoff vorhanden ist.
    Wie Filterung grundsätzlich funktioniert weiss wahrscheinlich jeder hier, was aber on jedem einzelnen Filter passiert ist mM nach ziemlich unterschiedlich da ja verschiedene Voraussetzungen herrschen, außerdem ist der Ausdruck "Biofilter" da nicht hilfreich, weil er impliziert, das das Wasser hinterher biologisch einwandfrei ist.


    Vielleicht wäre es hilfreich deutlich zu machen wie und warum ein Filter aufgebaut sein sollte und welche Pumpenleistung sinnvoll wäre.



    Gruss Thomas

    Joe, also so wie ich das sehe und verstehe sind ja im "Mulm" vor allem feste organische Bestandteile, Detritus usw., da ist es eigentlich wenig sinnvoll das ganze durch das Substrat im Nitratfilter zu pumpen weil dieser dann wohl doch recht fix zu ist.
    Es ist ja nicht reiner Nitrat in Flockenform sondern eine komplexe Masse aus verschiedenen Stoffen.


    @Tom, das ganze lässt sich schwierig pauschal sagen da die Einflussfaktoren sehr groß sind. Jedes Substrat ist anders jeder Aufbau verhält sich etwas anders und daher unterscheiden sich auch die Pumpleistungen stark voneinander.
    Was den Sauerstoffgehalt angeht, da gibts Möglichkeiten diesen zu testen, mit Messgeräten (kostspielige Variante) oder auch mit Indikatortests (nicht so billig wie Ph aber deutlich die preiswertere Lösung).


    Was die Nitratentfernung angeht, ich halte großzügige WW und Ionenaustauscher für die praktikabelste Lösung für den Normalaquarianer.
    Die Filter haben zwar im allgemeinen eine recht hohe Standzeit aber das einstellen find ich doch ziemlich checkig.


    Gruß
    Oliver

    Hi Olli,
    du hast mich falsch verstanden. Ich hab nicht die Harzsäule gemeint, sondern die sauerstofffreien Bereiche, wo u.U. Nitrat abgebaut wird, siehe oben.


    Grüße


    Joe

    Manche Menschen sind zu dumm, einen Eimer Wasser umzukippen, wenn er schon schräg steht. Die saufen ihn aus.

    Hi Joe,
    ich meinte in dem Fall auch keinen Ionenaustauscher/ Harzsäule sondern einen von den "biologisch" arbeitenden Nitratfiltern wie Wodka- oder Schwefelfilter.
    Alle sauerstoffreien oder sauerstoffarmen bereiche sind ja mehr Zufallsprodukte oder entstehen durch mangelnde Reinigung, ich weiss nicht wie du da sicherstellen willst was da passiert, Fäulnis oder Nitratabbau.


    Gruß
    oliver

    Zitat von olli68

    ich weiss nicht wie du da sicherstellen willst was da passiert, Fäulnis oder Nitratabbau.


    Jetzt verstehen wir uns, genau darum gehts. Wenn ohne Sauerstoff eine Nitratatmung mit organischen Stoffen stattfinden kann, macht das dann einen Unterschied, ob der zu oxidierende Stoff Alkohol oder Mulm ist. Da liegt der Hase im Pfeffer. Was muss passieren, dass das Zeug nicht fault, sondern oxidiert wird.


    Grüße


    Joe

    Manche Menschen sind zu dumm, einen Eimer Wasser umzukippen, wenn er schon schräg steht. Die saufen ihn aus.

    Ich denke mal da gibts einen Denkfehler, der Mulm erzeugt unter Umständen den Bereich ohne oder mit sehr wenig Sauerstoff er ist mit Sicherheit nicht der Katalysator.
    Der Wodka als Kohlenstoffquelle ist ja rech sauber so das keine zusätzlichen Faulgase entstehen können, im Mulm ist aber alles mögliche, da ist keine Möglichkeit zu trennen und die Frage ob genügend Kohlenstoff zur Verfügung steht um Kohlendioxyd entstehen zu lassen scheint mir auch fraglich.

    Hi Olli,
    am Kohlenstoff sollte es nicht fehlen, organische Stoffe basieren doch alle auf Kohlenstoff, zumindest auf der Erde.


    Grüße


    Joe

    Manche Menschen sind zu dumm, einen Eimer Wasser umzukippen, wenn er schon schräg steht. Die saufen ihn aus.

    Hi Thomas,
    sehr aufschlussreich, danke. Bei den hier angegebenen Werten von etwa 1ml Wasser je Minute, um einen Redoxwert zwischen -200 und -300 mV zu erreichen, würde ich aus dem Bauch heraus sagen, dass ein Nitratabbau im messbaren Bereich in einem normalen "Biofilter" nicht machbar ist. Sicher gibt es da sauerstoffarme Bereiche, aber nicht in dieser Art.


    Grüße


    Joe

    Manche Menschen sind zu dumm, einen Eimer Wasser umzukippen, wenn er schon schräg steht. Die saufen ihn aus.

    Hi Peter,
    das mit dem Schlamm bei Deters hab ich auch schon gelesen, gefällt mir aber nicht richtig!
    Ich bin immer noch der Meinung mein Aquarium ist kein Kläranlage, auch wenn die Vorgänge hoch löblich und in jeder Weise nützlich sind, mir ist da die Belastung im Resultat einfach zu hoch!


    Gruß
    Oliver

    Hi Olli, ja das von Deters iss ja auch schon etwas älter, iss ja eigentlich für jene gedacht die sich da mal ein wenig in die Materie einlesen möchten, bei eventuellen anstehenden Fragen kann man ja versuchen die hier zu beantworten, wobei das da ja eigentlich schon sehr schön Detailliert erklärt wird