biologisch | Filtratie | Van borstels tot trommelfilter

Filtratie

vormen van waterzuivering

Waterverversing

Waterverversing



Als koi-hobbyist investeren wij allen flink in filterinstallaties, zelfs soms nog in additionele hulpmiddelen als additieven, om de waterkwaliteit op peil te houden. Toch mogen wij (in ieder geval in Nederland) onszelf gelukkig prijzen dat het drinkwater wat ons wordt aangeleverd door de watermaatschappijen behoort tot het schoonste water wat er te vinden is! Indien er geen kosten zouden zijn verbonden aan drinkwater, dan was een permanente wisseling wat water de beste filter-oplossing die wij ons zouden wensen. Tenminste, als de basiswaarden daarvan zoals pH, KH, GH en TDS (zie hiervoor de plank "Waterkwaliteit") passen bij de wijze waarop een ieder individueel koi wil houden.

Toch kan er in het algemeen gesteld worden dat van meer frequente waterwissels nog altijd minder koi zijn gestorven dan door te weinig waterwissels! Vers water en een streng verversings-regime is van groot belang voor het leven in uw vijver. Vers kraanwater bevat voldoende stoffen om uw vijver gezond te houden en de inwoners een gezonde leefomgeving te bieden. Probeer uw frequentie van waterwissels op te voeren en ververs dagelijks een hoeveelheid als dit kan! Een minimum van 10-15% per week wordt als algemene en minimale norm aangehouden.

Waterverversing met de tuinslang

Trickle / Showerfilter

Trickle / Showerfilter


Een trickle-filter wordt ook een druppelfilter genoemd, omdat het water van bovenaf via een "spray-buis" op het filtermedia in de trickle-filter valt. Daardoor valt het steeds verder uiteen naarmate het verder in de trickle inzakt. Omdat een trickle gebaseerd is op dit "druppelen" moet een trickle-filter altijd boven de waterspiegel geplaatst worden. Er zijn weliswaar speciale versie die ook onder de waterspiegel geplaatst kunnen worden, maar het principe van een trickle betekent in dat geval mechanische ondersteuning van vlotters en een navenante prijs.

Omdat een trickle weinig eisen stelt aan het materiaal waarvan deze is gemaakt is deze eenvoudig zelf te maken met bijvoorbeeld stapelbakken waar in de bodem een flink aantal gaatjes zijn geboord. Er zijn ook verschillende fabrikanten die kant-en-klaar afgemonteerde trickle-filters afleveren. Bij het gebruik van een trickle filter is ALTIJD een voorfilter benodigdomdat er geen mechanische reiniging plaatsvindt. Ook wordt een hoog waterdebiet aangeraden zodat eventueel vuil geen kans krijgt zich te nestelen binnen de trickle (vanaf 5000 liter/uur).

Trickle filter als biologische filtering op een vijver

Een van de grootste voordelen van dit type biologische filter is de enorme zuurstof-verrijking die plaats vindt. Het bioleven in dit type filter is dan ook uitermate goed uitgerust om in te spelen op wisselde water-parameters als ammonia(k) en nitriet, omdat zuurstof één van de belangrijkste ingrediënten is voor een gezonde bacterie-cultuur. Omdat het filter gebaseerd is op het principe van een waterval moet men bij de plaatsing rekening houden dat het kletteren een vervelende geluidsoverlast kan veroorzaken. Tevens moet men rekening houden met een snellere opwarming en afkoeling van het water, waardoor de temperatuur gaat fluctueren. Trickles worden vaak in één adem genoemd met het begrip "enitrificatie">denitrificatie". Het is niet zozeer een eigenschap van een trickle maar meer van de kwaliteit van de ontwikkelde biolaag, maar een trickle biedt optimale omstandigheden aan de bacteriecultuur zich te ontwikkelen. Vanuit dit gezichtspunt is de kans op denitrificatie bij een trickle zeker mogelijk mits het filtermedium dat toestaat, poreuze filtermaterialen bieden hiervoor de beste mogelijkheden.

