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Grundsätzliche Filtersystematik zur Wasserreinigung in Teichanlagen

Teichbau
Verunreinigungen und Nährstoffe im Wasser
Im Wasser natürlicher oder künstlich angelegter Teiche  sind eine Reihe von Stoffen in gelöster oder fester Form vorhanden. Nur das aus dem Teich verdunstende Wasser ist anfänglich frei von gelösten Ionen und festen Stoffen, nimmt aber schon in der Luft und beim nachfolgenden Abregnen Stoffe aus feinverteilten Staubteilchen auf. Das ist auch der Grund, warum Regenwasser oft mit Nährstoffen belastet ist. Eine wichtige Gruppe dieser Nährstoffe sind die Stickstoffverbindungen. Nitrat (NO3-), Nitrit (NO2-) und Ammonium (NH4+) und gasförmiger Stickstoff (N2) sind die wichtigsten Stickstoffarten, die im Teich eine Rolle spielen. Einige von ihnen können in gelöster Form von Wasserpflanzen aufgenommen und in die Zellen eingebaut werden. Aus den Stickstoffverbindungen werden zum Beispiel Teile der Eiweißmoleküle gebaut, ohne die eine Zelle nicht leben kann. Das heißt also, nur wenn neben anderen Stoffen auch Stickstoffverbindungen als „Nährstoff“ zur Verfügung stehen, kann eine Algenzelle wachsen und sich vermehren. Sind alle anderen Nährstoffe im Überfluss vorhanden, kann eine Zugabe der Stickstoffverbindungen ein ungehemmtes Wachstum der Algen auslösen. Dies dauert so lange, bis ein anderer Nährstoff das Wachstum begrenzt und damit die sogenannte „Algenblüte“ zum Stillstand kommt.
Nun sind im Teich die Stickstoffverbindungen aber meist nicht der für das Algenwachstum begrenzende Faktor. Stickstoffe sind meist schon natürlicherweise im Überschuss vorhanden. Limitierend wirkt fast immer ein anderer Nährstoff, das Phosphat (PO4). Phosphat gelangt über Bodenabschwemmungen, über Regenwasser und abgestorbenes, pflanzliches und tierisches Material in den Teich. Sterben die Algenzellen dann irgendwann von selbst ab, wird das gebundene Phosphat mit der Zersetzung der Algen freigesetzt und bildet die Nahrungsgrundlage für neue Algen.
Gleichrangig zu den genannten Nährstoffen spielen auch gelöste Gase im wässrigen Milieu eine große Rolle. Neben dem Kohlendioxid (CO2) ist  der Sauerstoff von entscheidender Bedeutung. Fast alle Organismen im Teich brauchen zum Überleben Sauerstoff. Nicht nur die Tiere, sondern auch die Pflanzen. Zwar produzieren wasserlebende Pflanzen (dazu gehören auch die Algen) tagsüber Sauerstoff, nachts hingegen verbrauchen sie ihn wieder. So kommt es während der Algenblüten oft zu dramatischen Sauerstoffschwankungen in Abhängigkeit von der Tageszeit.
Ein weiterer wichtiger Parameter für das Teichwasser ist der sogenannte pH-Wert. Der pH-Wert gibt an, wieviele H+ Ionen im Wasser gelöst sind. Je mehr H+ Ionen gelöst sind, um so saurer ist eine wässrige Flüssigkeit, je weniger, umso basischer ist die Flüssigkeit. Der pH-Wert liegt  zwischen 0 und 14. Ein pH-Wert von 7 wird als neutral, ein pH-Wert kleiner 7 als sauer und ein pH-Wert größer 7 als basisch bezeichnet. Das sogenannte Säure- und Basengleichgewicht im Wasser spielt für die Lebewesen und die Umwandlungsprozesse im Teichwasser eine große Rolle. Viele Lebewesen ertragen nur einen bestimmten pH-Bereich, darüber oder darunter sterben sie ab. Das ist auch der Grund, warum sich zum Beispiel in Hochmooren riesige Mengen an Torf anhäufen. Die abgestorbenen Torfmoose können von den Bakterien nicht abgebaut werden, weil keine Mikroorganismen das saure Moorwasser vertragen.

