gravity | Filtratie | Van borstels tot trommelfilter

Filtratie

vormen van waterzuivering

Trommelfilter

Trommelfilter



Een trommelfilter is een mechanisch filter dat voortgekomen is uit de professionele waterzuivering. Door middel van een roterende trommel ("drum") wordt vuil afgevangen uit vloeistoffen en vervolgens middels een zelfregelend schoonmaaksysteem verwijderd uit het filter. Een trommelfilter is een vorm van mechanische filtering en biedt geen enkele vorm van biologische filtering.

3D Model doorsnede ProfiDrum Trommelfilter
Een trommelfilter is bij voorkeur gebouwd met materialen dat in staat is om de krachten die kunnen ontstaan op de trommel te weerstaan. Hiervoor is RVS (RoestVast Staal) het voorkeursmateriaal, omdat dit materiaal torderende krachten kan weerstaan zonder vervorming. Andere materialen zoals PolyPropyleen (PP) zijn concessies aan de duurzaamheid van uw investering.

Principe van de trommelfilter


Het principe van de trommelfilter is gebaseerd op een met een fijnmazig doek bespannen trommel waar inkomend water doorheen gevoerd wordt. De binnenkant van de trommel is dermate goed afgesloten dat het water alleen via het fijnmazige doek uit de trommel kan ontsnappen. Aangezien water zwevende belasting bevat wordt dit als het ware op het doek afgevangen. Doordat er meer en meer vuil door het uitstromende water wordt vastgehouden op het doek zal er minder water doorheen gevoerd worden. Aangezien de pompcapaciteit achter de trommelfilter gelijk blijft (voor het gemak wordt even uitgegaan van een pompopstelling) zal het water aan de buitenkant van de trommel steeds lager zakken. Wanneer het op het ingestelde gewenste niveau is bereikt wordt middels een automatische vlotter een signaal afgegeven naar een controle-unit die de spoeling in gang zet.

Wanneer de trommelfilter gespoeld moet worden zal de trommel door een (veelal externe) motor in beweging gebracht worden zodat schoon doek beschikbaar komt. Het vuile doek wordt bovenaan langs een was-unit gehaald (een spraybar) en het vuil wordt hierdoor losgespoten en opgevangen in een vuilbak. Deze vuilbak transporteert vervolgens het spoelwater en losgekomen vuil buiten het filter waarna deze naar het riool getransporteerd kan worden. Het resultaat is een zeer efficiënte en effectiever mechanische reiniging van het filter en verwijdering van vaste stoffen uit het water.

Werking van een trommelfilter


Een trommelfilter kan zowel toegepast worden in een gravity-opstelling als in een pompgevoede opstelling. Het verschil tussen beide vormen voor wat betreft de trommelfilter is dat de detectie van het waterniveau (wat de spoelcyclus initieert) anders is.

Pompgevoed systeem

Bij een pompgevoed systeem, waarbij de pomp zich voor de trommel bevindt en het filter boven waterniveau is geplaatst, wordt het water middels een pomp binnen de trommel gebracht (in donkerblauw aangegeven). Wanneer het doek verzadigt met vuil zal het waterniveau in de trommel door de constante toevoer door de pomp langzaam gaan stijgen. Hierdoor wordt een steeds groter oppervlakte van het doek vuil, en wordt bij een ingesteld waterniveau IN de trommel de spoelcyclus geinitieerd. In onderstaande afbeeldingen wordt dit weergegeven, waarbij in de tweede afbeelding te zien is dat het waterniveau de (in rood weergegeven) sensor heeft bereikt waardoor de spoelcyclus wordt gestart:

Pompgevoed systeem in ruststand Pompgevoed systeem in spoelstand

Wanneer de spoeling is afgerond en het vuil via de vuilbak is afgevoerd naar het riool staat het filter weer in de uitgangssituatie als in afbeelding 1. Door de constante aanvoer van vuil zal het gebruikte doek weer langzaam verstoppen en het waterniveau in de trommel weer stijgen totdat de sensor het waterniveau weer bereikt. Dan wordt opnieuw de spoelcyclus gestart en begint het geheel weer van voren af aan.

Gravity-gevoed systeem

Wanneer een trommelfilter via gravity wordt gevoed met water, en het water dus ACHTER het filter wordt verplaatst middels pomp of airlift, dan is de werking hetzelfde maar vindt de detectie van het waterniveau niet IN de trommel plaats maar juist daarbuiten (in lichtblauw aangegeven). Immers, het water komt via de communicerende vaten vanzelf in de trommel en heeft per definitie altijd hetzelfde waterniveau als de vijver (in de praktijk is dit iets lager omdat het water constant in beweging is, en door de versmalling in de trommel het water versnelt en zo wat daalt. Het is hetzelfde effect als u weleens ziet bij een brugpijler in een snelstromende rivier). Door het vervuilen van het doek zal het waterniveau na de trommel wat dalen, totdat een sensor detecteert dat het waterniveau lager dan de ingestelde norm is. in onderstaande afbeeldingen is dit weergegeven:

