Az elmúlt néhány évben a Hamburger Mattenfilter szűrés széles körben elterjedt a német nyelvterületen. A cikkben bemutatásra kerül ez a szűrési eljárás, egy útmutató, hogy hogyan készítsünk ilyen szűrést és egy egyszerű képlet, amely segítségével könnyen kiszámíthatóak a szűrőhöz szükséges paraméterek.

Az akvárium szűrése

A szűrők elsődleges és legfontosabb dolga, hogy a piszkos akváriumvizet megtisztítsa, és biztosítsa a megfelelő vízparamétereket az akváriumunk számára. A szennyezés típusa és mennyisége határozza meg, hogy milyen szűrést használunk. Mivel egy átlagos akváriumban kevés hely áll rendelkezésre, ezért csak kevés szűrési megoldás jöhet számításba. Az akvárium szűrőket 2 csoportba oszthatjuk:

1. Mechanikai szűrők
2. Biológiai szűrők

Csak a pontosság kedvéért, a legtöbb szűrő a kettő keveréke, hiszen egy mechanikai szűrő is végez biológiai szűrést és egy biológiai szűrő is kiszűri a vízből az apró úszó szennyeződéseket. A fenti két csoport is tovább bontható:

1. Belső szűrő
2. Külső szűrő

Az elmúlt években az akvarisztikai hobbi teljesen elfogadta, hogy a biológiai szűrés fontosabb, mint a mechanikai szűrés. Ennek ellenére a legtöbb boltban kapható szűrő sokkal inkább mechanikai, mint biológiai szűrő.

Mi a különbség?

A mechanikai szűrő (leegyszerűsítve) egy erős vízpumpa és egy sűrű szűrőközeg segítségével szűri ki a lebegő szennyeződéseket a vízből. Ezek a szennyeződések a szűrőben maradnak és bizonyos időközönként ki kell tisztítani a szűrőt, hogy megakadályozzuk az eltömődésüket. Ebben az esetben csak nagyon kicsi, vagy semmilyen biológiai szűrés valósul meg, mert nem teljesülnek ennek a feltételei. (ezekről később…) Különösen a régebbi típusú külső szűrők tartoznak ebbe a kategóriába. Ezek a szűrők nagyon kis mértékben járulnak hozzá a biológiai egyensúly kialakulásához és megtartásához az akváriumban, ami nagy hátrányuk, és sok baj forrása is lehet.
A biológiai szűrőket másrészről a viszonylag kicsi áteresztőképesség, vagy teljesítmény jellemzi. Az igaz, hogy ezek a szűrők is kiszűrik a lebegő szennyeződéseket, de csak azokat, amelyek elég könnyűek és szabadon úsznak a vízben, és a szűrő kis szívóereje képes beszippantani őket. A hatékonyság a „mulmban” lévő baktériumok aktivitásán múlik. A biológiai szűrő kis szívóereje miatt elkerülhetetlen, hogy a lebegő szennyeződések nagy részét még az akváriumban kiszűrjük, nem mintha a szűrő nem lenne erre képes, csak a nagyobb szennyeződések (ételmaradék, elhalt növénydarabok) sohasem jutnának el a biológiai szűrőig a kis áramlás miatt.

A nitrogén körforgás

Érdemes elolvasni a konkrét témával foglalkozó cikket.

Ritka és általában nem kívánatos: a denitrifikáció.

Amikor a vízben oldott oxigéntartalom nagyon lecsökken, egyes baktériumok átállnak az oxigén használatról a nitrát használatra. Ilyenkor a nitrogén körforgás megfordul és a nitrátból újra nitrit keletkezik, ami nagyon veszélyes a halak számára. Ezt nagyobb víztisztító gyárakban szándékosan idézik elő, ahol a kezelt víz képes kiengedni magából az oldott gázokat az azt következő kezelések előtt. Ezt a folyamatot akváriumban is elő lehet idézni speciális szűrővel. Ehhez oldott oxigénben szegény vízre van szükség, amelynek nagyon lassú az áramlási sebessége. Emiatt a nitrátszűrő nem alkalmazható a hagyományos aerob szűrőkkel együtt.

A szűrőanyag

A biológiai szűrő legfontosabb eleme maga a szűrőanyag (szivacs), ahol a baktériumok elvégzik a víz szűrését. Ezért olyan anyagot kell számukra biztosítani, amelyben képesek megtelepedni és szaporodni, és amely biztosítja a folyamatos vízáramlást körülöttük. Mivel nagy mennyiségű baktériumra van szükségünk, ezért a szűrőfelületnek is nagynak kell lennie. Ezt olyan anyag használatával érhetjük el, amelyben sok apró lyuk és kapilláris járat van. Ezeknek a lyukaknak a mérete nem lehet túl kicsi, mert a baktériumok vagy eltömítik, vagy bele sem férnek. A baktériumok mérete a 10 mikrométertől a 200 nanométerig változhat. Ha a lyukak túl kicsik, akkor a baktériumok nem férnek bele, és csak a szűrőanyag külső felületén tudnak megtelepedni, ezáltal a belső, hatalmas szűrőfelület kihasználatlan marad. Ez előfordulhat egyes drágább szűrőanyagoknál is, ahol a hatalmas szűrőfelület, amellyel ezeket az anyagokat reklámozzák, csak marketig szöveg marad.

