Technik fürs Aquarium





Nitratfilter

In einem Nitratfilter wandeln Bakterien Nitrat in Stickstoff um. Dazu sind im Filter anaerobe, d. h. sauerstoffarme, Zonen notwendig. Weil den Bakterien in diesen Bereichen kein Sauerstoff zur Verfügung steht, veratmen sie Nitrat statt Sauerstoff. Die Durchflussmenge an Wasser muss in einem Nitratfilter deshalb möglichst gleich und niedrig gehalten werden.

Neben Sauerstoff benötigen die Bakterien Kohlenstoff. Oft werden Paraffin, Alkohol usw. als Kohlenstoffquelle verwendet.

Es macht keinen Sinn an einem Pflanzenbecken mit einem Nitratgehalt von weniger als 20 Milligramm/Liter einen Nitratfilter einzusetzen. Es sei denn, die reduzierende Wirkung ist erwünscht, d. h. die Rücklösung von Spurenelementen, die den Pflanzenwuchs ankurbeln soll. Sinnvoll ist ein Nitratfilter erst bei wirklich hohen Nitratwerten, die nicht anders beseitigt werden können, z. B. durch Wasserwechsel.

Für normale Aquarianer sind Nitratfilter nicht empfehlenswert. Ein Nitratfilter muss zusätzlich kontrolliert und gewartet werden. Es ist einfacher, den Besatz zu verringern und schnellwüchsige Pflanzen zu fördern.

Für Züchter, die bei der Aufzucht mit zeitweise hohem Besatz und intensiver Fütterung arbeiten müssen, kann ein Nitratfilter sinnvoll sein. Wasserwechsel ersetzt ein Nitratfilter nicht. Im besten Fall sind längere Intervalle zwischen den Wasserwechseln oder kleinere Mengen möglich.

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*Letzte Aktualisierung erfolgte am: 2018-12-10

Ist ein Nitratfilter gefährlich?

Es wird häufig geschrieben, dass Nitratfilter heikel oder gefährlich sind, weil sie je nach Bedingungen hohe Mengen Nitrit erzeugen:

  • Weil ständig darauf geachtet werden muss, dass genug Nitrat und Sauerstoff zur Verfügung steht, ist der Betrieb von Nitratfiltern heikel. Besonders wenn keine Erfahrung vorhanden ist.
  • Ein Nitratfilter kann leicht aus dem Gleichgewicht geraten und die Fische können dann relativ schnell an Nitritvergiftung eingehen.

Es gibt drei Möglichkeiten, so dass ein Nitratfilter umkippen kann:

  • Der Durchfluss ist zu hoch. Das Filtermilieu wird deshalb aerob und die Nitratreduktion wird allmählich eingestellt. Der Bypass erzeugt dabei aber kein Nitrit, sondern wird das Nitrit so abbauen wie ein herkömmlicher Filter. Es wird also wieder Nitrat produziert. Die Bakterien im Hauptfilter sollten die Umstellungszeit überbrücken können.
  • Der Durchfluss ist zu gering. Das Milieu wird fast sauerstofflos. Dadurch spalten die Bakterien die verbliebenen Stickstoffverbindungen noch schneller auf und überführen sie in Stickstoff. Es fällt kein Nitrit als Zwischenprodukt der Denitrifikation an. Bei akutem Mangel an Sauerstoff werden andere Verbindungen reduziert, z. B. Sulfate zu Sulfiden und unter Umständen weiter zu Schwefelwasserstoff.
  • Der Durchfluss ist so hoch, dass ein Teil der Bakterien oxidiert und ein Teil in einem anderen Teil des Filters reduziert. Es kann zu einem Ping-Pong Spiel zwischen Nitrit und Nitrat kommen und es ist Glückssache, was von Beidem aus dem Filter kommt.

In allen drei Fällen entsteht keine gefährliche Nitritmenge. Im dritten Fall entsteht jedoch Schwefelwasserstoff, der stark nach faulen Eiern riecht. Ein Nitratfilter bzw. die Durchflussmenge sollte deshalb regelmäßig überprüft werden.