Gravity-opstelling in ruststand Gravity-opstelling in spoelstand

U ziet dat bij een gravity-opstelling het waterniveau dus buiten de trommel wordt bemeten (het lichtblauwe gedeelte) en niet in de trommel zelf (het donkerblauwe gedeelte). Als extra opmerking nog even dat een airlift-gestuurde watwerverplaatsing gecombineerd met een trommel alleen mogelijk is bij een gravity-gevoed systeem, en dat de niveauverschillen klein gehouden moeten worden, omdat er anders een opvoerhoogte gaat ontstaan voor de airlift (die steeds groter wordt naarmate het doek meer vervuilt en de spoeling nog niet is geïnitieerd) en het debiet daarvan dramatisch gaat afnemen. Het is daarbij zaak om een zo groot mogelijk oppervlakte van het doek te kunnen benutten, wat simpel te realiseren is door een grotere trommelfilter met een grotere oppervlakte te gebruiken. Wanneer de trommel zelf in diameter toeneemt kan gewerkt worden met kleinere verschillen omdat er per saldo meer oppervlakte van doek beschikbaar ten opzichte van het waterniveau.

Voordelen van een trommelfilter


Een trommelfilter is een investering qua aanschaf, maar biedt enorme voordelen ten opzichte van andere voorfiltering:

  • doordat het een in principe weerstand-loos systeem is kunnen enorme waterhoeveelheden getransporteerd worden, vaak is het aantal aanvoerlijnen de beperkende factor en niet de doorvoersnelheid binnen het trommelfilter zelf
  • de mate van mechanische filtering is beïnvloedbaar door de maaswijdte van het gebruikte doek. Dit doek, leverbaar in nylon en RVS-geweven, wordt meestal toegepast binnen de zone 40-70 micron
  • doordat het waterniveau en daarmee de frequentie van spoelen instelbaar is wordt vuil uitermate snel en efficiënt uit het vijversysteem verwijderd
  • de constructie van een trommelfilter staat standaard toe dat het gravity of pompgevoed kan worden geplaatst, waarbij gravity-geplaatste systemen ook via een airlift aangestuurd kunnen worden


Leveranciers


Trommelfilters worden door veel leveranciers aangeboden, maar het is niet eenvoudig het kaf van het koren te scheiden.

De prijs/kwaliteit-verhouding is uiteindelijk vaak het onderscheidende criterium, en vanuit deze optiek raden wij u trommelfilters van ProfiDrum aan. ProfiDrum biedt trommelfilters aan op basis van RVS (Stainless Steel), of in PolyPropyleen met een RVS binnenwerk. Daarmee zijn deze oplossingen de meest duurzame filtratie-systemen op de markt!

Sommige aanbieders bieden modellen aan die op tijd worden gespoeld in plaats van op vervuiling. Past u hierbij op, daar een onjuiste instelling kan leiden tot het volledig stilvallen van uw filtersysteem. Het aanbod van vervuiling afhankelijk is van vele factoren en niet alleen van de factor "tijd" maar voornamelijk van het aanbod van voeding en daarmee het seizoen van gebruik!

ProfiDrum 65-40 ProfiDrum Stainless 55-40

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:

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.

Statisch bed

Statisch bed


Een beetje door de opkomst van andere filtermedia als Kaldnes en Bioflow (kleine ronde ringetjes met spaken waarbinnen de biologische werking plaatsvind in de ontstane biofilm) is een experiment met dit media uitgegroeid tot dit type voorfilter. Doordat het water door dit media wordt geleid wordt het samengeperst en wordt vuil geen kans gegeven door te dringen. Voor het verwijderen van vuil wordt gebruik gemaakt van luchtschotels of lucht-slangen waardoor van onderaf het vuil wordt losgeklopt en verwijderd via de afvoer. Dit type voorfilter is eenvoudig zelf te maken, en wordt gemakshalve ook "Makkie" genoemd. Dit is een directe verbastering van de "Eazy", het oorspronkelijke design dat te vinden is in bewegend bed-filters op basis van Kaldnes van de firma Evolution Aqua.

Statisch bed

Primaire werking van een statisch bed


De werking van een statisch bed heeft een analogie met de werking van een beadfilter, met dat verschil dat een statisch bed niet primair bedoeld is voor biologische werking, naar primair mechanische reiniging. Bij een statisch bed wordt het water aan de onderkant aangevoerd, en zoekt het een weg door het medium heen waarna het haar weg vervolgd naar een volgende filtratie. Doordat het filtermedium (vaak Kaldnes of KNS) drijvend is en word samengedrukt in de waterkolom wordt zweefvuil afgevangen. Het blijft als het ware vastzitten tussen het medium, wat dan ook betekent dat een statisch bed regelmatig gereinigd moet worden. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van lucht, door via de onderkant in het centrum (!) lucht in te brengen dat zich een weg baant tussen het medium door wordt dit naar de buitenkant gedrongen en naar beneden gedrukt. Het vuil wordt zo losgeslagen waarna het eenvoudig naar het riool getransporteerd kan worden door de betreffende kamer waarin het bewegend bed zich bevindt leeg te laten lopen.