Mihez kezdjünk a magas nitrát értékekkel?

Mielőtt ebbe belemennénk, tisztázni kell, hogy mit értünk magas nitrát érték alatt. Az 5 mg/l például túl alacsony egyes növények számára (Eichhornia azurea), másoknak pedig éppen ideális (Cryptocoryne rosanervigae). A nitrát mennyisége alapvetően lényegtelen, amíg nem halad meg egy bizonyos határértéket, mert 75 mg/l fölött az ikrák és az ivadékok is károsodhatnak. Körülbelül 15mg/l lehet az elfogadható érték. Ha a nitrát érték túl magas, akkor meg kell állapítani, hogy ez egy tartós vagy csak egy átmeneti állapot. Például egy nagyobb etetés után, vagy egy elhullott hal miatt az érték átmenetileg megugorhat. Sokkal veszélyesebb, mivel nem biztos, hogy feltűnik, ha például az összes talajban lakó csiga elpusztul (Maláj tornyoscsiga), amit okozhat egy vízcsere alkalmával, a friss víz magas réztartalma is. Bármilyen átmeneti nitrát növekedés esetén érdemes a víz egy részét lecserélni, figyelve arra, hogy ne az összes „mumot” porszívózzuk le az akvárium aljáról, mivel a baktériumok nagy része ebben található. Ha a nitrát értékek folyamatosan magasak, akkor nagy valószínűséggel a szűrő nem működik megfelelően. Ennek számos oka lehet.

Az áramlási sebesség

Ahogy feljebb is szó volt róla a nitrogén körforgás egy bakteriális folyamat, ahol a baktériumok egy kémiai anyagból egy másikat állítanak elő. Ennek az előfeltétele, hogy megfelelő idő álljon rendelkezésre a baktériumok számára. Ebből is látszik, hogy kritikus fontosságú, hogy a víz mennyit időzik a szűrő közegben. Ideális esetben a víz elég időt tölt a szűrőben, hogy a teljes folyamat befejeződjön. De van egy másik fontos dolog is: a víz sebessége, amely a baktériumok környezetében áramlik. A baktériumok maximum 30 cm/perc sebesség mellet képesek megmaradni a szűrőfelületen és akadálytalanul végezni a feladatukat. Ennél nagyobb vízáramlás esetén a baktériumok nem képesek megmaradni a helyükön és más kevésbé „huzatos” helyen halmozódnak fel az akváriumban. Ez az a pont, amiben a mechanikai és a biológiai szűrés különbözik, a biológiai szűrő nem tudja gyorsan végezni a feladatát. A baktériumok számára a legjobb áramlási sebesség valahol 5 és 10 cm/perc körül van, de persze ezek az értékek a kapilláris járatokban változhatnak, mindenesetre érdemes ilyen értékekre tervezni, különösen az alsó határértékre vonatkozóan.

A mattenfilter méretezése

Közvetlen összefüggés van a vízáramlás, a vízpumpa teljesítménye és a szűrőfelület felülete között. Ennek az eredménye, hogy mennyi idő folyik keresztül a teljes vízmennyiség a szűrőn. Ez az idő függ a szűrőközeg vastagságától is, minél vastagabb a szűrőközeg, annál lassabban folyik keresztül a víz rajta. Nagy átlagban elmondható, hogy a vízpumpa teljesítménye legyen az akvárium méretének a kétszerese. Természetesen létezik egy remek képlet, amivel pontosan számolhatóak az értékek:

V = vízáramlás sebessége (cm/perc)
A = a szivacs felülete (cm2)
Q = a szűrt vízmennyiség (liter/óra)
n = az akvárium vízmennyisége óránként
d = a szivacs vastagsága (cm)

Az átfolyási sebesség kiszámítása:

 

Az 1000-es szorzó onnan jön, hogy 1 liter = 1000 cm3, ami a megfelelő mértékegységek miatt fontos.
Kis formázás után:

 

Az eredmény a vízpumpa teljesítményét adja meg, az áramlási sebesség és a szűrőfelület nagysága segítségével.
A szűrőben töltött idő a következő képlettel számolható ki:

 

Végezetül a szükséges szűrőfelület kiszámítása, a vízpumpa és az áramlási sebesség segítségével:

 