Praktische Erfahrungen bestätigen aber nicht, dass Nitratfilter besonders gefährlich sind:

  • Experimente und Erfahrungen zeigen, dass keine gefährlichen Mengen Nitrit entstehen.
  • Die Bakterien können sich vermutlich schnell an aerobe und anaerobe Bedingungen anpassen.
  • Nitrit in größeren Mengen tritt nur beim Einlaufen vorher nicht geimpfter Nitratfilter auf.
  • Wenn erst eine komplette Dentrifikationsflora vorhanden ist, kommt bestenfalls beim zu schnellen Fahren des Filters etwas Nitrit.

Der Betrieb eines Nitratfilters

Eingefahren wird ein Nitratfilter wie ein normaler Filter. Nach eingen Wochen wird die Wasserzufuhr verringert und aus dem Schnellfilter ein Langsamfilter. Die Einfahrzeit kann 6 Wochen betragen. Wenn der Nitratfilter angeimpft wird, kann sich die Einfahrzeit auf 3 Wochen oder sogar wenige Tage verkürzen. Der Filterschlamm zum Animpfen ist im Idealfall aus einem eingefahrenen Nitratfilter. Filterschlamm aus einem normalen Filter ist fast genauso gut geeignet.

Ein Langsamfilter löst z. B. Spurenelemente zurück. Erst wenn die Bakterien mit Kohlenstoff gefüttert werden, wird aus dem Langsamfilter ein Nitratfilter. Damit die Bakterien Nitrat veratmen, muss dafür gesorgt werden, dass praktisch kein Sauerstoff vorhanden ist.

Bakterien benötigen zur Atmung Sauerstoff. Entweder wird der Sauerstoff dem Wasser entnommen. Dabei wird CO2 abgeben. Oder die Bakterien entnehmen den Sauerstoff sauerstoffhaltigen Verbindungen wie Nitrit und Nitrat. Dabei wird Stickstoff als ungiftiges Gas abgegeben. Wenn etwa 20 Mal so viel Nitrat vorhanden ist wie Sauerstoff, ziehen die Bakterien das Nitrat dem Sauerstoff vor.

Bei extrem verschmutztem Wasser erhält der Nitratfilter genug Dreck und sehr wenig Sauerstoff. Aquarienwasser ist aber selten so stark verunreinigt. Bei sauberem, sauerstoffhaltigen Wasser verhindert der Sauerstoff im Filter die Dentrifikation.
Es muss deshalb normalerweise etwas an die Bakterien verfüttert werden, damit sie zuerst den Sauerstoff veratmen und dann das Nitrat.

Damit überhaupt etwas veratmet werden kann, muss eine veratembare Substanz vorliegen. Diese Substanz ist der Kohlenstoff, der z. B. mit Paraffin zugeführt wird. Die Paraffin fressenden Bakterien verbrauchen in den oberen Zonen des Filters den gesamten Sauerstoff. Dabei erzeugen sie Bruchstücke der Paraffinkette. Diese Bruchstücke dienen den dentrifizierenden Bakterien in der folgenden Zone als Nahrung, das Nitrat dient als Sauerstoffersatz.

Beim Einfahren eines Nitratfilters entsteht zuerst Nitrit. Ein Nitratfilter wird deshalb erst dann in Betrieb genommen, wenn die normale Filterung einwandfrei arbeitet. Auch bei plötzlichen Änderungen des pH-Werts kann Nitrit entstehen. Erfahrungen zeigen, dass kein Nitrit entsteht, wenn der pH-Wert langsam über mehrere Wochen sinkt. Vielleicht sind die Mikroorganismen im Filter gegen sprunghafte Änderungen des Milieus empfindlich. Viele sterben ab und die übrigen Bakterien können die entstandene Biomasse nicht schnell genug bewältigen, so dass zunächst Nitrit entsteht.

