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Filterkies - das Substrat für den bepflanzten Bodenfilter

Teichbau
Schwimmteich Filtersubstrat Kies
In bepflanzten Bodenfiltern übernehmen mineralische Schüttgüter die Aufgabe des Filtermediums und Pflanzbodens. Je nach Betrachtungsweise unterscheidet man nach der Körnung (Kiese, Sande, Tone), nach der Gewinnungsart (Kies, Schotter, Splitt), nach Material ( Lava, Granit, Silikat, Zeolith) oder nach der Provenienz (Weserkies, Rheinkies). Als Spezialsubstrate finden häufig Mischungen aus verschiedenen Gesteinsarten Verwendung.

Die Aufgabe des Filtersubstrats
Der Bodenfilter dient der biologischen und physikalisch-chemischen Aufbereitung des Teichwassers. Das Substrat wird entweder oberflächlich durch die laminare Strömung einbezogen oder gezielt als kompletter Filterkörper durchströmt.
Dem Begriff der Filtration liegt der Vorgang der Trennung zugrunde. Das Filtermedium muss Partikel bis zu einer bestimmten Größe zurückhalten können. Zugleich ist das Filtermaterial Besiedlungsfläche für Mikroorganismen, die für den  Abbau und Umbau der Anlagerungen sowie der gelösten Stoffe sorgen. Darüber hinaus verfügen einige Materialien wie z.B. Zeolith oder Eisenhydroxid über Anlagerungskräfte die auf einer spezifischen elektrostatischen Ladung beruhen. Diese Austauschkapazität reduziert sich mit der Zeit und es kann auch zu den gefürchteten spontanen Rücklösungen kommen.
Die Anforderungen an das Filtersubstrat:

  • Filterkörper müssen gezielt und dauerhaft durchströmt werden können
  • Das Material muss witterungsbeständig und abriebfest sein
  • Gute Verträglichkeit mit Pflanzen
  • Gut durchwurzelbar
  • Abtrennung partikulärer Stoffe
  • Viel Besiedlungsoberfläche für Bakterien
  • Phosphatfrei (Lieferzustand)

Verschiedene Filtermaterialien


Quarzsand
Filtersubstrat SandSand entsteht durch die Verwitterung anderer Gesteine. Es gibt sehr große Vorkommen in weiten Teilen Europas.
  • Kornampiltude 0,06-2 mm
  • Gute Durchwurzelung
  • Filtration durch Partikelabtrennung
  • Große Fläche für Biofilme
  • Keine Sorbtion gelöster Stoffe
  • Scharfkantig bis rund
  • Eingeschränkte Hydraulik
  • Chemisch neutral, wenn gereinigt
  • Verlagerungstendenz
Sand ist als Bodenfilter weniger geeignet, denn der großen Besiedlungsfläche steht das Problem der Verschlammung gegenüber. Die Kornzwischenräume sind klein und können schnell verstopfen. Es bilden sich anaerobe Zonen und Strömungsadern. Sand hat unter Wasser wenig Eigenhalt und verlagert sich. Es haftet an den Füßen und wird in den Schwimmbereich getragen.

