Allgemein

Filter, die nicht tatsächlich in der Lage sind, Schadstoffe aus dem Aquarienwasser zu entfernen, unterliegen in ihrer Reinigungswirkung eher dem esoterischen Aberglauben des Aquarianers. Ohne zusätzliche Maßnahmen und/oder Einsatz von Energie  wird nach kurzer Zeit jedes Aquarium zur Kloake.  In einem geschlossenen System geht ja keine Energie verloren. Je mehr organische und nichtorganische Stoffe dem Wasser zugeführt werden, desto höher wird im Endeffekt der Anteil der gelösten Salze und der Schadstoffe. Erst dann, wenn der geschlossene Kreislauf geöffnet wird und diese Zutaten permanent entfernt oder verbraucht werden, besteht die Chance, daß sich ein relativ stabiler Biotop einstellt. Verbraucher können z.B. Pflanzen sein, doch suchen sie sich wie die Sperrmüll-Fledderer nur das Beste für sich heraus. Der Restmüll vermehrt sich trotzdem.

Die Mikroben sind die wichtigsten Bewohner des Aquariums!

Selbst die funktionierenden biologischen Filter besitzen demnach eigentlich keine voll wirksamen, beseitigenden Filtereigenschaften, weil sie physikalisch nichts aus dem Wasserkreislauf entfernen, sondern nur mit Hilfe des gepflegten Bakerienrasens die nicht gelösten organischen Stoffe in Nitrite, Nitrate, Phospate und Mineralien umwandeln. Nitrat ist ein Stoffwechselendprodukt der Bakterien, welches zwangsläufig im Wasser verbleibt, wenn kein Verbraucher vorhanden oder kein Wasserwechsel durchgeführt und/oder kein spezielles Nitratfilter zusätzlich verwendet wird.  Nur  Verbraucher wie z.B. Pflanzen sind in der Lage, Nährstoffe in gewissem Maße und selektiv dem Wasser zu entziehen, wenn sie in genügend großer Anzahl vorhanden sind. In den meisten Aquariien fristen sie jedoch nur ein kümmerliches Dasein, wenn zu wenig Licht vorhanden ist und der Anteil von Phospaten und Nitraten wegen der üblichen Überbesetzung mit Fischen zu groß wird; denn beide Stoffe sind im Übermaß ideale Wachstumshemmer.

Solange nun die Stoffwechselendprodukte, die von den Bakterien im biologischen Filter erzeugt werden, nicht dem Wasser entzogen werden, reichert sich das Wasser schnell damit an und wird schließlich vergiftet. Beim mechanischen Filter dagegen werden die zersetzbaren organischen Stoffe idealerweise schon vor dem Zersetzungsprozess durch die Bakterien dem Wasserkreislauf entzogen, so daß sich erst garkeine Stoffwechselendprodukte in Massen bilden können, es sei denn von denen, die im Bodengrund leben oder noch in geringer Population im freien Wasser herumschwimmen. Ein häufig gereinigtes mechanisches Filter ist daher dem Biofilter prinzipiell vorzuziehen, wenn man nur den Entzug von Stoffwechselendprodukten betrachtet. Biologische Filter sind immer eine ideale Ergänzung und stellen für den Aquarianer nicht nur die Pflichtübung dar, sondern die Kür, wenn es gelingt, damit den Biotop durch den allmählich entstehenden Filterschlamm zu stabilisieren. Wenn man sich also der Wirkungsgrenzen der Filtertypen bewußt ist, kann jeder wirksame Filtertyp auf seine Weise für's Aquarium nützlich sein.

Mechanische Filter

Mechanische Filter besitzen die Eigenschaft, ähnlich wie ein Sieb, nur Teilchen durchzulassen, die kleiner sind als ihre gröbste Maschenweite. In der Aquaristik werden sie wenig benutzt, weil fast alle Aquarianer meinen, sie bräuchten unbedingt biologische Filter. Die meisten im Handel angebotenen 'biologischen' Filter sind jedoch trotz ihrer Deklaration keine biologischen, sondern mechanische oder garkeine Filter. Denn um biologische Funktionen nutzen zu können, muß ein Filter in besonderer Weise ausgelegt sein. Während biologische Filter wegen ihrer großen Masse an Filterschlamm theoretisch auch ohne Bodengrund auskommen können, unterstützt das mechanische Filter die biologische Filterfunktion des Bodengrundes dadurch, daß es dem freien Wasser die noch nicht gelösten Schwebstoffe entzieht. Darum müssen mechanische Filter bei Verschmutzung regelmäßig und häufig gereinigt werden, um den Schmutz bereits vor dem Inlösunggehen aus dem Wasserkreislauf zu entfernen. Jedes Filter, dessen Fließgeschwindigkeit, bezogen auf den gesamten Querschnitt seiner Wassersäule, größer als 10 cm pro Minute ist, ist als mechanisches Filter zu bezeichnen. Die Schemata weiter unten verdeutlichen u.a. das typische Erscheinungsbild eines mechanischen Filters. In Aquarien bis rund 300 Liter empfiehlt sich die Verwendung einer kleinen Umwälzpumpe, die pro Stunde ein bis eineinhalbmal den Beckeninhalt umwälzt und auf deren Ansaugrohr ein Filterschwamm aufgesteckt wird. Die Reinigung wird dadurch enorm vereinfacht.

Mechanische Aussenfilter

Kennzeichen des mechanischen Topffilters:

1. Durchsatzgeschwindigkeit größer 10 cm / Minute

2. Länge des Weges durch das Filtersubstrat größer 10 cm

3. Filterwirkung wird allein durch die Maschenweite des Substrats (als Filtersieb) erstellt

4. Häufiges Reinigen notwendig

Mechanische Innenfilter

Mechanische Innenfilter sind nur eine ins Aquarium verlagerte Variante des mechanischen Topffilters und haben gegenüber diesem den Vorteil, daß sie direkt an der Ansaugseite einer kleinen Strömungspumpe angeschlossen werden können, in der Regel in Form einer Schaumstoffpatrone, die leicht abnehmbar und wieder aufsteckbar ist. Auf externe Schlauchverbindungen zwischen Filtertopf und Aquarium wird hierbei verzichtet. Für ihren Betrieb ist ein funktionierender Bodengrundaufbau erforderlich, der den biologischen Teil der Filterung übernimmt.

Mechanische UVC-Filter

Dieser Filtertyp ist hier zwar in die Gruppe der mechanischen Filter eingereiht, filtert aber nicht selektiv Stoffe aus dem Wasser, sondern entfernt nur freischwebende Bakterien und Viren aus dem Aquarienwasser.