Een trickle stelt niet veel eisen aan het filtermateriaal dat daarvoor wordt gebruikt. Er zijn hobbyisten die trickles gebruiken met daarin patatvorkjes als "bio-drager", maar de meest voorkomende materialen zijn Bioballen, Kaldnes/Bioflow of keramische gesteenten als Bacteriahouse en KSB.

Bioballen als vulling voor een trickle filterBioflow als medium Bacteriahouse als vulling voor een trickle filterKSB als vulling voor een trickle filter

Bewegend bed

Bewegend bed


De laatste jaren is het toepassen van bewegend bed -filters (BWB) meer en meer gewoon geraakt. Verschillende onderzoeken hebben uitgewezen dat het opstarten van dit filter weliswaar wat langer duurt maar dat de kwaliteit van de biofilm waarin de biologische processen zich primair afspelen zeer goed is. Doordat het filtermedium, kleine wieltjes met spaken, zich vrij bewegen in het filter door middel van het toedienen van lucht is de vervuiling in het filter nihil en wordt een prima omgeving geboden voor het bioleven.

Naast het originele Kaldnes, beschermd met patenten, is er ook een groot aantal kopieen verkrijgbaar zoals KNS Bioflow. Het verschil is zichtbaar in de hoeveelheid spaken van de wieltjes, de originele Kaldnes heeft er vier en de kopie drie. De onderstaande afbeeldingen representeren het origineel en de copy:

Kaldnes originalKSB copy of Kaldnes

Hoewel filters gebaseerd op bewegend bed op dit moment de toon slaat is er een aantal nadelen waar men rekening mee dient te houden:

  • de opstarttijd. Een goed functionerend BWB-filter is een filter dat al enkele seizoenen (!) draait.
  • ontstaan va zweefvuil. Doordat het filtermedium middels lucht vrij beweegt raken de wieltjes elkaar en verpulveren daarmee eventueel zweefvuil dat het filter bereikt. Dat kan dermate fijn worden dat het praktisch niet meer af te vangen is in een voorfilter. Alleen een trommelfilter is in staat om dit op te vangen, veel hobbyisten zoeken hun toevlucht in het plaatsen van Japanse matten achter een BWB-filter. Niet als biologisch filtermateriaal, maar als mechanisch filtermateriaal om het zweefvuil af te vangen!
  • het originele Kaldnes is extreem duur, de "klonen" profiteren hier een beetje van mee. Het goed werken van Kaldnes is inmiddels bewezen, maar een kloon heeft minder oppervlakte dan het origineel, en is minder vormvast dat nadelig kan werken voor de ontstane biofilm.

In onderstaande film wordt meer uiteengezet over onderzoek en inzetten van BWB-filters:

Beadfilter

Beadfilter



Een veelgebruikt filter is een beadfilter. Er zijn verscheidene vormen, maar allen zijn ze gebaseerd op een ontwerp van Dr. Ronald F. Malone, die in de vorm van de zogenaamde "Bubblebead" voorlopers van beadfilters perfectioneerde. Eind jaren 80 werden hiervoor de eerste prototypen gepresenteerd en toegepast bij het kweken van consumptie-vis.

Het filtermateriaal wordt gevormd door kleine "kralen" van om en nabij de 0.5 centimeter, gemaakt van kunststof. Deze "kralen" worden "beads" genoemd en de familie-naam van deze filters is daarvan afgeleid.

Primaire werking van een beadfilter


Beadfilters fungeren feitelijk als mechanische en als biologische filtering. Het systeem is gebaseerd op druk, zodat water er middels een krachtige pomp ingebracht moet worden. Aangezien de beads drijven worden deze bij het inpompen wan water naar boven gedrukt waar deze een massa vormen. Het water wordt als het ware door deze compacte laag heen gedrukt waarna het het filter weer verlaat. Eventueel nog aanwezig zweefvuil, dat niet is afgevangen door een voorfilter, hecht zich aan de onderkant en tussen de beads waarmee een extra mechanische filtering gerealiseerd wordt. Onderstaande afbeelding is een schematische weergave van de werking:

Beadfilter in werking

Omdat dit type filter indirect ook vuil vasthoudt is regelmatig spoelen noodzakelijk. Door lucht in te brengen (hetzij middels zelfaanzuigende kleppen hetzij middels additionele luchtpompen) worden de beads als het ware gewassen en kan het vuil losgeklopt worden om vervolgens naar het riool te verdwijnen:

Beadfilter tijdens rinse

Middels deze zogenaamde "backwashing" worden de beads goed gespoeld, waarna het filter na het aanschakelen van de pomp zichzelf weer vult met vijverwater:

Beadfilter tijdens backwash

De nog aanwezige lucht wordt naar boven gedrukt en de waterstroom hervat zich. Na het spoelen van een beadfilter is het dus goed mogelijk dat zich lucht ophoopt in de leidingen na het filter, die daarna hun weg naar buiten zoeken en soms tot wat hinderlijk borrelen kunnen leiden.

Bovenstaande afbeeldingen zijn gebaseerd op het primaire type van Sam Malone, zijnde de Bubblebead, waarbij de flessenhals verantwoordelijk is voor het wassen van de beads. Opstijgende lucht gaat door de flessenhals waardoor de beads worden meegetrokken in de luchtstroom. Latere ontwikkelingen van beadfilters volgen vaak een ander ontwerp, waarbij gebruik gemaakt is van een omgebouwd zandfilter, maar werken grotendeels op dezelfde principes. Omdat de kenmerkende flessenhals daar wel bij ontbreekt wordt lucht toegevoegd middels een separate luchtpomp ("blower") die ervoor zorgt dat in de spoelstand het water uit het filter wordt gedrukt. Door de ontstane luchtwerveling worden daarmee tevens de beads "gewassen". Voor deze typen beadfilters is het dus noodzakelijk om na gebruik van de blower apart te spoelen voordat de filtratie wordt hervat, omdat het vuil pas daarna is vrijgekomen. Dit wordt "rinsen" genoemd, het oorsponkelijke Bubblebead-ontwerp van Sam Malone kent deze extra handeling niet omdat het aanzuigen van lucht na afschakelen van de pomp vanzelf zorg draagt voor het rinsen en verwijderen van vuil (de "backwash") middels de luchtbellen die zich een weg banen door de flessenhals heen.

Bead filter als biologische filtering op een vijver<br />Statisch bed als mechanische filtering op een vijver<br />Superbead beadfilter

De specifieke eigenschappen van beadfilters hebben gezorgd voor een grote schare aanhangers van deze manier van filteren. De filters zijn compact, eenvoudig te onderhouden, en bieden nog een extra mechanische filtratie die zeer goed werkt tegen zweefvuil. Nadelen van deze filter zijn meer gelegen in het combineren van mechanisch en biologisch filteren (er wordt wel eens gesteld dat een goed biologisch filter geen vuil moet vasthouden, hier voldoet een beadfilter niet aan) en de eigenschap dat het systeem werkt op basis van druk die geleverd moet kunnen worden door een pomp. Een beadfilter heeft een tegendruk die vergelijkbaar is met een opvoerhoogte van 2 a 3 meter. Houdt u hier dus rekening mee wanneer u een passende pomp zoekt bij een dergelijk systeem.

Delen van tekst en afbeeldingen zijn copyright van Ronald F. Malone

Meerkamerfilter

Meerkamerfilter



Een meerkamer-filter kan gezien worden als de bakermat voor vele koi-hobbyisten op het gebied van filtering. Nog immer worden vele meerkamer-filters aangeboden hoewel er tegenwoordig meer alternatieven zijn. Een meerkamerfilter is verdeeld in compartimenten waarin het filtermateriaal is gelegd. Het water beweegt als een slang door het filter heen zodat alle materiaal in aanmerking komt met het aanbod van voedingsstoffen. Een meerkamerfilter moet altijd worden belucht, naast de zuurstofverrijking verbetert dit door de opstijgende waterkolom ook de doorstroming van het filter als men de beluchting goed plaatst. De filters zijn per kamer voorzien van afvoeren om vuil dat zich ophoopt op de bodem eenvoudig naar het riool te transporteren.