Flusskies
Filtersubstrat FlusskiesDer Flusskies ist ein natürliches Produkt, das eine lange Entstehungszeit benötigt; durch den Transport und das Reiben im Wasser werden die groben, kantigen Gesteinsbrocken zum runden „Kieselstein“.
  • Geeignete Kornamplitude 2/8 (Filterkies) und 16/32 (Dränkies)
  • Gute Durchwurzelung nur bis Korngröße 16
  • Eingeschränkte Partikelabtrennung durch relativ glatte Oberfläche
  • Bis Korngröße 8 große Filterfläche für Bio-filme
  • Keine Sorbtion gelöster Stoffe
  • Runde, glatte Form
  • Sehr gute Hydraulik
  • Vereinzelt phosphathaltig
  • Verlagerungstendenz bei kleinen Korngrößen
Rundkies wird aufgrund der guten Verfügbarkeit und des geringen Preises häufig als Filtermaterial eingesetzt. Wichtig ist, dass das Material keine Phosphatbelastung aufweist. Weserkies ist z. B. negativ aufgefallen.
Filterkies
Filterkies SchwimmteichFilterkies sind zertifizierte Quarzkiese für die Wasserwirtschaft.  Sie speziell aufbereitet gemäß EN 12904 (Trinkwasseraufbereitung) und erfüllen die Anforderungen gemäß DIN 19643 (Schwimm- und Badewasseraufbereitung) sowie DIN 4924 (Brunnenbau).
  • Geeignete Kornamplitude 2/8 (Filterkies) und 16/32 (Dränkies)
  • Gute Durchwurzelung nur bis Korngröße 16
  • Eingeschränkte Partikelabtrennung durch relativ glatte Oberfläche
  • Bis Korngröße 8 große Filterfläche für Biofilme
  • Keine Sorbtion gelöster Stoffe
  • Runde, glatte Form
  • Sehr gute Hydraulik
  • Keine Phosphatemission
  • keine organischen Anhaftungen
  • Verlagerungstendenz bei kleinen Korngrößen
Filterkies ist neutral und wird speziell für die Wasseraufbereitung vorbehandelt. Er eignet sich ideal als Filtersubstrat für Pflanzenfilter. Erhältlich in Bigpacks unter dem Handelsnamen Aquagran.
Granitsplitt
Filtersubstrat GranitsplittGranite entstehen in den meisten Fällen nicht aus Material des Erdmantels, sondern aus aufgesch-molzenem Material der unteren Erdkruste. Granit ist sehr hart.
  • Geeignete Kornamplitude 2/8 (Filterkies) und 16/32 (Dränkies)
  • Gute Durchwurzelung nur bis Korngröße 16
  • Gute Partikelabtrennung durch rauhe Oberfläche
  • Bis Korngröße 8 große Filterfläche für Bio-filme
  • Neutral, keine Sorbtion
  • Rauhe, unregelmäßige Form
  • Sehr gute Hydraulik
  • Geringere Verlagerungstendenz durch Verzahnung
  • Kaum Algenanhaftungen
Granit ist im Wasserbau dadurch aufgefallen, dass sich auf dem Material kaum Algenbeläge bilden. Es lässt sich daher auch gut als Deckschicht einer Substratpackung einsetzen.
Basaltsplitt
Filtersubstrat BasaltsplittBasaltsplitt besteht aus Gesteinsabrüchen. Sie werden über Sieblinien sortiert. Splitte werden allgemein künstlich in Kiesgruben zerkleinert und sind somit kantig, im Gegensatz zu Kiesen, die von der Natur abgerundet werden.
  • Geeignete Kornamplitude 2/8 (Filterkies) und 16/32 (Dränkies)
  • Mittlere Durchwurzelung nur bis Korngröße 16
  • Gute Partikelabtrennung durch rauhe Oberfläche
  • Bis Korngröße 8 große Filterfläche für Bio­filme
  • Keine Sorbtion gelöster Stoffe
  • Rauhe, unregelmäßige Form
  • Sehr gute Hydraulik
  • Geringere Verlagerungstendenz durch Verzahnung
Basaltsplit wird wegen der guten Verzahnung auch als Unterbau für Terrassen, Plattenwege etc. genutzt. Der Splitt wird in der Klärzone weniger gut durchwurzelt wie ein Rundkies.
Zeolith
Filtersubstrat ZeolithZeolithe sind kristalline Alumosilikate, die in zahlreichen Modifikationen in der Natur vorkommen aber auch synthetisch hergestellt werden können.
  • Geeignete Kornamplitude 2/8 (Filterkies)
  • Gute Durchwurzelung
  • Gute Partikelabtrennung durch rauhe Oberfläche
  • Porös, anfangs große Filterfläche für Bakterien
  • Katalitisch durch anionische Ladung
  • Rauhe, unregelmäßige Form
  • Gute Hydraulik
  • Geringere Verlagerungstendenz durch Verzahnung
Zeolithe haben in den ersten 4 Wochen durch die elektrostatische Ladung eine gute Bindekapazität. Wenn diese erschöpft ist, dient Zeolith lediglich als Besiedlungsmaterial für Bakterinrasen. Leider lösen die Bakterien auch gebunden Nährstoffe wieder aus, sodass sich der anfängliche Vorteil ins Gegenteil verkehren kann. Auch die Besiedlungsfläche durch das poröse Gestein ist theoretischer Natur. Wenn der Biofilm das Korn umschliesst ist die Versorgung der Mikroorganismen mit Sauerstoff und Nährstoffe im Kern nicht mehr ausreichend gegeben.