Zitat des Fraunhofer Instituts: „Für eine effektive Entkeimung benötigt man nicht unbedingt viel Energie. Die UV-Technologie braucht auch bei stark verkeimtem Wasser nur eine Arbeit von 100 Ws pro Liter. Die Achillesferse der UV-Entkeimung sind die auf etwa ein Jahr begrenzte aktive Lebensdauer der UV-Strahler. Im Laufe der Tests hat sich darüber hinaus gezeigt, daß einige der für den deutschen Markt zugelassenen Geräte zum Teil nicht den gültigen Normen und Richtlinien entsprachen, vor allem, was den Schutz des Verbrauchers bei nicht gesicherter Entkeimungswirkung betrifft. Gerade hier wird noch optimiert werden müssen.“

Die ultraviolette Strahlung ist ein Teil des natürlichen Sonnenlichtspektrums und hat in engen Grenzen der Wellenlänge eine keimtötende Wirkung. Die UV-Strahlung wird in Abhängigkeit von seiner Wellenlänge in drei spektrale Abschnitte untergliedert:

UV-B (mittelwellig) 315 nm - 280 nm

UV-A (langwellig) 400 nm - 315 nm,

UV-C (kurzwellig) 280 nm - l00 nm und darunter

Nur der UV-C Anteil der Strahlung kommt in der Praxis für die Abtötung von Keimen infrage, weil er der energiereichste mit der kürzesten Wellenlänge ist.

Die UVC-Strahlung greift die DNA von Bakterien und Viren an und sorgt so dafür, daß die Zellteilung und Vermehrung unterbleibt. Im Aquarium werden daher alle freischwimmenden Bakterien und Viren abgetötet, die mit der Strahlung unmittelbar in berührung kommen, alle anderen, z.B. die im Bodengrund oder im Filtersubstrat lebenden, bleiben davon ausgenommen.

ACHTUNG: Ein Aquarium, das über kein biologisches Filtermedium verfügt, nitrifiziert nur durch die im Wasser frei schwebenden Bakterien. Wird in diesem Fall ein UVC-Gerät verwendet, kann keine nennenswerte Nitrifikation mehr stattfinden, da praktisch alle Bakterien abgetötet werden. Ein UVC-Gerät setzt ein funktionierendes biologisches Filtersystem voraus, das ein Ausschwemmen der Filterbakterien ins freie Aquarienwasser weitestgehend verhindert (Fließgeschwindigkeit durch das Filtersubstrat MAXIMAL 10 CM PRO MINUTE).

Die Technik der UVC-Geräte, wie sie für die Aquaristik Verwendung finden, besteht in der Regel aus einer Quecksilberdampf-Gasentladungslampe, die wegen der physikalischen Eigenschaften des Quecksilbers eine Wellenlänge von 254 nm erzeugt. Diese Wellenlänge gilt für alle Gasentladungslampen dieser Bauweise gleichermaßen. Sie unterscheiden sich lediglich in Form und strahlungsleistung. Wie das sichtbare Licht bewegen sich UV-C Strahlen nur gradlinig fort und nehmen im Quadrat der Entfernung von der Quelle in ihrer Intensität ab. Die Wirkungstiefe in klarem Wasser liegt nur im Millimeterbereich, weil die Wassermoleküle bereits die Energie der Wellen aufnehmen und in Wärme umwandeln. Das Aquarium stellt ein geschlossenes System mit einem Wasserkreislauf dar. Die UVC-Strahlung wirkt nur dort, wo Bakterien und Viren unmittelbaren Kontakt damit bekommen. Bei stark verkeimtem Fäkalienwasser wird eine Leistung von 100 WSek pro Liter benötigt, um eine vollständige Entkeimung zu erzielen. (s.o.) Da im freien Aquariumwasser, im Bodengrund und im Filter schnell und permanent neue Bakterien nachgebildet werden und das Wachstum dort in keiner Weise behindert wird, dient das UVC-Gerät in der Praxis nur dazu, die Keimzahl im freien Wasser zu reduzieren. Bei einem gut eingefahrenen Filter und intaktem Bodengrund besteht keinerlei Gefahr, daß nitrifizierende oder denitrifizierende Bakterien von der Strahlung betroffen werden, weil sie im Filter und im Bodengrund gebunden sind. Die Fischparasiten, die tatsächlich abgetötet werden, müssen natürlich größenmäßig zu der o.g. Wellenlänge von 254 nm passen. Wenn Mit wachsender Größe werden sie immer weniger betroffen, weil die UV-C Strahlung nicht mehr in die Zellstruktur eindringen kann.. Die Wirkung eines permanent betriebenen UVC-Filters liegt also nicht in der Sterilisation des Aquariums, sondern in der Begrenzung der Mikrobenmengen im freien Aquarienwasser. Das UVC-Gerät vergrößert sozusagen virtuell die Wassermenge. Denn in der Natur können sich Bakterien im Gegensatz zu unseren aquaristischen Bedingungen weitläufig verteilen. Ihre Dichte nimmt in großen Wassermassen in dritter Potenz mit der Entfernung vom Entstehungsherd ab.

Dimensionierung des UVC-Filters:

Das Hüllrohr aus Quarzglas um den Brenner herum sollte einen Durchmesser von rund 8 cm haben. In dieser Entfernung vom Zentrum des Strahlers aus tritt noch keine meßbare Minderung der Strahlungsleistung ein. Die Kontaktfläche mit dem Wasser ist damit optimal groß. Wenn zur vollständigen Entkeimung eine Arbeit von 100 WSek pro Liter benötigt wird, dann fleßt innerhalb einer Sekunde ein Liter Wasser in unmittelbarer Entfernung an dem Hüllrohr entlang und wird dabei mit 100 Watt harter UVC-Strahlung beschossen. Ein Liter pro Sekunde bedeutet aber bereits eine Pumpleistung von 3600 Liter pro Stunde. Sollen nur 360 Liter pro Stunde vollständig entkeimt werden, reduziert sich die Wattzahl bereits auf ein 100 W / 10 = 10 W. Bei 50 prozentiger Entkeimung von 360 Liter pro Stunde ergibt sich also eine Wattzahl von 5 Watt UVC-Strahlungsleistung. In der Regel haben die für aquaristische Zwecke angebotenen UV-Strahler eine Leistungsaufnahme von im Mittel 15 Watt und eine Leistungsabgabe von im Mittel 5 Watt. Sie sind daher bei Dauerbetrieb in ihrer Leistung nur für Standardaquarien bis 100 Liter geeignet. Die Wirksamkeit der  Entkeimung richtet sich nach der Größe des Aquariums und nach der tatsächlichen Umwälzmenge der Pumpe pro Sekunde.
Die Gesamtliterzahl geht jedoch nur dann merklich in die Berechnung ein, wenn die Pumpe weniger als einmal pro Stunde das Wasser durch das UVC-Filter befördert; denn dann haben Bakterien, die sich rasend schnell vermehren können, immer noch eine Überlebenschance im freien Aquarienwasser.