Zeefbocht

Zeefbocht



Op dit moment van schrijven is de zeefbocht het meest gebruikte voorfilter. Verschillende fabrikanten bieden, om patenten en dergelijke te omzeilen, verschillende modellen maar allen zijn gebaseerd op hetzelfde principe.

De Sieve is een voorfilter dat werkt volgens het principe van een zeefbocht. Door het water als het ware over de zeef te laten glijden blijft het grovere vuil op de zeef liggen, terwijl het water zelf door de smalle spleetjes van de zeefbocht valt. Het vuil, dat zich ophoopt op de zeefbocht, kan eenvoudig weggespoeld worden. De hoeveelheid water die over de zeef heen geleid wordt is automatisch regelbaar met behulp van een geïntegreerde vlotter (voor een opstelling in gravity). De vlotter regelt de instroom van de zeef, meestal vanuit de drain of skimmer. De Sieve is leverbaar met verschillende maten (in micron). Voor (heel) fijn zweefvuil is een Sieve niet geschikt, daarvoor is de maaswijdte te groot.

Primaire werking van een zeefbocht/Sieve



Het volgende plaatje is een schematische weergave van de werking:

Schematische werking van een zeefbocht met vlotter
Zeefbocht als mechanische filtering op een vijver<br /><br /><br /><br />De Ultrasieve is een voorfilter dat werkt volgens het principe van een zeefbocht. Door het water als het ware over de zeef te laten glijden blijft het grovere vuil op de zeef liggen, terwijl het water zelf door de smalle spleetjes van de zeefbocht valt. Het vuil, dat zich ophoopt op de zeefbocht, kan eenvoudig weggespoeld worden. De hoeveelheid water die over de zeef heen geleid wordt is automatisch regelbaar met behulp van een geintegreerde vlotter. De vlotter regelt de instroom van de zeef, meestal vanuit de drain of skimmer.<br /><br />Het volgende plaatje is een schematische weergave van de werking:<br /><br /><br />it de zeef de filter-installaties

Het water wordt middels het "gravity-principe" over de zeef heen gestuurd, waarbij een vlotter zorgt voor de juiste dosering. Het water valt vervolgens door de zeef heen, en de sedimenten blijven achter op de zeef. Onderin verzamelt het water zich waar een pomp het water verder transporteert naar een biologische filter-installatie. Doordat er dus van onderaf water wordt weggepompt zal de vlotter gaan dalen, waarmee ook direct de toevoer van water wordt vergoot. Hierdoor ontstaat na een kote periode een evenwichtssituatie en werkt de zeefbocht optimaal. Door de vlotterwerking kunnen kleine niveau-verschillen in het oppervlaktewater van uw vijver worden gecorrigeerd, maar grote waterwissels kunnen ervoor zorgen dat de aanvoer niet meer over de niveauregelaar heen kan waardoor uw pompen droog gaan lopen.

Er zijn ook zeefbochten die pompgevoerd opgesteld kunnen worden. Wel dient u er dan rekening mee te houden dat de zeefbocht zeer regelmatig wordt schoongemaakt omdat deze voor beide opstellingen naar verloop van tijd kan dichtslibben. In de pompgevoede situatie betekent dit natte voeten omdat de pomp water blijft aanvoeren. Regelmatig schoonmaken (dagelijks het vuil van de zee raf en wekelijks even de zeef schoonmaken met alcohol of aceton zodat ook de vetten verwijderd worden) is dan ook noodzakelijk en behoort bij het onderhoud van dit type voorfilter.

Borstels

Borstels



Borstels worden nog zelden gebruikt in nieuwe filtersystemen. De borstels bestaan uit fijnharige draden die in elkaar ingrijpen om vuil af te vangen. Daar deze snel vuil worden en vuil verwijderd moet worden is het schoonmaken zeer vervelend. Doordat de borstels in elkaar grijpen spatten deze tijdens het schoonmaken hun opgevangen vuil in uw net gestreken blouse.

Borstels als mechanische filtering op een vijver

Vortex

Vortex



Een vortex is een grote ronde unit waar het water via de zijkant langs de wand wordt ingebracht. Door de draaiing van het water wordt gebruik gemaakt van "centrifugaal-krachten" die ervoor zorgen dat zwaardere vaste delen zich verzamelen aan de onderkant van de unit en naar het midden toe worden gedreven. Vortexen hebben aan de basis gestaan van mechanische filtering, maar door onderzoek en vooruitgang van andere methoden en technieken wel een beproefd concept maar een beetje ingehaald door de tijd. Er zijn nog vele hobbyisten die vortexen met alle plezier gebruiken, de keuze voor een voorfilter is ook een kwestie van persoonlijke voorkeur, ruimte en gemak.


Vortex als mechanische filtering op een vijver

Primaire werking van een vortex



Door het water aan de buitenkant van de vortex binnen te brengen ontstaat een ronddraaiende werveling. Door deze werveling zal vuil en afval zich naar beneden bewegen en uiteindelijk op de bodem en in het midden van de gecreëerde vortex eindigen. Precies in het midden zit dan ook de vuilafvoer om de afgevangen sedimenten uit het systeem en naar het riool te transporteren.

Principe van een cortex