Wasser darf durch einen Nitratfilter nur langsam fließen. Das Wasser sollte mindestens 15 Minuten im Filter bleiben. Wenn allerdings zu wenig Wasser durch den Nitratfilter läuft, kann Schwefelwasserstoff H2S entstehen. Schwefelwasserstoff stinkt stark nach faulen Eiern und ist eines der giftigsten Gase. Der Wasserdurchfluss muss deshalb ständig beobachtet werden.

Wenn kein Nitrat mehr vorhanden ist, der Wasserdurchlauf gleich bleibt und die Bakterien weiter gefüttert werden, veratmen die Bakterien Sulfat SO4, das zu Schwefelwasserstoff wird.

Manchmal werden auch Ionenaustauscher mit Nitratharz als Nitratfilter bezeichnet. Dazu können auch Filtermedien wie Nitrex gezählt werden.

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*Letzte Aktualisierung erfolgte am: 2018-12-10

Beispiel für einen Langsamfilter

Ein 12 Liter Filtertopf wird mit Schaumstoffwürfeln gefüllt. Im Bypass mit dem normalen Filter laufen ca. 10 Liter je Stunde Wasser durch den Nitratfilter. Auch wenn der Bypass für einige Tage abgestellt wird, entstehen keine Probleme.

Dieser Filter verbraucht viel Sauerstoff. Am Filtereingang wurden ca. 8 und 11 mg Sauerstoff/Liter gemessen, am Filterausgang deutlich weniger als 5 mg Sauerstoff je Liter.

Ob in dem Filter allerdings anaerobe Bereiche entstehen und der Filter Nitrat abbaut, ist unklar, weil im berichteten Fall schon das Leitungswasser kein nachweisbares Nitrat hat. In 5 Jahren Standzeit wurde der Filter nie gereinigt. Der Filter hat sich trotzdem nicht zugesetzt. Von außen sichtbar sind die mit einem bräunlichen Hauch bedeckten Schaumstoffwürfel.

Beispiele für Nitratfilter

Statt Schaumstoff wird häufig Siporax verwendet. Bei einer Strömungsgeschwindigkeit unter 1 Zentimeter/Sekunde bilden sich in Siporax sauerstoffarme Zonen. Erkennbar sind diese Zonen an Stickstoffbläschen, die sich langsam im Inneren der Röhrchen bilden. Es gibt allerdings auch Berichte, nach denen durch Siporax alleine kein Nitrat abgebaut wurde.

Nitratfilter als Eigenbau

Gurkengläser als Innenfilter

In ein großes Gurkenglas mit 1,5 Liter Inhalt wird ein Kunststofftrichter gestellt, mit dem Rohr nach oben. Der Trichterrand wird perforiert. Vom Rohr wird ein Schlauch mit 5 Millimeter Durchmesser bis über die Wasseroberfläche des Aquariums gelegt. Direkt über dem Rand des Gurkenglases wird ein T-Stück mit 3 - 4 Millimeter Durchmesser als Luftanschluss eingefügt. Das Rohr dient als Luftheber. Der genaue Abstand zwischen T-Stück und Wasseroberfläche muss in Versuchen ermittelt werden.
Mit ca. 5 Zentimeter dickem Schaumstoff wird das Gurkenglas verschlossen. Für das Rohr bzw. den Schlauch ist der Schaumstoff durchbohrt.

Das Glas wird zu 20 bis 30 % mit Paraffin als Futtervorrat gefüllt. Es werden etwa 300 g Paraffin benötigt. Der Rest wird mit ca. einem Liter Siporax und Filterschlamm gefüllt.

Es wird so viel Luft über den Luftanschluss gepumpt, dass ca. 2 Liter Wasser je Stunde durchfließen.

Bei Inbetriebnahme kann im Filter viel Nitrit entstehen, bis die Mikroorganismen im Filter arbeiten.