Wird ein künstlicher Teich, ein Bioteich oder ein Naturpool angelegt, muss man sich klarmachen, dass die Natur periodische Wechsel vorsieht, während der Mensch kontinuierliche Verhältnisse schaffen möchte. Man versucht zum Beispiel das Klarwasserstadium als permanenten Zustand zu erhalten. Ein künstlicher Eingriff ist darum unumgänglich. Das geht meist nur mit einer mehr oder weniger aufwändigen Filtertechnik. Dabei muss zwischen unterschiedlichen Zielen der Filtrierung unterschieden werden. Zum einen wird versucht, Partikel aus dem angesaugten Teichwasser zu entfernen, damit diese gar nicht erst zu Nährstoffen mineralisiert werden. Zum anderen soll über die Filtertechnik erreicht werden, die im Wasser freigesetzten Nährstoffe wieder aus dem System zu entfernen. Und nicht zuletzt müssen lebensnotwendige Mineralien ersetzt werden, wenn diese durch Wasserpflanzen und Algen verbraucht wurden. Eine systematische Wasserfiltrierung umfasst also einen mechanischen, einen biologischen und einen chemisch-physikalischen Bereich, wobei es Überschneidungen gibt.

Schwimmteichfilter Funktion
Die Filterkette
Eine funktionierende Filterkette zur Wasseraufbereitung in Teichen basiert immer auf drei Prozessen:

1. Mechanische Wasserreinigung Organisches Material filtertechnisch entfernen
2. Biologische Wasserreinigung Nährstoffabbau durch biologische Prozesse im Pflanzenfilter
3. Biochemische Wasserstabilisierung. Einhaltung der Wasserparameter durch Zugabe von Wasserpflegemitteln

Die Schwerpunkte können unterschiedlich sein. In Koiteichen wird durch hohen technischen Einsatz die mechanische Partikelentfernung angestrebt, um klares Wasser zu bekommen. In Schwimmteich ist es umgekehrt. Hier liegt das Augenmerk auf dem biologischen Nährstoffabbau durch den Pflanzenfilter. Die biochemische Wasserstabilisierung wird nicht selten aus Unkenntniss in allen Teicharten vernachlässigt.


Filterkette für die Teichreinigung

Mechanische Grobstoff- und Partikelfilter
Über die Wasseroberfläche gelangt ständig organisches Material in den Teich. Laub, Pollen, Insekten, Grasschnitt etc. würden absinken und sich mit der Zeit zersetzen und die enthalten Nährstoffe freigeben. Deshalb ist ein Oberflächenskimmer die erste Station einer mechanischen Filterkette. Ein zusätzlicher Bodenablauf kann sinnvoll sein, denn hier werden (in begrenztem Umfang) Algen und Sedimente aufgenommen. Diese „Verschmutzungen“ werden in einem Filter eingefangen. Es ist sinnvoll eine Filterkette von grob zu fein aufzubauen. Würde man sehr früh einen Feinfilter einsetzen, hätte dies einen hohen Wartungsaufwand zur Konsequenz. Auch die Beschränkung auf einen groben Filter, um lange Standzeiten zu erreichen, ist keine gute Lösung. Eine mehrstufige Filtrierung ist vorteilhaft, da sich der Wasserdurchfluss besser aufrecht erhalten lässt. Es ist in der Teichbranche eine Tendenz zu immer feinerer Filtrierung zu beobachten, die Partikel bis in den mµ-Bereich zurückhält. Das ist bei hohen Durchflussmengen aber nur mit aufwendigen Anlagen zu erreichen. So kostet z.B. ein Trommelfilter nicht selten mehrere tausend Euro. Dahinter steht der Wunsch nach kristallklarem Wasser. Bei einer nachgeschalteten biologischen Kläreinheit ist aber eine superfeine Partikelseparation nicht zwingend notwendig. Hier geht es eher darum den Biofilter vor  Schmutzfrachten zu schützen und die Wasserklarheit in einem weiteren Schritt durch die biologische Nährstoffreduzierung zu erreichen.


