Was filtert ein Filter?

Vergrößerung Aquarium mit Aussenfilteranlage Quelle: Bild auf Wikimedia Commons Lizenz: Public domain Urheber: NiKo

Die meisten Filter filtern trotz ihres Namens eigentlich gar nichts aus dem Wasser heraus, sondern wandeln lediglich bestimmte Stoffe in andere Stoffe um. Diese Stoffe sind im Wasser gelöst, sind also in der Regel nicht sichtbar.

Nach der Filterung sind die Stoffe in einer weniger giftigen Form vorhanden, aber immer noch im Wasser. Erst durch den Verbrauch durch Pflanzen und durch Wasserwechsel wird ein Teil der Stoffe aus dem Aquarium entfernt.

Eine Ausnahme sind Filter, deren Filtermaterial häufig gewechselt oder gereinigt wird. Solche Filter sind oft Schnellfilter, die nur mechanisch reinigen, d. h. mehr oder weniger große Partikel aus dem Wasser sieben.

Durch einen Filter wird das Wasser höchstens in dem Sinne besser, dass die durch einen Biofilter abgebauten Stoffe weniger giftig sind. Sie werden aber nicht weggefiltert, sondern sie befinden sich immer noch im System Aquarium. Sie befinden sich auch nicht ausschließlich im Filter, sondern sie sind überall im Aquarienwasser gelöst.

Die verschiedenen Filtertypen

Schnellfilter

Schnellfilter werden vom Wasser schnell durchströmt. Ein Schnellfilter soll groben Schmutz aus dem Wasser entfernen. Der Schmutz soll von Bakterien nicht zersetzt werden, d. h. es soll keine Mineralisation stattfinden. Je nach anfallendem Schmutz setzen sich Schnellfilter schnell zu und müssen dann häufig gereinigt werden.

Wenn der Filter selten gereinigt wird, setzt sich das Filtermaterial mit der Zeit zu. Der Wasserdurchfluss wird damit geringer und es siedeln sich Bakterien an. Der Filter wird zum oxidierenden Biofilter. Viele Schnellfilter werden so mit Filtermaterial gefüllt, dass sich auch in ihnen langsam durchströmte Zonen bilden.

Oft verwendet wird blauer Filterschwamm. Er hat eine große Oberfläche zur Besiedlung und reinigt durch seine porige Struktur auch mechanisch sehr gut.

Biobälle, Tonröhrchen etc. bieten eine große Oberfläche, die mechanische Reinigungswirkung ist allerdings gering.

Wenn von eingefahrenen Filtern gesprochen wird, bedeutet das, dass der Filter inzwischen zusätzlich zur mechanischen Reinigung durch Ansiedlung von Bakterien auch biologisch reinigt.

Im Sprachgebrauch werden Schnellfilter oft mit Topffiltern bzw. Außenfiltern gleichgesetzt.

Vergrößerung Aussenfilter Quelle: Bild auf Wikimedia Commons Lizenz: CC Attr. SA 3.0 Urheber: Pinpin

Mechanische Filter

Mechanische Filter filtern nur feste Partikel, so genannte Schwebeteilchen, aus dem Wasser. Mechanische Filter sind in der Regel Schnellfilter. Sie müssen häufig gereinigt werden, damit sie wirklich nur mechanisch filtern und nicht biologisch.

Nur mechanisch arbeitende Filter sind kaum möglich. In normalen mechanischen Filtern siedeln sich ebenfalls Bakterien an, die das Wasser biologisch reinigen.

Langsamfilter

Mit einem Langsamfilter kann einfach das Gegenteil eines Schnellfilters gemeint sein. Es kann aber auch ein reduzierender Biofilter gemeint sein.

Oxidierender Biofilter

In einem oxidierenden Biofilter wandeln Bakterien Schadstoffe in Nitrat um und verbrauchen dabei Sauerstoff. Die meisten Filter in der Aquaristik arbeiten nach diesem Prinzip.

Oxidierende Biofilter werden in der Regel mit mechanisch filternden Materialien gefüllt, z. B Tonröhrchen, gesintertes Glas, Filterschaumstoff, Watte, Bällen oder einer Kombination dieser Materialien.
Auf dem Filtermaterial bilden sich mit der Zeit Bakterienkulturen, die an der glitschigen Oberfläche erkannt werden können. Je größer die Oberfläche des Filtermaterials ist, desto mehr Bakterien können sich ansiedeln. Je seltener das Filtermaterial gereinigt wird, desto länger können die Bakterien darin ungestört ihre Arbeit verrichten.

Praktisch jedes Filtermaterial verstopft mit der Zeit. Filterschaumstoff hat sich bezüglich Oberfläche und Verstopfungsneigung als sehr günstig erwiesen. Tonröhrchen, gesintertes Glas und Bälle verstopfen selten. Es sammelt sich aber eine große Menge Mulm darin. Wenn der Mulm nicht regelmäßig entfernt wird, verstopft das dahinter befindliche Filtermaterial, Filterwatte etc., umso schneller.

Biologisch aktive Filter sollten erst dann gereinigt werden, wenn kaum noch Wasser durchfließt. Das Filtermaterial wird zur Reinigung in abgelassenem Aquarienwasser vorsichtig ausgedrückt, damit die Bakterienkultur so weit wie möglich erhalten bleibt.