Formel für die Berechnung der Umwälzmenge pro Sekunde:

Der Umwälzfaktor richtet sich nach der Größe und Art des Filters und nach der Art der Einrichtung des Aquariums.

Beispiel:
Für eine optimale Filterwirkung sollte die gesamte Wassermenge 1 bis 1,5 mal pro Stunde umgewälzt werden.
Für ein 1200 Liter Becken ergibt sich bei 1,5-facher Umwälzung eine Durchflußmenge der Pumpe von 1200 * 1,5 / 3600 = 0,5 Liter pro Sekunde. Bei 1-facher Umwälzung sind es 1200 * 1 / 3600 = 0,33 Liter pro Sekunde

Näherungsformel für die Berechnung der UVC-Strahlungsleistung:

Der Wirkungsgrad wird als Prozentzahl angegeben. Wirkungsgrad 1 bedeutet daher 100 prozentige Entkeimung.
Die Schichtdicke ist der Abstand zwischen dem Quarzrohr und den Innenfläche des Filtergehäuses im [mm].
Die Wirktiefe der UVC-Strahlung ist in 'klarem' Aquarienwasser auf nur 2 mm beschränkt. Darum wird die halbe Schichtdicke in der Berechnung angesetzt.

Beispiel:
Es soll die UVC-Strahlungsleistung bei einem Entkeimungsgrad von 30% , einer Schichtdicke des Wassers von 4 mm und einem Durchsatz von 0,33 Liter pro Sekunde (s.o.) ermittelt werden. Dabei sind im Folgenden die fettgedruckten Zahlen die Eingabewerte für die obige Formel.

Reine UVC-Leistung[Wl] = 100Ws * 0,33 l/s * 0,3 * 4 * 0,5 = 19,8 WattLiter

Der UVC-Strahler sollte im Beispiel also eine Strahlungsleistung von 20 Watt erhalten.

Dabei ist es wichtig, zu beachten, daß die Leistungsaufnahme des UVC-Geräts typabhängig meist drei- bis viermal so groß ist wie die tatsächliche Strahlungsleistung. Bei den billigen UVC-Lampen ist der Wirkungsgrad nominal gerade mal 2%. Letztere besitzen im Aquarium und auch sonstwo nur esoterische Kräfte, die in etwa dem Mondlicht entsprechen. Allenfalls könnte man damit eine Unterwasserburg oder eine Plastik-Taucherfigur magisch beleuchten.
Bei den wirksamen UVC-Strahlern, wie sie auch für die Trinkwasseraufbereitung verwendet werden, kann ein mittlerer Wirkungsgrad von 0,25 angenommen werden. Dies bedeutet, daß in unserem Beispiel ein UVC-Gerät mit einem Anschlußwert von etwa
20 W / 0,25 = 80 Watt
geboten ist. Die Strahlungsleistung kann in parallelgeschaltete UVC-Filterkörper aufgeteilt werden. Wenn sie von der gleichen Pumpe mit Wasser durchströmt werden, sollte dabei auf eine möglichst symmetrische Leitungsführung geachtet werden, damit die Leitungs-Strömungsverluste und der Wasserdurchsatz  für die beteiligten Filterkörper gleich bleiben.

In der Praxis ist es nicht einfach, ohne mikroskopisches Auszählen die Keimzahl und somit die Wirkung der UVC-Strahlung festzustellen. Der Nachweis gelingt jedoch optisch mit Befüllen eines leeren Aquariums unter Beigabe von etwas Futter. Wenn mit einer kleinen Umwälzpumpe das Wasser in Bewegung gehalten wird und sich nach ein paar Tagen die Bakterientrübung zeigt, kann mittels eines Fotometers oder auch mittels der eigenen Sichtkontrolle der Trübungsgrad vor und nach einer Filterung mit UVC leicht nachgewiesen werden. Ist z.B. die Trübung nach einer Stunde unter den zuvor beschriebenen Bedingungen um die Hälfte vermindert, entspricht dies einem Wirkungsgrad des UVC-Filters von rund 50 Prozent.

Einer Leistungsreserve der UVC-Strahlung steht im Übrigen nichts im Wege, weil ja die Wirkung tatsächlich nur innerhalb des UVC-Filterkörpers geschieht.

Biologische Filter

Nitrifizierende Filter

Topffilter

Alle nitrifizierenden Filter sollten einen möglichst dichten Bakterienrasen vorhalten, dem durch das zu filternde Wasser der nötige Sauerstoff zum Atmen und durch die im Wasser enthaltenen organischen Stoffwechselprodukte das nötige Futter zugeführt wird. Bei Topffiltern ist wegen der hohen Pumpenleistung der Durchsatz meist viel zu groß bemessen. Dadurch entstehen, wie oben im Bild „Filtertypen“ links dargestellt, große Schlupfvolumina (gelb), durch das das Wasser ungefiltert hindurchströmt. Der Wirkungsgrad eines solchen Filters wird dadurch sehr eingeschränkt. Dennoch können auch bei größeren Geschwindigkeiten innerhalb eines geeigneten Substrats, z.B. Filterwatte, Zonen (rot) entstehen, in denen durch mechanische Bremsung der Fließgeschwindigkeit des Wassers nitrifizierende Bakterien leben können. Eine optimale Filterung entsteht dann, wenn an keiner Stelle des Substratvolumens eine Fließgeschwindigkeit von > 10 cm / sek vorherrscht.
Die Berechnung der Fließgeschwindigkeit erfolgt in folgender Weise:

1. Pumpenleistung [P] in [dm^3 / sek] ermitteln, gleichbedeutend mit Liter pro Sekunde.
   Dabei darf nicht die Pumpen-Nennleistung angesetzt werden, sondern die unter realistischen Bedingungen, indem sie an einem mit Substrat gefüllten Filtertopf angeschlossen wird. Mit Hilfe eines Eimers kann dann die Zeit gestoppt werden, innerhalb der 10 Liter gepumpt werden.

2. Querschnitt [Q] des Filtertopfes in [dm^2] ermitteln
   Der Querschnitt in [dm^2] eines runden Filtertopfes berechnet sich aus 3,14 * Radius [dm] ^2, der Querschnitt eines rechteckigen Filtertopfes berechnet sich aus Länge in [dm] * Breite in [dm] des Querschnitts.