Biologische Prozesse
Ist die Vorfiltrierung sichergestellt, wird das Wasser meist zum biologischen Abbau der gelösten Nährstoffe und des restlichen organischen Materials in einen speziell angelegten Klärbereich eingeleitet. In Schwimmteichen und Naturpools ist dies in der Regel ein  Pflanzenfilter mit einer Kiesschüttung. Durch die enorme benetzte Oberfläche eines derartigen Kiesfilters kann sich ein biologischer Rasen mit immenser Abbauleistung ansiedeln. Feines Material, das die Vorfilteranlagen passiert hat, wird durch die Aktivität der Bakterien und Pilze endgültig abgebaut und mineralisiert. Die verbleibenden Nährstoffe werden teilweise vom wachsenden Biorasen aufgenommen oder von den Wurzeln der auf dem Kiesfilter siedelnden Pflanzen mit dem Wasser aufgesogen. Der nicht verbrauchte Teil der Nährstoffe gelangt mit dem Ablaufwasser des Kiesfilters wieder in den Schwimmbereich des Teiches und wird von dort erneut im Umwälzkreislauf eingebunden. Wenn sich bei der Passage des Kiesfilters die Nährstoffe so weit reduziert haben, dass Algenblüten nicht mehr auftreten, hat man das gewünschte Ziel erreicht.

Der biologische Aufbereitungsbereich ist die Kernzelle jedes Filtersystems. Leider gibt es keine Garantie, dass ein Biofilter , bzw Pflanzenfilter immer und überall die gleiche Zuverlässigkeit aufweist. Die biologischen Prozesse sind zu komplex und im Freiland können die äusseren Einflüsse ständig wechseln:
1. Wasserqualität setzt sich aus vielen Parametern zusammen, die sich zudem laufend ändern können.
2. Dazu kommen physkalische Einflüsse wie Licht, Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit.
3. Mikroorganismen gibt es in einer unüberschaubaren Artenvielfalt. Jedes Bakterium ist anders spezialisiert.
4. Das Trägermaterial oder Substrat kann selbst Emissionen ans Wasser abgeben.
5. Organische Stoffe und Spurenelemente gelangen von aussen in den Teich.
6. Wasserpflanzen reagieren nach Art unterschiedlich und haben unterschiedliche Reinigungsleistungen.
7. Enzyme katalisieren biochemische Reaktionen.

Das zeigt, dass es für einen biologischen Pflanzenfilter keinen Bauplan geben kann, nach dem immer und überall alles gleich gut funktioniert. Aber es gibt durchaus Bauweisen die anhand von Erfahrungswerten gereift sind und somit eine gute Grundlage für das eigene Filtersystem darstellen. Nähere Informationen finden sie unter Bio-Plflanzenfilter.


Biochemische Wasserbehandlung
Nicht alle Stoffe lassen sich ausreichend biologisch abbauen. Phosphate reichern sich im Wasser oder Sediment an und bilden dadurch eine permanente Nährstoffquelle. Da Phosphat oft der limitierende Nährstoff ist, sollte eine systematische Wasserreinigung mit dem Ziel eines nährstoffarmen Milieus auch die Phosphatreduktion umfassen. Phosphate lassen sich durch Adsorbtion binden. Moderne Phosphatbinder wie. z.B. der Phosphatbinderblock sind inzwischen einfach und unproblematisch in der Anwendung und haben einen hohen Wirkungsgrad.
Die Karbonathärte im Teichwasser sollte über 5° dH (deutsche Härte) liegen. Durch Regen , dem Abbau der Mineralien aber auch durch den Einsatz von UV-Lampen wird das Teichwasser zunehmend weicher und das hat einen negativen Einfluss auf die biologischen Prozesse. Die Mikroorganismen und Pflanzen benötigen für den Stoffwechsel und die Photosynthes Mineralien. Sind sie nicht ausreichend vorhanden, kann der pH Wert instabil werden und im Tagesverlauf stark schwanken.  Daher ist es notwendig das Wasser durch Zusatzmittel wie KH+ oder besser der permanenten Beigabe von Muschelschalen bei niedrigen Werten aufzuhärten, bzw. stabil zu halten.

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