Der Luftheber muss regelmäßig gereinigt werden, evtl. wöchentlich, weil durch die Vermehrung der Bakterien reichlich Schlamm entstehen kann, der den Wasserdurchfluss verstopft.

Gurkenglas als Außenfilter

Ein Gurkenglas kann auch als Außenfilter verwendet werden. Dazu muss der Deckel gut verschlossen werden. Für den Wassereinlauf und Wasserauslauf werden zwei Löcher in den Deckel gebohrt. Statt Gurkengläsern können Kunststoffdosen für Chemikalien verwendet werden. Diese sind mit sicher schließenden Deckeln in Größen zwischen 0,5 und 30 Litern erhältlich.

Weitere Nitratfilter

Kasten:

Ein Glaskasten mit 30 x 20 x 20 cm Größe und 12 Liter Inhalt im Bypass zum offenen Unterschrankfilter wird mit 9 Litern schwarzen Bio-Bällen und einer 0,8 Liter Packung Deni-Balls von Aqua-Medic gefüllt. Die Bio-Bälle dienen als Besiedlungsfläche für Bakterien. Die DeniBalls dienen als Kohlenstofffutter für die Bakterien.
Ein Luftregler der Firma Hagen dient als Tropfenzähler. In den Kasten kann eine kleine Zimmerspringbrunnenpumpe zur internen Umwälzung gesetzt werden, z. B. mit einer Leistung von 300 Liter je Stunde.

Angefüttert wird über 2 - 3 Wochen mit Denimar. Angeimpft wird mit altem Filterschlamm.

Der Durchfluss beträgt 2 Liter je Stunde, d. h. das Wasser tropft nur.

Der Filter ist wartungsfrei. Der Durchfluss muss regelmäßig kontrolliert werden. Aufgrund der Deni-Balls ist eine regelmäßige Fütterung nicht erforderlich, weil diese Kohlenstoff als Futter abgeben. Auch Paraffinschuppen sind zur langfristigen Fütterung möglich und preiswerter.

Regenrinne:

Ein Regenrinnenabflussrohr wird oben und unten mit einem Deckel versehen. An der Seite wird eine T-Abzweigung für den Auslauf angebracht. Pro Stunde laufen ca. 20 Liter Wasser durch.
Das Rohr wird zu einem Drittel mit Siporax gefüllt und mit Biobällen oder Bioigeln aufgefüllt. Über eine Dosierpumpe aus dem Krankenhaus für Infusionen wird der Filter gefüttert.

Für große Nitratfilter können auch alte Filtertöpfe verwendet werden.

Fertige Nitratfilter werden z. B. von den Firmen Aqua-Medic und Sera vertrieben.

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Filterkreislauf

Mit einer Durchflussregulierung wird der Durchfluss fein reguliert. Ein Rückschlagventil verhindert Überschwemmungen.

Die meisten Nitratfilter werden als Bypassfilter parallel zum normalen Filter eingesetzt.

Nitratfilter im Kreislauf des normalen Filters

Der Wasserauslauf des Nitratfilters kann in den Wasserzulauf eines Außenfilters geführt werden. Der normale, aerobe Filter dient dann als Sicherung gegen Schadstoffe aus dem Nitratfilter. Gleichzeitig wird das Wasser aus dem Nitratfilter mit der normalen Pumpe in das Aquarium gedrückt.

Alternativ wird der Nitratfilter hinter dem normalen Filter angebracht. Der Wasserauslauf aus dem normalen Filter führt in den Nitratfilter. Wenn der Druck der Filterpumpe nicht ausreicht, muss das Wasser aus dem Nitratfilter je nach erforderlicher Förderleistung mit einem Luftheber oder einer Pumpe in das Aquarium gepumpt werden. Ein Schlauch wird von der Oberseite des Nitratfilters in das Aquarium gelegt, damit der Stickstoff ausgasen kann. Ein Luftschlauch wird wenige Zentimeter in den Schlauch gesteckt und fertig ist der Luftheber.