3. Strömungsgeschwindigkeit berechnen:

Typische Kennzeichen des biologischen nitrifizierendenTopffilters:

1. Durchsatzgeschwindigkeit kleiner 10 cm / Minute

2. Länge des Weges durch das Filtersubstrat kleiner 10 cm

3. Filterwirkung wird durch den Bakterienrasen des Substrats erstellt.

4. Reinigung nur bei Verstopfung durch anorganisches Material notwendig

Mattenfilter

Der Mattenfilter ist eine besonders wirkungsvolle Art des biologischen Filters. Er wird wie der mechanische Innenfilter innerhalb des Aquarium betrieben und besteht aus einer möglichst großflächigen Matte, durch die das zu filternde Wasser mit einer maximalen Fließgeschwindigkeit von 10 cm pro Minute fließt. Die Funktion der Matte unterscheidet sich dabei nicht von der des Filtersubstrats in einem biologischen Außenfilter. Nur ist bei der Matte die Oberfläche so groß, daß auch größere Wassermengen bequem gefiltert werden können, ohne gleich riesige Außen-Filtertanks einrichten zu müssen. Eine detaillierte Beschreibung hält auch Olaf Deters auf seiner Webseiten vor.

Kennzeichen des biologischen nitrifizierenden Mattenfilters:

1. Alle Eigenschaften, wie unter "Topffilter beschrieben

2. Länge des Weges durch das Filtersubstrat nur bis zu 5 cm, je nach Mattendicke

3. Fließgeschwindigkeit des Wassers durch das Substrat etwa 5 cm pro Minute im Mittel

4. Im Vergleich zum Topffilter riesige Kontaktfläache mit dem Wasser

5. Biotopstabilisierende Wirkung durch die große Menge Filterschlamm

6. Reinigung sollte niemals erfolgen. Verstopfen ist praktisch ausgeschlossen.

Sonderbauform des Mattenfilters mit erhöhtem Wirkungsgrad durch zentral positionierte Pumpe

Man berechnet die Filter-Anström-Kontaktfläche wie bei Olaf (s.o) angegeben und zieht vom Ergebnis etwa 15 bis 20 % ab; denn es handelt sich bei dieser Konstruktion nicht um eine einzige plane Fläche, sondern idealerweise um einen Würfel, der zentral die Pumpe einschließt oder in den zentral das Wasser mit Prallplatte eingefüllt wird. Dadurch sind die Strömungsverhältnisse in bezug auf die umgebende Matte nahezu an jeder Stelle gleich. Bei einer großflächigen, eindimensionalen Matte wird das Wasser in der Nähe zur Ansaugöffnung der Pumpe und damit auch innerhalb der Matte mehr bewegt als weiter entfernt, so daß die Einzelmatte zu rund 60% eher statisch arbeitet.

Beim Würfel kann die Pumpe zentral positioniert werden und erzeugt überall eine nahezu gleiche Strömung. Darum ist auch der Wirkungsgrad bis zu 50% besser. Der Mattenwürfel darf aber nicht unter dem Gesichtspunkt der Erzeugung einer minimalen Außenfläche berechnet werden, sondern unter dem, daß die Strömungsgeschwindigkeit an keiner Stelle größer als 10 cm pro Minute werden darf. Denn sonst funktioniert die Biologie mit den Bakterien nicht mehr; denn diese dürfen von der Strömung nicht ausgeschwemmt werden können.

Zur Herstellung eines Mattenwürfels klebt man fünf fertig zugeschnittene Mattenflächen zu einem oben offenen Würfel oder einem sonstigen einigermaßen punktsymmetrischen Gebilde zusammen. Die Idealform ist die Kugel. Das Material sollte aus grober bis mittlerer blauer Filtermatte (Polyurethan) mit einer Dicke von 5 bis 3 cm bestehen. Die Platten werden entweder mit dünn aufgestrichenem Polyurethan-Hartschaum oder mit ACRYFIX-Acrylglaskleber (Conrad-Elektronik) zusammengeklebt und bis zum Aushärten mit Drahtstiften fixiert. Danach werden die Stifte entfernt und  das Gebilde 24 Stunden lang in Wasser gebadet und anschließend ins Aquarium gesetzt. Man kann an der Unterseite zusätzlich Abstandhalter aus Filtermattenresten ankleben, damit die untere Fläche einen Abstand vom Bodengrund erhält, der gleichzeitig als Wohnhöhle für die Putzkolonne der Welse dienen kann. Die Pumpe, die auf die Strömungsgeschwindigkeit hin angepaßt ist, wird dann mit offenem Ansaugstutzen mittig auf die Bodenplatte des Filters gestellt. Der Deckel des Würfels erhält Löcher zur Durchführung des Stromkabels und des Ablaufschlauchs von der Pumpe, der ggf. das gefilterte Wasser in eine weit entfernte diagonale Ecke des Aquariums befördert. Man kann den Deckel mit Zinken am Rand versehen, die bei der Montage ineinandergreifen, oder man fixiert ihn ganz einfach mit Maueranker-Stiften aus Edelstahl (Baumarkt), die von außen durch den Mattenrand in den Deckel eingestoßen werden. Eine Bepflanzung mit geeigneten Wasserpflanzen, z.B. Mycrosorium, ist natürlich nicht nur gestattet, sondern sogar erwünscht.

Mechanisch-biologische Filter

Sandfilter

Sandfilter besitzen relativ eine große Masse, die etwa 20% des gesamten Wasservolumens des Aquariums betragen sollte und. In der Regel ist so ein Filter völlig wartungsfrei, wie auch das oben beschriebene biologische Mattenfilter. Bei einer Wasser-Fließgeschwindigkeit von rund 2 cm pro Minute wird selbst Nitrat von den aneroben Bakterien zerlegt, so daß der Stickstoff molekular als Gasbläschen an die Oberfläche steigt. Jedenfalls ist dies meine langjährige Erfahrung. Während beim Mattenfilter die Substratdicke nicht größer als 10 cm sein darf und die Oberfläche der Matte möglichst groß sein muß, verhält es sich beim Sandfilter gerade umgekehrt. Das Verhältnis von Querschnitt und Höhe der Sandfüllung sollte beim Sandfilter etwa 1 : 4 betragen. Der Durchsatz durch das Sandfilter sollte etwa 10% des Durchsatzes durch das Mattenfilter betragen. Die Dimensionierung geschieht beim Sandfilter wie beim Mattenfilter über die Kontaktfläche mit dem Wasser (hier: Querschnitt der Sandfüllung). So ergibt sich z.B. bei einem Rohrdurchmesser von 30 cm eine Länge von 120 cm. Beide Maße beziehen sich auf die reine Sandfüllung. Da im Beispiel die Querschnittfläche PI * 15cm² = 700 cm² beträgt und eine Strömungsgeschwindigkeit von 1 cm / Minute gefordert ist, erhalten wir einen Wasserdurchsatz von 

2 cm / Minute * 700 cm² / Minute = 1400 cm³ / Minute ~ 1,5 Liter / Minute.