Meerkamerfilter ten behoeve van mechanische en biologische filtering middels vortex en kamers

Meerkamerfilters worden vaak verkocht met een geïntegreerde vortex. Men moet zich realiseren dat de juiste werking van een vortex afhankelijk is van de diameter en het debiet van het water dat er doorheen gaat. In bijna alle gevallen moet men concluderen dat de ingebouwde vortexen hiervoor simpelweg te klein zijn, beter is om een separaat voorfilter te plaatsen of de ruimte te gebruiken voor het integreren van een statisch bed als voorfilter. Het voorbeeld hierboven is een integratie van mechanische en biologische filtering waarbij de vortex en de eerste kamer (met borstels) de mechanische filtering verzorgen.

Als filtermateriaal kan van alles gebruik worden, maar het bekendste zijn de Japanse matten, de bioballen en allerlei poreuze gesteenten.

Plantenfilter

Plantenfilter



Een plantenfilter is een welkome aanvulling op uw vijver. Omdat koi in principe met grote hoeveelheden op relatief weinig water worden gehouden, is iedere vorm van natuurlijke filtering een welkome aanvulling. Het grootste plantenfilter is uw vijver zelf: onderzoek heeft uitgewezen dat zweef- en draadalgen in staat zijn om ammonia(k) te absorberen waardoor deze reeds in het begin van de stikstof-kringloop de stoffen ontnemen! Voor de koi-houder zijn algen een smet in het oog, de vissen zijn er vaak niet goed door zichtbaar en weelderige groei van )draag-) algen leveren praktische problemen op voor filtersystemen.

Vaak wordt dan een toevlucht genomen om buiten de vijver een plantenfilter aan te leggen. Het is belangrijk dat men zich realiseert dat de hoeveelheid afvalstoffen (uitstoot van ammonia) die een koi produceert dermate hoog zijn dat een primair plantenfilter de omtrek van uw vijver meerdere malen overschrijdt. Het komt dan ook zelden voor dat een plantenfilter gebruikt wordt als primaire filtering, het is meer een welkome aanvulling. Daarnaast het optisch ook leuk omdat een beetje groen bij of rondom uw vijver natuurlijk ook van toegevoegde waarde is.

Plantenfilter als biologische filter

Voor de beplanting van het plantenfilter houdt men rekening met:

  • de bouwplaats. De planten moeten voldoende zonlicht hebben voor een goede groei
  • de beplanting. De groei en bloei van planten gebeurt niet altijd op hetzelfde tijdstip, u zult dan ook rekening moeten houden met een goede spreiding van deze factoren over het seizoen zodat het filter gedurende de gehele groei-periode van toegevoegde waarde is (!)
  • de manier van beplanten. Als uw doelstelling is om zoveel mogelijk afvalstoffen uit het water te filteren dan moeten de planten zodanig zijn gepoot dat deze met de wortels in het water hangen, zonder dat er andere voedingsstoffen zoals potgrond (!) aanwezig is
  • het oogsten. Om de groei van de planten te blijven stimuleren (immers, groei impliceert direct het onttrekken van voedingsstoffen aan het water) is zeer regelmatig snoeien noodzakelijk.

Er zijn hobbyisten die hun vijver feitelijk hebben ingericht als een groot plantenfilter waar men dan enkele koi in houdt. Dit is natuurlijk een mogelijkheid, het simuleert een natuurlijke omgeving voor een karper. Echter, u moet u wel realiseren dat het overgrote deel van de koi die wij als kleur-karpers kennen ver van de natuur afstaan en zelfs nog nooit iets anders hebben gezien als een betonnen bak als hun habitat. Dit geldt met name voor tossai (een-jarige koi) die niet in aanmerking zijn gekomen om een jaar door te groeien in Japan in de fameuze moddervijvers. Het is een andere manier van vijveren, die vaak felle discussie oplevert op internet-fora!

Goede groeiers voor een plantenfilter zijn gele lis, waternavel en hoornblad.