A mattenfilter elkészítése

A szükséges számítások után látszik, hogy nagyobb szűrőfelület szükséges, mint ami a normál szűrőknél rendelkezésre áll. A Mattenfilter egy szivacs, amit függőlegesen az akváriumba állítunk úgy, hogy kb. 2 cm legyen a távolsága az üvegtől. Ezt egy egyszerű műanyag csővel is megoldhatjuk, hogy a szivacs ne mozduljon el, vagy ha 1 cm-rel nagyobbra vágjuk a szivacsot, akkor befeszül az akváriumban és nem fog elmozdulni. Ha túl közel tesszük az üveghez a szivacsot, akkor a vízpumpa csak a beszívócső közeléből szívja a vizet és azt is túl gyorsan.

Az első ábra egy egyszerű vízpumpa segítségével megvalósított Mattenfiltert ábrázol. Egy késsel könnyen vághatunk lyukat a műanyag szívócsőnek a szivacsba.

A második ábrán egy levegőpumpával működtetett szűrő látható. Az elv ugyanaz, csak itt a levegő mozgása áramoltatja a vizet. Mindkét esetben a szivacs mögé jól elrejthetők a technikai felszerelések, mint a fűtő, hőmérő stb. Az új szivacs általában kék színű, de idővel, ahogy a baktériumok megtelepednek rajta, barnás-zöldes színűvé válik. Ha ez nem történik meg, akkor nagy valószínűséggel valami gond van. Ha zavar minket a szivacs színe, akkor beültethetjük Jávai mohával is, csak tűzzünk bele néhány szálat, és idővel egy mohafal alakul ki a szivacson. Idővel az algák is megtelepedhetnek a szivacson, de ez nem befolyásolja a működést. A Mattenfilter szivacsának tisztítása más szűrőktől eltérően nem szükséges, mert csak kárt tennénk a baktériumállományban. Az akváriumban előforduló nagyobb lebegő szennyeződéseket (pl. növényi részek) a vízcserék során könnyen leszívhatjuk. Egy idő után a szivacs mögött létrejön egy „mulm” réteg. Ezt ne piszkáljuk, mert nagyszámú baktériumot tartalmaz. Ha mindent jól csináltunk, akkor a Mattenfilter évekig jól működik. Ha a szivacs mögötti vízoszlop nagyon lecsökken, az annak a jele, hogy a szivacs kezd eltömődni. Ebben az esetben érdemes átmosni a szivacsot, de ez jó esetben csak több év múlva következik be.

Felhasználási lehetőségek / teljesítmény határok

Az akvárium típusa és mérete:

A Mattenfiltert édesvízben alkalmazhatjuk, az ivadéknevelő akváriumtól egészen az 1000 literes akváriumokig. Ami lényeges az a vízpumpa teljesítménye (1-2x az akvárium térfogata), és az 5-10 cm/perc áramlási sebesség.

Biológiai terhelés:
Ha túl nagy az akvárium terhelése, akkor a szűrő nem minden esetben lesz képes elvégezni a dolgát, de ez csak extrém esetekben fordulhat elő. Másfelől a szűrőnek szüksége van a terhelésre (haleledel, ürülék), mert ha ez túl kevés, akkor a baktériumok „éhen halnak”, vagy csak túl szétszóródva lesznek megtalálhatók a szivacsfelületen. Ez szintén probléma.

Alternatív megvalósítások

Sok akvarista, aki Mattenfiltert használ, nehezményezi, hogy túl sok részt foglal el a szűrő az akváriumból. Természetesen a szivacs mögötti hely abszolút nem felesleges, de megoldható másképpen is a szivacs kialakítása, amivel helyet lehet nyerni.

Helytakarékos kialakítás:

A szivacsba 1-2 cm mély vájatokat vágunk, amelyek között a távolság a szivacs vastagságának másfélszerese.

Külső Mattenfilter:

Más akvaristák egy másik akváriumba teszik a szivacsot, ami így nem foglal helyet az akváriumban, csak többlet helyet igényel. Ezzel a megoldással sincs semmi probléma, ha az alapvető elveket betartjuk.

Hajlított szivacs:

Megoldható, hogy a szivacsot az akvárium sarkába tegyük egy köríves formában, amit üveglapokkal, vagy műanyag kábelalagutak segítségével könnyen megtehetünk. A körív ne legyen túl kicsi, mert a szivacs középen összenyomódhat, és nagyon lelassulhat az áramlás.

Az első képen látható az üveg keret, amibe a szivacsot lehet ívesen beletenni (12 cm x 12 cm x 33 cm). A második képen pedig már működés közben látható a sarok Mattenfilter. A szivacs jelen esetben 33 cm x 29 cm (5 cm vastag), amit egy AQUAEL mini motoros szűrő hajt meg, melynek teljesítmánye 260l/óra.