Die Wassermenge wird über die Pumpendrosselung so eingerichtet, daß sie den Wasserspiegel im Sandfilter um rund 2 cm / Minute steigen läßt. Dazu reicht eine kleine Umwälzpumpe völlig aus. Ein Sandfilter-Exemplar, bei dem die Wassereispeisung mit einem Druck von nur 0,2 Bar von unten erfolgt, habe ich für ein größeres Aquarium zum Nachfiltern des Osmose-Spülwassers konstruiert. Das Sandfilter ist aber genausogut für den Betrieb im Nebenstrom oder, bei entsprechendem Querschnitt , sogar im Hauptstrom für direkte Einspeisung des Aquarienwassers geeignet. Dabei ist es unkritisch, ob der Druck bei 0,1 Bar oder bei 5 Bar liegt. Die Konstruktionszeichnung nebst Rückspülungselektronik und Foto steht ebenfalls zur Verfügung. Die Rückspülung ist  nur dann notwendig, wenn sich die Einspeisungsseite des Sandfilters aufgrund von Übermengen an Fäkalien zusetzen sollte. Dies ist jedoch selbst bei stark überbesetzten Aquarien nicht zu befürchten, wenn die Fließgeschwindigkeit von 2 cm/Minute im Sandbett nicht überschritten wird.

Denitrifizierende Filter

Wichtige Vorbemerkung:

Denitrifizierende Filter (Nitratfilter) dürfen nur dann eingesetzt werden, wenn bereits ein voll funktionsfähiger, biologischer, nitrifizierender Filter (z.B. Mattenfilter s.o.) am Wasserkreislauf beteiligt ist, und wenn sichergestellt ist, daß die anaeroben Bakterien gleichmäßig mit Nahrung = Dreck versorgt werden. Wenn dies nicht geschieht, sterben die Bakterien schlagartig, und es entstehen Faulgifte, mit denen das gesamte Aquarium geschädigt werden kann. 

Nitrifizierende Bakterien sind im Aquarium immer vorhanden, entweder im nitrifizierenden, biologischen Filter, oder frei im Aquarienwasser schwebend und Trübung verursachend. Fehlt die Nitrifizierung, erhalten die Bakterien im denitrifizierenden Filter wegen fehlenden Nitrats keinen Sauerstoff. Die denitrifizierenden Filter halten einen möglichst dichten Bakterienrasen vor, dem die im Wasser enthaltenen durch den nitrifizierenden Filter gelösten Nitrate und damit als Baustein der Sauerstoff zugeführt wird, welchen sie zum Atmen benötigen. Das Futter erhalten die Bakterien durch künstliche Zufütterung von Kohlenstoff, den sie z.B. einer Schicht aus Paraffin und Stearin (Kerzenwachs) oder aus Methanol oder Essigsäure entnehmen können, das direkt über dem Filtersubstrat deponiert bzw. eindiffundiert wird. Entscheidend für einen solchen Filter ist aber, daß er praktisch nur unter Luftabschluß funktioniert und deshalb nur einen geringen Durchsatz haben darf. Da die Bakterien aus dem Nitrat den Sauerstoffanteil zum Atmen abspalten, kann der Stickstoff molekular in Form von Bläschen in die Atmosphäre aufsteigen. Der Betrieb des Filters erfolgt am besten mit einem Luftheber, dessen Eingang unten am Auslauf des Filters angeschlossen wird.

Kennzeichen des biologischen denitrifizierendenTopffilters:

1. Durchsatzgeschwindigkeit < 1 cm / Minute (Berechnung der Strömungsgeschwindigkeit siehe unter „Nitrifizierende Filter“)

2. Länge des Weges durch das Filtersubstrat kleiner 10 cm

3. Fütterung der Bakterien mit z.B. Stearin oder Paraffin notwendig

4. Filterwirkung wird durch den Bakterienrasen des Substrats erstellt

5. Kaum Reinigen notwendig

6. Filterwirkung muß ständig kontrolliert werden

7. Stickstoff steigt molekular als Bläschen nach oben. Es wird dem Kreislauf nur der Stickstoff entnommen, alle anderen Soffwechselprodukte bleiben erhalten.

8. Für den Betrieb ist ein vorhandener, bereits funktionierender, nitrifizierender Filter unabdingbar notwendig.

Schichtenfolge von oben nach unten:

1. grobe Filtermatte, damit Stickstoffblasen aufsteigen können, angedeutet durch die drei parallelen Pfeile

2. freier Wasserraum

3. Futter (Stearin, Paraffin) für die Filterbakterien (h = 3 cm) oder mit Dosierpumpe: Methanol oder Essigsäure

4. Filtersubstrat, z.B. Siporax (h max = 10 cm)

Nitratfilter funktionieren in den meisten Aquarien nicht wunschgemäß, weil den Bakterien die notwendige Nitratmenge zum Atmen fehlt. Es ist nicht damit getan, die technische Filteranordnung perfekt einzurichten; die Bakterien müssen auch gewillt sein, sich dort einzunisten und zu vermehren. Letzteres tun sie aber nur dann, wenn sie in genügender Anzahl vorhanden sind. Die Population wiederum richtet sich nach der Menge des Futters und vor allem der Menge des im Wasser gelösten Nitrats. Erst dann, wenn alle Bedingungen erfüllt sind, funktioniert der Nitratfilter. In der Regel wird in einem gepflegten Schauaquarium mit wenig Fischbesatz aber garnicht genug Nitrat im Wasser gelöst, um die Bakterien dauerhaft ernähren zu können. Wenn dann mal die Kultur abstirbt, entstehen sehr schnell Gifte, die das gesamte Becken verseuchen können, ohne daß äußere Anzeichen sichtbar werden. Man kann die ordnungsgemäße Funktion eines Nitratfilters daran erkennen, daß die Redox-Spannungsdifferenz zwischen Filtereingang und Filterausgang etwa 200 mV beträgt und daß regelmäßig Stickstoffbläschen aus ihm emporsteigen.

In der Praxis seit Jahren bewährt haben sich Sandfilter mit Methanolzufuhr zur Denitrifikation. Diese Lösung ist dann von besonderem wirtschaftlichen Interesse, wenn Sandfilter zur Suspensa-Elimination ohnehin vorhanden sind oder benötigt werden. Durch die Zudosierung einer Kohlenstoffquelle wird solchen Sandfiltern eine Doppelfunktion zugewiesen. Sie dienen dem Suspensa-Rückhalt und zusätzlich der Denitrifikation.