Lavagranulat
Filtersubstrat lavaLava (ital. „Regenbach“) ist die Bezeichnung für eruptiertes Magma, das an die Erdoberfläche ausgetreten ist. Es wird als Granulat angeboten.
  • Geeignete Kornamplitude bis 16 mm (Filterkies)
  • Gute Durchwurzelung
  • Gute Partikelabtrennung durch rauhe Oberfläche
  • Porös, anfangs große Filterfläche für Bakterien
  • Enthält mineralische Spurenelemente
  • Rauhe, unregelmäßige Form
  • Sehr gute Hydraulik
  • Leichtes Material, problematisch beim Teichsaugen
Die Erfahrungen mit Lava als Teichsubstrat sind noch nicht sehr umfangreich. Sicher ist, das die Bakterienansiedlung durch die poröse Oberfläche zunächst gesteigert wird. Allerdings nur solange bis der Biofilm das Korn umschliesst. Es gibt auch Berichte über verstärkte Algenbildung im Bereich des Substrates. Die Zusammenhänge sind noch nicht klar. Als Zuschlagstoff sollte Lava unbedenklich sein.

Zuschlagstoffe


Muschelkalk
Zuschlagstoff MuschelkalkIn Mitteleuropa entstanden in einem flachen Meer-esbecken (ausgetrocknet) fossilienführende, überwiegende kalkige Ablagerungen, die später verfestigt und zum „Muschelkalk“  wurden.
  • Als Gesteinsmehl oder Bruch
  • Erhöhung der Karbonatwerte
  • PH-Pufferung
Muschelkalk sollte wie andere kalkhaltige Mittel nicht im Übermaß eingesetzt werden, da dann die positiven Eigenschaften umschlagen, der pH Wert ansteigt und das Wasser alkalisch wird und Algenprobleme auslösen kann.
Lehm
Filtersubstrat LehmLehm ist eine Mischung aus Sand (Korngröße > 63 µm), Schluff (Korngröße > 2 µm) und Ton (Korn-größe < 2 µm). Er entsteht durch Verwitterung aus Gesteinen.
  • Schluffiges Material mit schlechter Hydraulik
  • Gute Speicherkapazität für Nährstoffe
  • Mineralien und Spurenelemente.
Lehm wird von einigen Autoren als Zuschlagstoff für Pflanzböden in Teichen empfohlen. Er bietet Pflanzen ein Nährstoffreservoir. In  Kiesfiltern hat das Material nichts zu suchen, da es die hydraulischen Eigenschaften bis hin zu einer Verstopfung verschlechtern kann.

Eisenhydroxid (z.B. Phosgran)
Zuschlagstoff EisenhydroxidEisenhydroxid (genauer: Eisen(III)-oxidhydrat) entsteht, wenn Eisen an feuchter kohlen- oder schwefeldioxidhaltiger Luft anfängt zu rosten. Es ist gelungen den Vorgang soweit zu synthetisieren, dass ein Granulat gewonnen werden kann
  • In unterschiedlichen Korngrößen bis 4 mm erhältlich
  • Produktionsbedingt ist ein Feinstaubanteil nicht zu vermeiden
  • Als Phosphatbinder bekannt und eingesetzt
Eisenhydroxid ist ein bekannter Phosphatbinder, der über eine relativ lange Standzeit verfügt. Jedoch kann es bei anaeroben Verhältnissen zu einer Rücklösung und spontanen Freigabe der Phosphate kommen. Eisenhydroxid wird als Filtermaterial im Bypass beschickt  oder dem Bodensubstrat zugemischt. Eisen ist gleichzeitig ein Pflanzendünger.

Copyright Glenk Teichbautechnik e.K.
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