17-06-10

Biologische Filtratie
wat houd dit nu precies in

Dit artikel werd geschreven door Bert Engbers

Doel.

Het doel van biologische zuivering is om het water, waarin onze prachtige vissen en planten leven, op een bepaalde kwaliteit te houden waarbij zij zich prettig voelen. Dus met andere woorden: om te streven naar een biologisch evenwicht in ons aquarium. De noodzaak van een goed biologisch filter is in mijn ogen dan ook essentieel. Het zorgt ervoor dat de ontstane en uitgescheiden organische afvalstoffen, door plant en dier, op een verantwoorde manier worden afgebroken en omgezet in onschuldige anorganische producten.

De werkzame organismen in een bioloog (biologisch filter) zijn natuurlijk bacteriën. Voor hen zijn de organische afvalstoffen in het water het “voedsel” waarvan zij leven. Daarom wordt biologische zuivering ook wel bacteriologische zuivering genoemd.

We kennen twee verschillende soorten milieus waarbinnen bacteriën zorg dragen voor de afbraak van organische afvalstoffen, nl: aërobe en anaërobe milieus.

Anaërobe bacteriën kunnen zonder gebruikmaking van zuurstof organische afvalstoffen afbreken. Dit zijn bacteriën die we hoofdzakelijk in de verschillende bodemsoorten van aquaria vinden.

Aërobe bacteriën zijn bacteriën die met behulp van opgelost zuurstof in water de organische afvalstoffen afbreken. Dit zijn de werkzame bacteriën in een bioloog zoals wij hem kennen. Dit proces wordt ook wel aërobe mineralisatie of aërobe zuivering genoemd.

Enkele vitale factoren voor de werkzaamheid van aërobe bacteriën zijn:

* Temperatuur (tussen 10 - 45°C, optimaal is tussen 20 – 40°C).
* Zuurgraad oftewel pH (tussen 4,0 - 9,5, optimaal is tussen 6,5 – 7,5).
* Zuurstof, opgelost in water.
* Bouwstoffen voor opbouw van de bacteriën, zoals fosfaten, koolstof-, zwavel- en stikstofverbindingen, calcium, natrium alsook bepaalde sporenelementen zoals kalium, ijzer, mangaan, koper, etc.
* Afwezigheid van toxische stoffen.

De voortplantingssnelheid van bacteriën is zeer hoog. De verdubbelingtijd varieert afhankelijk van de soort bacterie van 20 minuten tot 30 uur.

Aërobe zuivering.

Dit proces kunnen we onderverdelen in twee verschillende deelprocessen, nl: oxidatie en nitrificatie.

Bij oxidatie wordt met behulp van oxiderende bacteriën (Pseudomonas, Achromobacter, Arthrobacter, etc.) en zuurstof de organische afvalstoffen afgebroken en omgezet in eenvoudige anorganische eindproducten, nl: kooldioxide (CO2), water (H2O) en ammonium (NH4+).

In een nieuw biologisch filter ontstaat een cultuur van oxiderende bacteriën binnen een relatief korte tijd, getuige ook het feit dat er al snel ammonium in het water gemeten kan worden.
Bij de nitrificatie wordt met behulp van nitrificerende bacteriën (Nitrosomonas en Nitrobacter) en zuurstof het ontstane ammonium omgezet in nitriet (NO2-) en later in nitraat (NO3-).

De nitrificatiereactie is als volgt:

2 NH4+ + 3 O2 à 2 NO2- + 2 H2O + 4 H+. ( nitrietvorming door Nitrosomonas)

2 NO2- + O2 à 2 NO3 - ( nitraatvorming door Nitrobacter)

2 NH4+ + 4 O2 à 2 NO3- + 2 H2O + 4 H+.

De totstandkoming van de cultuur met nitrificerende bacteriën in een bioloog heeft in de regel een relatief langere duur nodig dan de oxiderende bacteriecultuur, maar is tevens ook sterk afhankelijk van de temperatuur. Bij temperaturen die in onze aquaristiek gebruikt worden zal de delingssnelheid van nitrificerende bacteriën toch hoger zijn dan onder normale, lagere temperaturen.

Essentieel voor een goede aërobe zuivering is dus een in voldoende mate aanwezig zijn van zuurstof in het water, aangezien dit verbruikt wordt bij de verschillende processen. Daarom is de aanwezigheid van planten in het aquarium of een goede zuurstofopname door het water van wezenlijk belang. Onze vissen willen natuurlijk ook nog wat zuurstof tot zich kunnen nemen.

Conclusie:

De aanwezigheid van nitraten en de afwezigheid van ammonium of nitriet in de uitloop van de bioloog wijst op een totale biologische zuivering, dus dat alle organische afvalstoffen worden omgezet. We spreken dan ook van een “volledig of volwassen” biologisch filter.


Tips mbt het inrichten van een biologisch filter:

Gebruik als filtermateriaal een vulmateriaal dat zorgt voor een zeer grote oppervlaktevergroting. Dit om het feit dat op dit filtermateriaal zich de zogenaamde biologische huid vormt, die bestaat uit humusachtige stoffen, waarin zich de bacteriën bevinden. Hoe groter het oppervlak, hoe meer bacteriën aanwezig kunnen zijn en hoe beter/sneller de zuivering kan plaatsvinden.

Het filtermateriaal moet:

* Chemisch en mechanisch stabiel zijn, dwz niet vergruizen.
* Biologisch inert zijn voor aantasting door bacteriën, organische afvalstoffen en eindproducten.
* Aanhechtingsmogelijkheden bieden voor de biologische huid.
* De vloeistofstroom gelijkmatig verdelen.
* Het mag niet te klein van structuur zijn ivm verstoppingen.

Een manier om verstoppingen tegen te gaan is om het filter van boven naar beneden op te vullen met steeds groter wordend materiaal, dus het grovere materiaal aan de onderkant verwerken.

Ook is het belangrijk om bij een biologisch filter gebruik te maken van een zogenaamde voorfilter om de grove verontreinigingen in het water voortijdig af te vangen.

De stroomsnelheid van het water door het biologisch filter mag niet te groot maar ook niet te klein. Als regel geldt dat de totale aquariuminhoud gemiddeld binnen 1 uur door het filter moet zijn gegaan.

Zorg ervoor dat het water dat teruggepompt wordt naar het aquarium zoveel mogelijk zuurstof kan opnemen dmv een borrelsteen of een sproeipijp boven het wateroppervlak in het aquarium.


Bert Engbers.