Beim Einsatz von Methanol als Kohlenstoffquelle ist eine Methanolüberdosierung unbedingt zu vermeiden. Es muß verhindert werden, daß unverbrauchtes Methanol in den Filterausgang gelangt. Auf die Akkumulation des Reaktionszwischenprodukts "Nitrit" ist besonders zu achten. Erhöhte Nitritablaufwerte können zu Fischsterben führen. Die genauen Ursachen für das Auftreten erhöhter Nitritkonzentrationen im Ablauf von Denitrifikationsfiltern sind bisher noch weitgehend unbekannt. Bei Überschreiten der Nitritgrenzwerte müssen umgehend geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Im Zweifelsfall muß die Dosierung der Kohlenstoffquelle eingestellt und die Überschreitung der Nitratablaufgrenzwerte hingenommen werden. Beim Auftreten höherer Nitritkonzentrationen in einzelnen Denitrifikationsfiltern ist es empfehlenswert, diese Filter aus dem Hauptstrom herauszunehmen und solange außerhalb des Kreislaufs zu betreiben, bis sich die Denitrifikation wieder stabilisiert hat.

Durch die Produktion von Biomasse im Filter muß häufiger rückgespült werden. Man kann grob rechnen, daß bei einer Denitrifikation von 20 mg/l Nitratstickstoff rd. 10—15 mg/l Schwebstoffe produziert werden, wodurch die ohnehin vorhandene Schwebstoffbelastung des Filters in etwa verdoppelt wird. Auch steigt mit höheren Nitratkonzentrationen die Freisetzung von Stickstoffgas im Filter. Bei aufwärts durchströmten Filtern stellt das kein Problem dar, weil die Gasbläschen mit dem Wasser ausgetragen werden. Aus abwärts durchströmten Filtern muß zwischen den regulären Rückspülungen durch kurzzeitige Spülstöße das Gas ausgetrieben werden. Es würde an dieser Stelle zu weit gehen, Details zu erläutern. Auf diesem Webserver befindet sich jedoch eine Konstruktionszeichnung für einen Sandfilter, wie er im praktischen Einsatz arbeitet. Die Methanoleinspeisung erfolgt bei diesem Filter durch eine herausnehmbare Lanze per Dosierpumpe von oben.

Funktionsschemata echter und unechter biologischer Filter

Bild unten: Die Wirksamkeit als biologischer Filter in Abhängigkeit vom Durchsatz:
Es wurde absichtlich ein optisches Längen/Durchmesserverhältnis gewählt, das wegen des  dargestellten langen Filterwegs oberflächlich betrachtet gute Eigenschaften liefern sollte.
Das ist falsch !
Jeder Filterweg größer als etwa 10 cm wird biologisch unwirksam, weil nach dieser kurzen Strecke bei einer optimalen Fließgeschwindigkeit von etwa 5 cm/Minute für die Bakteren nicht mehr genug Sauerstoff zum Atmen zur Verfügung steht. In diesem Fall macht es also mal nicht die Länge, sondern die Größe der Anströmfläche.

Legende:

Nitrifizierend:
A) Pseudo-biologischer Außenfilter mit Strömungsgeschwindigkeit größer 10 cm pro Minute
B) Gedrosselter Pseudo-biologischer Außenfilter mit Strömungsgeschwindigkeit kleiner 10 cm pro Minute
C) Echter biologischer Außenfilter mit max. 10 cm Substratdicke und Strömungsgeschwindigkeit kleiner 10 cm pro Minute und optimaler Filterwirkung

Denitrifizierend:
D) Nitratfilter als Innenfilter mit Strömungsgeschwindigkeit kleiner 1 cm pro Minute

Rot = wirksames Filtervolumen, in Durchflußrichtung schwächer werdende Filterleistung
Blau = Wasser
Gelb = unwirksames Filtervolumen
Grün = grober Schmutzfilter
Beige = Stearin oder Paraffin, d = 3 cm, beides z.B. in ungefärbtem Kerzentalg verfügbar. Diese
Schicht muß gegen Aufschwimmen gesichert werden, indem man sie z.B. in ein Perlonsäckchen
füllt und unter Wasser beschwert, oder indem man den groben Filterschwamm bis dorthin verlängert.
Pfeile nach oben = molekular in Bläschenform aufsteigender Stickstoff

Materialien für Filterkonstruktionen

Mechanische Schnellfilter

Bei den mechanischen Filtern mit Strömungsgeschwindigkeiten von größer bis viel größer als 10 cm pro Minute kommt es vor allem darauf an, eine relativ große Oberfläche zu erzeugen, damit das feinporige Filtermaterial sich nicht allzu schnell zusetzt. Die Schichtdicke kann abhängig von der Dichtigkeit des Materials gewählt werden. Ein feinmaschiges Perlon-Filtersieb würde z.B. eine extrem dünne Filterschicht ergeben. Man kann bei der Dimensionierung der Oberfläche bei max. zweimaligem Wasserumsatz pro Stunde folgende Faustformel anwenden:

Für ein 100 Liter Becken ergibt sich also ein Außendurchmesser von Wurzel aus 100 = 10 cm

Das Material kann eigentlich nur aus einem feinporigen Filterschwamm oder aus einem auf eine mechanische Unterkonstruktion aufgezogenem Filterflies bestehen, weil nur diese Materialien so stabil ist, daß sie direkt auf ein Ansaugrohr aufgesteckt werden können und mit ihrer relativ großen Wasserkontaktfläche viele Abfälle binden können. Je kleiner die Oberfläche, umso häufiger der Reinigungszyklus und umso schneller das Nachlassen des Wasserumsatzes durch Verstopfung. Ist bei einem mechanischen filter erst mal die Kontaktfläche mit dem Wasser zugesetzt, sinkt seine Filterleistung gegen Null. Topffilter, die fertig konfektioniert erworben werden können, erfordern meist nicht einmal die Kriterien, die für einen ordnungsgemäßen mechanischen Schnellfilter angesetzt werden müßen; denn bei ihnen ist nur der Querschnitt als wirksame Filterfläche vorhanden. Das dahinter folgende Volumen an Filtermaterial ist für die Schnellfilterung praktisch unwirksam. Über die biologischen Filtereigenschaften dier Konstruktionen ist ja schon weiter oben berichtet worden.

Filter auf der Saugseite

Da der Wasserdurchsatz in Relation zur Kontaktfläche mit dem Wasser relativ groß ist, neigen diese Filter aufgrund des feinporigen Materials schnell zu einer Unterdruckerzeugung im Ansaugrohr. Dadurch werden die im Wasser gelösten Gase, wie die atmosphärischen Gase und das CO2, in Form von Gasblasen freigesetzt und werden zum größten Teil am Filterauslauf in die Atmosphäre freigesetzt.

