Sandfilter haben in der Aquaristik nur eine geringe Bedeutung erlangt, weil ihr Betrieb aufwendig ist und die Abmessungen relativ groß sein müssen. So sollte sein Querschnitt dergestalt bemessen sein, daß die Fließgeschwindigkeit nicht höher als 2 cm pro Minute wird. Die Sandschicht sollte eine Höhe von mindestens einem Meter besitzen, damit der mechanische Filtereffekt optimal wird und trotz Druckbetrieb garantiert eine anaerobe Zone entsteht. Das folgende Beispiel zeigt einen nachbausicheren Sandfilter, der die Funktion hat, das von der Osmose zurückfließende Spülwasser nochmals nachzufiltern, um eine höchstmögliche Redundanz (Störunanfälligkeit) in der Wasserqualität zu erzeugen. Er könnte aber genausogut auch im Nebenstrom zu einem normalen Filter angeschlossenwerden. Bei entsprechender Dimensionierung ist der Betrieb sogar im Hauptstrom mit bestem Erfolg möglich.

Der Sandfilter hat in meinem speziellen Fall die Aufgabe, das bereits vorgefilterte Schmutzwasser weitestgehend zu entkeimen und alle Rückstände im Sandsubstrat zu binden. Sandfilter sind in der Aquaristik wenig verbreitet. Es gibt sie in verschiedenen Bauformen. In der abgebildeten langgestreckten Form ohne mechanische Verwirbelung der Sandmasse müssen sie unter Druck betrieben und in regelmäßigen Abständen auf der Einlaßseite gespült werden. Der Wasserdruck kommt für den geringen Durchsatz von kleiner als 2 cm pro Minute in ausreichender Höhe über den Druck am Ausgang einer Osmosemembrane. Ansonsten muß eine kleine Pumpe verwendet werden, die einen Druck von rund einem Bar erzeugen kann. Die Spülung erfolgt von oben nach unten, indem das Wasser über die Druckleitung von einer externen Pumpe angesaugt wird, bis der Sandfilterbehälter leer gepumpt ist.. Die Steuerung des Filter- und Spülbetriebs übernehmen zwei Magnetventilpaare, die an einem Relais mit einem Umschalter betrieben werden.
Die zu verwendenden Materialien beschränken sich auf handelsübliche PVC Rohre und Fittings und auf den GFK-Druck-Behälter, wie er für die Brauchwasseraufbereiting lieferbar ist. De obere Abschlußkappe in Form einer Halbkugel muß aber abgetrennt werden, damit die Lochplatte eingesetzt werden kann. Zwischen Sandfüllung und Lochplatte wird zur Abdichtung eine feine, 10 cm dicke, runde Filtermatte mit einem Durchmesser von hier 42 cm gelegt, die durch den Sand komprimiert wird. Die Zentralbohrung in Mattenmitte muß so eng sein, daß das Rohr stramm hindurchpaßt.

Allgemeine Eigenschaften:

Technische Daten der konkreten Ausführung:

Das Foto unten zeigt den Sandfilter im Rohbau. Die Rohrstutzen bestehen aus 32er PVC-Fittings mit Rohrkupplungen. Der untere Stutzen ist für die Wasserzufuhr vorgesehen. Die kreisrunde Lochplatte ist im frisch ausgesägten Zustand sichtbar und hat noch keine Bohrungen. Die 25 mm Durchführung aus PVC, die in die Zentralbohrung der Lochplatte eingesetzt wird, steht rechts unten mit einem kurzen zur Probe aufgesteckten PVC-Rohr.

Abbildung unten: Schaltung des Sandfilters 1. bei Standardfilterbetrieb und 2. bei Rückspülung:

Die Fließrichtung des Wassers und die Beschaltung der vier Magnetventile (Waschmaschinenventile) wird für den Standardfilterbetrieb (grün) und für den Spülbetrieb (rot) in zwei getrennten Funktionsschemata dargestellt. Es wird zur Umschaltung vom Standard-Filterbetrieb zum Rückspülbetrieb und umgekehrt nur die Steuerspannung an den entsprechenden Magnetventilen angelegt. Liegt die Spannung an, ist das jeweiligeVentilpaar geöffnet. Die gestrichelten Linien bezeichnen die spannungsführenden Kabel. Es ist in der jeweiligen Betriebsart zur Verdeutlichung nur der jeweils aktive elektrische Zweig dargestellt. Die Rückspülung muß periodisch erfolgen. Vorzugsweise geschieht dies mit einer Zeitschaltuhr bzw. mit dem Controller. Die Dauer der Rückspülung darf nur so lang sein, bis der Filterbehälter leer ist. Die Zeitperiode der Rückspülung richtet sich allein nach dem Verschmutzungsgrad des Wassers. Ich selbst lasse pro Tag eine Rückspülung zu, um zu verhindern, daß sich Mineralien an dem Filtersubstrat absetzen. Anstelle der in der Zeichnung eingetragenen Bohrungen im Fuß des Schmutzwasserrohrs ist mit noch besserem Erfolg eine alternative Konstruktion möglich, die darin besteht, kreuzweise gegenüberliegend direkt am Rand des Schmutzwasserrohres, welcher auf dem Filter-Gehäuseboden aufsteht, vier U-förmige Langlöcher d = 8 mm, l = 10 bis 15 mm mit einer Rundfeile herzustellen. Dadurch wird das Wasser beim Rückspülvorgang unmittelbar über dem Gehäuseboden abgesaugt, so daß alle Schmutzpartikel entfernt werden können.

Einfahren des Sandfilters

Sandfilter arbeiten gleichzeitig biologisch und mechanisch. Es ist daher eine Einfahrzeit notwendig, bis er richtig funktioniert. Die einzelnen Vorgänge sind äußerst kompliziert in ihrer Wechselwirkung und so ohne weiteres mit aquaristischen Mitteln nicht meßbar. Die Meßkurven in den Diagrammen unten zeigen die Funktion des Filters nach vorheriger 14-tägiger Einfahrzeit im Leerlauf-Umwälzbetrieb ab dem 15. Tag, unmittelbar nachdem die Filterfunktion für das Spülwasser aufgenommen wurde.

Die Entwicklung des Leitwerts am Filtereingang und Filterausgang:

Die Entwicklung des pH-Werts am Filtereingang und Filterausgang:

Es ist in beiden Fällen erkennbar, daß die Meßwerte am Filtereingang i. M. höher liegen als am Filterausgang. Die Erstbefüllung des Spülwassers bestand aus Leitungswasser mit einem Leitwert von 470 µS und einem pH von 7,5. Die Schwankungen der Werte haben ihre Ursache in der Regelung der Wasserwerte im Aquarium. Dort hat der pH einen Wert von rund 5,9 +- 0,15 pH und einen Leitwert von 25 µS +- 5 µS. Es wird zur Aufrechterhaltung des Ionenspektrums geregelt Leitungswasser mit einen Leitwert von 470 µS und einem pH von 7,5 dem Aquarienwasser injiziert. Außerdem trägt die Ausfilterung von Stoffwechselprodukten durch den Osmosefilter zu den Unstetigkeiten bei. Vor allem an der Leitwertkurve ist erkennbar, wie der Schadstoffanteil im Aquarium ohne Osmosefilter anwachsen würde.