Reduzierender Biofilter

In einem reduzierenden Biofilter wandeln Bakterien Nitrat zu molekularem Stickstoff N₂ und Lachgas N₂O um und verbrauchen dabei Nitrat.

Chemische Filtermaterialien

Chemische Filtermaterialien sind Torf, Aktivkohle usw.

Torf wirkt nur eine relativ kurze Zeit und kann sich dann zersetzen. Dadurch kann der Nitritwert stark ansteigen. Es ist deshalb besser, das Wechselwasser außerhalb des Aquariums mit Torf aufzubereiten.

Aktivkohle sollte nur bei Bedarf eingesetzt werden, in der Regel nur nach dem Einsatz von Medikamenten. Zum dauerhaften Einsatz ist Aktivkohle nicht geeignet. Sie wirkt nur kurze Zeit und kann danach möglicherweise einen Teil der absorbierten Stoffe wieder abgeben. Außerdem absorbiert Aktivkohle auch Nährstoffe für Pflanzen.
Aktivkohle bietet zwar eine sehr große Oberfläche. Die Poren sind aber so klein, dass sich keine Bakterien darin ansiedeln können.

Strömungsgeschwindigkeit

Ein Mattenfilter filtert biologisch optimal bei einer Durchströmgeschwindigkeit von 5 bis 10 Zentimetern pro Minute und wenn der Beckeninhalt etwa 2 x durch den Filter fließt. Diese Werte sind Orientierungswerte. Auch bei 3 oder 15 Zentimetern pro Minute oder 2,5 facher Umwälzung findet eine biologische Filterung statt.

Die Ansiedlung von Bakterien

Eine häufig geäußerte Ansicht ist, dass sich Bakterien nicht mehr im Filtermaterial halten können, wenn die Strömung des Wassers im Filter zu stark ist. Die dabei angeführten Strömungsgeschwindigkeiten stammen aus der Abwassertechnik. Der Filter funktioniert dann hauptsächlich mechanisch und nur zu einem kleinen Teil biologisch. Oft wird die langsame Durchströmung als besonderer Vorzug der Mattenfilter gewertet. Mattenfilter sollen deshalb biologisch besser sein als viele Außenfilter, die häufig als Schnellfilter, Topffilter etc. bezeichnet werden.

Allerdings bilden sich mit der Zeit auch in schnell durchströmten Filtern Zonen, die langsam durchströmt werden. Viele Außenfilter werden auch so bestückt, dass langsam durchströmte Zonen entstehen.

Die Bedeutung des Nitratwerts für die Filterleistung

Wenn im Aquarium kein Nitrat nachgewiesen werden kann bedeutet das nicht, dass der biologische Abbau im Filter funktioniert.

Nicht nachweisbare Nitratwerte deuten auf einen optimalen Besatz mit angemessener Fütterung und ausreichendem Wasserwechsel hin. Das durch die Nitrifikation anfallende Nitrat wird in solchen Fällen von den Pflanzen aufgenommen, durch einige denitrifizierende Stellen im Aquarium abgebaut oder durch Wasserwechsel entfernt.

Nitrat ist das Endprodukt der so genannten Nitrifikation, bei der Ammonium erst zu Nitrit und dann zu Nitrat umgewandelt wird. Diese Nitrifikation findet weder in einem Mattenfilter noch in einem Hochleistungsschnellwirbeltopf statt. Dazu werden spezielle Nitratfilter benötigt, in denen ein anaerobes, d. h. sauerstoffarmes, Milieu herrscht und die Durchflussgeschwindigkeiten von wenigen Litern je Stunde haben.

Welcher Filter ist für welchen Zweck geeignet?

In einem gut abgestimmten Aquarium ist eine Filterung eigentlich nicht notwendig. Die biologischen Prozesse können auch im Aquarium direkt ablaufen. Allerdings trüben dann Bakterien das Wasser.

Ein Filter dient so gesehen dazu, die Wassertrübung zu beseitigen. Gleichzeitig werden damit ungelöste organische Substanzen, so genannte Schwebeteilchen, aus dem Wasser entfernt.

Weil sich die Bakterien im Filtersubstrat konzentrieren, werden die Schwebstoffe im Wasser optimal an die Bakterien herangeführt. Das wiederum unterstützt die Bakterienpopulation und ihre Vermehrung. Allerdings produzieren alle Biofilter Nitrate und Phosphate, die in der Regel durch Wasserwechsel entfernt werden müssen.

Die Wahl des Filtertyps hängt von vielen Parametern ab und kann nicht pauschal empfohlen werden. Wenn viel Wasser gewechselt wird und viele Pflanzen im Verhältnis zur Fischmasse gepflegt werden, kann gut mit einem Biofilter gearbeitet werden. Die Endprodukte des Stoffwechsels werden entweder im Aquarium selbst aufgezehrt oder per Wasserwechsel entfernt.

Bei Überbesatz oder in Aquarien mit wenig Pflanzen wird am besten ein Schnellfilter eingesetzt, weil er durch die häufige Reinigung dem Wasserkreislauf ungelöste organische Substanzen entnimmt.

Schnell- und Biofilter können gleichzeitig eingesetzt werden, wenn z. B. nur zeitweise viel Dreck erzeugt wird. Grobe Partikel werden über den Schnellfilter abgezogen. Der Biofilter übernimmt stabilisierende Funktionen.