Filter auf der Druckseite

In den Fällen, wo auf der Saugseite eine Entgasung des Wassers stattfindet, sollte das Ansaugrohr nur durch ein Kunststoffsieb abgeschlossen werden und der mechanische Filter an der Druckseite montiert werden. Dann befinden sich allerdings die Abfallstoffe aus dem Aquarium auf der nicht sichtbaren Innenseite des Filters. Allerdings muß dann die Wirksame Kontaktfläche auch entsprechend dimensioniert werden können. Bei einer mechanischen Korbkonstruktion mit einer Fliesbespannung ist mit einem ausrechenden Wirkungsgrad zu rechnen. Eine auf die Rohrmündung aufgesteckte Schaumstoffpatrone kann es dagegen nicht tun, weil die innere Kontaktfläche viel zu klein ist, um dem Wasserdruck standzuhalten. Es müssen also für den Druckbertrieb aufwendigere Gehäüsekonstruktionen verwendet werden, bei denen wiederum die geforderte häufige Reinigung mit Umständen verbunden ist.

Vorsicht bei verstopftem Filtersubstrat

Bei Topffiltern, deren Substrat höher als 10 cm ist oder bei denen der Durchmesser kleiner oder gleich der Substrathöhe ist, treten sehr schnell mechanische Verstopfungen auf, die entweder dadurch entstehen, daß ungelöste organische Substanzen den Strömungswiderstand erhöhen oder daß sich durch die allmähliche Verlangsamung des Durchsatzes Filterbakterien ansiedeln und der Widerstand durch den entstehenden Filterschlamm vergrößert wird. Dies kann sich nachts fatal auswirken, wenn die Pflanzen Sauerstoff verbrauchen. Ist der Filter mit Bakterien überfüllt, so kann, wenn der Filter praktisch still steht, der Sauerstoffgehalt sogar soweit sinken, daß diejenigen Bakterien, die sich nicht mehr in der Strömung befinden und ohne Sauerstoff auskommen müssen, sich den benötigten O2 aus dem Nitrat holen (Denitrifikation). Dies funktioniert hier aber nicht vollständig, schon allein deshalb, weil nicht genug Kohlenstoff geliefert wird, und es bleibt giftiges Nitrit übrig. Siehe auch: Gefahr durch Nitrit

Beispiel für die Konfiguration eines mechanischen Vorfilters mit einem biologischen Nachfilter

Die Filterkombination besteht aus einem Vorfilter mit einem feinmaschigen, leicht zu reinigenden Edelstahlsieb und einem Nachfilter als Quader, der aus fünf Filtermatten zusammengeklebt ist.
Das Vorfilter umfaßt nur einen Doppelrahmen aus 5 mm PVC-Platten. Zwischen die beiden Rahmenteile ist ein Edelstahlsieb mit 0,2 mm Maschenweite und 0,125 mm Drahtstärke eingespannt. Es liegt lose auf der kastenförmigen Konstruktion aus vier Seitenwänden und einer Bodenplatte aus Filtermatte d = 50 mm auf. Der Filterkasten befindet sich auf einer 5 mm PVC-Lochplatte mit Boden-Abstandhaltern. Die Gesamtkonstruktion ist in einem FilterBecken aus Glas eingebaut, wobei von Boden und Seitenteilen ein lichter Abstand von rund 5 cm zu den Matten eingehalten werden sollte. Das Material für das Edelstahl-Sieb kann z.B. bei (Drahtgewebe & Siebtechnik. Tel/Fax: 036645/22357) bezogen werden. Das PVC Material ist das handelsübliche graue, welches auch für die PVC-Rohre verwendet wird.

Aufbau-Beispiel:

Filterungsvorgang

Das vom AQuarium kommende Wasser läuft per Überlauf mittig auf das Edelstahlsieb, wo alle noch nicht gelösten organischen Stoffe und alle unlösbaren Materialien abgefangen werden. Da das Sieb mit seinem Rahmen nur lose auf den Matten aufliegt, kann es leicht gereinigt werden.
Das vom Sieb durchgelassene Wasser  fließt nun in den Filterkasten und durchströmt die Matten von innen nach außen mit einer Geschwindigkeit von maximal 10 cm / Sekunde. (muß unbedingt berechnet werden!, s.a. die Formeln dazu weiter unten) und gelangt schließlich in den Zwischenraum zwischen den Scheiben des Filterbeckens und den Matten. Von hier wird das Wasser wieder zum Aquarium zurückgepumpt.

Biologische Filter

Die Materialdicke des Filtersubstrats sollte auf d = 3 bis 5 cm beschränkt bleiben. Darüber hinausgehende Dicken sind unwirksam. Die Kontaktfläche mit dem Wasser kann für biologischen Filter bei max. zweimaligem Wasserumsatz pro Stunde nach folgender Faustformel berechnet werden:

Fliese und Matten

Bei den biologischen Filtern kommt es darauf an, zum einen die Fließgeschwindigkeit auf unter 10 cm pro Minute zu begrenzen und zum anderen die Größe der Kontaktfläche und des daraus resultierenden filtervolumens an die Wassermenge und den Fischbesatz anzupassen. Die Kontaktfläche ergibt also das Volumen des Filters, nicht das Volumen die Kontaktfläche. Da ja nur die ersten fünf Zentimeter der Materialdicke eines biologischen Filtersubstrats die Bakterienkultur beherbergen können, muß dieser Querschnitt aus einem Material bestehen, in dem sich konzentriert die Bakterien ansiedeln können. Dies ist z.B. ein Filterflies, eine Filterwatte, oder ein Filterschwamm der entsprechenden Dicke. Während Filterflies und Filterwatte einer mechanischen Unterkonstruktion bedürfen, kann der Filterschwamm als Matte selbsttragend montiert werden. Das gewählte Material dient dabei niemals als Filter selbst, sondern nur als mechanisches Gerüst, in dem sich der Filterschlamm mit den Bakterien sammeln kann. Der Filterschlamm besteht aus ursprünglich organischem Material aus dem Aquarium, welches nicht weiter mineralisiert werden kann. Es ist also unschädlich für die biologischen Abläufe und darf nicht entfernt werden. Die Zwischenräume des Filtermaterials füllen sich locker und vollständig mit Filterschlamm. Jeder Durchsatz, der größer als 10 cm pro minute ist, treibt den Filterschlamm aus dem Filtersubstrat heraus. Wird als Substrat eine feine Filtermatte verwendet, kann die Kontaktfläche mit dem Aquarienwasser bei entsprechend großer Abfallmenge schnell verstopfen. Durch den entstehenden Unterdruck können dann leicht Schlupflöcher entstehen, wie sie oben in Bild A aufgezeigt sind. Empfehlenswert ist daher nur die grobe Filtermatte, bei der dieser Zustand bei weitem nicht so schnell eintreten kann.

Schüttungen

Es sind aber auch bei entsprechender Gehäusekonstruktion lose Schüttungen z.B. aus offenporigen Schaumglasröllchen verwendet werden. Bei letzteren darf die Schichtdicke wesentlich größer angesetzt werden, weil die Röllchen einen offenen Querschnitt besitzen und auch untereinander große Zwischenräume bilden, durch die das Wasser ungehindert durchdringen kann. So bildet jedes Röllchen für sich eine kleine Filtereinheit, die im Inneren nur einen langsamen Durchfluß zulaäßt, jedoch außerhalb einen großen Durchsatz toleriert, der mit einem Schnellfilter zu vergleichen ist. In Kombination mit einem vorgeschalteten Schnellfilter kommt damit ein sehr guter Wirkungsgrad zustande. Ohne vorgeschalteten Schnellfilter verstopfen die Poren der Röllchen recht schnell, so daß der Wirkungsgrad der biologischen Filterung rasch abfällt.
Andererseits sind auch Tonröllchen erhältlich, die aber als Filtersubstrat ebenso wie jene bizarren Kunststoffgebilde nahezu untauglich sind, weil dafür die Filterkapazitäten in der Aquaristik viel zu gering im Volumen sind. Beide Materialien können ja nur geschlossene Oberflächen vorweisen, an denen, zumal bei Strömungsgeschwindigkeiten >= 10 cm / min keine Filterbakterien an den glatten Flächen haften bleiben.können.

Filterwatte

Perlonwatte stellt ein hervorragendes Filtermaterial dar, welches sowohl mechanisch, als auch biologisch einsetzbar ist. Mit der Watte kann auch recht gut die Drosselung des Filterdurchsatzes geregelt werden, indem man die Packungsdichte verändert. In ihrem feinen Gespinst lagert sich gut Filterschlamm ab, in dem die aeroben Bakterien ihre Arbeit verrichten können.

Rein biologisches Spezialfilter für die Algenbegrenzung

Hierbei handelt es sich um eine Sonderform des biologischen Filters. Dieses Filter ist nur dann wirksam einsetzbar, wenn der Biotop im Aquarium bereits seit Jahren eingefahren und stabil ist. Die Konstruktion beruht ausschließlich auf eigenen Erfahrungen und erhebt nicht den Anspruch auf Allgemeingültigkeit, weil sie an anderen Orten nicht vergleichbar und reproduzierbar eingerichtet werden kann. Dennoch hat sich bei mir die Wirkung als eindeutig positiv herausgestellt.
Wer in der glücklichen Lage ist, einen stabilen und somit auf äußere Einflüsse feinfühlig reagierenden Biotop beobachten zu können, wird sicher schon des öfteren festgestellt haben, daß Algen unter diesen Bedingungen sehr schöne und willkommene Pflanzen sein können. Dennoch geschieht es von Zeit zu Zeit, daß die eine oder andere, eher unerwünschte Art sich überproportional ausbreitet. Die Ursache dafür ist in der Regel ein Störfall im Aquarium, der die verschiedensten Ursachen haben kann.
Mit etwas Erfahrung stellt man dann fest, daß bestimmte Algen ganz bestimmte Bedingungen brauchen, um optimal wachsen zu können. Kieselalgen halten sich gern im Wasserstrom auf, um optimal mit Nahrung versorgt zu werden. Blaualgen brauchen gelöste Eiweiße und helles Licht, um optimal wachsen zu können. Wenn nun in einem eingefahrenen Biotop bestimmte Algen nur an bestimmten Stellen im Aquarium vorkommen, legt dies den Schluß nahe, daß die sich ergebende Algenmasse von dem Biotop besonders gut leben kann, mehr nicht. Verändert sich die Wasserzusammensetzung, verscheiben sich automatisch auch die relativen Algenmassen.
In der Regel versucht der Aquarianer, Algen dadurch zu begrenzen, indem er sie mechanisch abträgt. Dadurch wird natürlich das Nahrungsangebot für die im Aquarium verbliebenen Algen umso größer, die Wachstumsbedingungen werden also umso besser. Es ist darum aussichtslos, auf diese Weise Algen wirksam und dauerhaft dezimieren zu können.
Was geschieht aber, wenn man versucht, für die Algen optimale Lebensbedingungen zu schaffen, und zwar an einer Stelle im Kreislauf, der außerhalb des sichtbaren Aquariums liegt?
Normalerweise käme sofort der Verdacht auf, daß bei optimalen Bedingungen die Algenvermehrung eher gefördert wird. Doch das Gegenteil stellt sich heraus:
Die unter optimalen Bedingungen wachsenden Algen verbrauchen nämlich fast restlos die Nährstoffe, die sich im Kreislauf befinden, und sie verbrauchen sie nahezu ausschließlich an der Stelle, die dafür optimal hergerichtet ist. Im restlichen Wasservolumen können darum die Algen keine ausreichenden Lebensbedingungen mehr vorfinden. Die Filtervariante, die dafür bestens geeignet ist, ist natürlich das Mattenfilter, wie oben beschrieben. Dieses besitzt eine Oberfläche, die groß genug ist, ganze Algenteppiche aufzunehmen.
Die Konstruktion eines Algen-Mattenfilters ist denkbar einfach, benötigt aber einen Aufstellort außerhalb des Aquariums. Eine in der Anströmfläche ganz normal berechnete mittelgrobe Matte mit einer Dicke von 5 - 10 cm wird auf 10 cm hohen Abstandhaltern horizontal in einen ca. 30 cm hohen Glasbehälter preß eingelegt und von oben angeströmt. Das Wasser sollte dabei strömungstechnisch möglichst gleichmäßig verteilt werden. Über dem Glasbehälter werden helle HQI-Lampen in ca. 30 cm Abstand von der Wasseroberfläche aufgehängt, so daß das Becken hell und gleichmäßig Tag und Nacht beleuchtet ist. Das Schmutzwasser gelangt per Überlauf vom Aquarium in das Filterbecken und wird mit einer Pumpe über eine Ansaugung  unterhalb der Filtermatte  wieder zurück ins Aquarium verbracht.
Durch die große Helligkeit entstehen bereits nach ein paar Tagen Algen wechselnder Art auf der Mattenoberfäche. Man kann dabei beobachten, wie schnell der Zyklus von Entstehen bis zum Absterben der Arten vonstatten geht. Es bilden sich z.B. bei Blaualgen (dies sind eigentlich Cyanobakterien, die Kolonien bilden) eine Vielzahl kleiner, klar abgegrenzter Inseln, die sich teilweise vereinigen, leuchtend blaugrün. Sie entstehen über über Nacht und sterben in den folgenden zwei Tagen bereits wieder genauso schnell in wechseldem Rhythmus ab, wenn ihre Nahrungsreserven aufgebraucht sind.