Filter en stroming in de scape

Filter, stroming en flow

De 4 belangrijkste aspecten die essentieel zijn voor een succesvolle aquascape zijn: het licht, de voeding, CO2 en het filter.
Hoewel ze natuurlijk alle 4 belangrijk zijn voor een scape is het filter het meeste ondergewaardeerd. En dan met name de flow/ stroming in de bak om al je voeding en CO2 op de juiste plaats te krijgen. Dit is essentieel en een onderschatte voorwaarde voor een succesvolle scape!

Je kunt alles perfect op orde hebben; het aantal PAR op de bodem, de perfect uitgebalanceerde voedingsstoffen en de juiste ppm CO2. Als je flow niet optimaal is afgesteld is je gehele aquascape tot mislukken gedoemd.
Er is een test gedaan mbv professionele laboratorium meetapparatuur om de CO2 waardes in het aquarium te bepalen.
Het aquarium werd aangestuurd met een pH gestuurde CO2 installatie. Bij de uitstroom werd een waarde van 50 ppm gemeten. Op 30 cm diepte was dit nog maar 15 ppm. Tussen de dicht begroeide waterplanten was de waarde op sommige plekken maar 5 ppm! Verder werd aangetoond dat slechts 1% van al de aangeboden CO2 word opgenomen door de plant, de rest diffundeert uit het water. Daarom is het zo enorm belangrijk om het water door de gehele bak te laten circuleren. Als de flow niet goed is zou je een spray-bar kunnen gebruiken, een extra filter of een extra stromingspompje.

bron: barrreport

Waarom een filter?
De belangrijkste functie van een filter is ten eerst de watercirculatie en ten tweede pas de filtering. Watercirculatie is cruciaal en absoluut noodzakelijk.
De pompcapaciteit moet het liefst 10x de inhoud van de scape zijn. Je kan natuurlijk een extra stromingspompje gebruiken als je niet zo'n groot vermogen filter bezit, maar dan krijg je wel teveel zichtbare techniek in je scape. En dat is visueel niet aantrekkelijk.
Ik heb deze aanbeveling bestudeerd en als proef nagekeken bij de inzendingen van internationale aquascape wedstrijden. Daar zaten de deelnemers gemiddeld op 10x de bakinhoud.
Het voordeel van die capaciteit is dat je een filter makkelijk minder kan laten stromen dan meer. Een nadeel van een te sterke stroming is een grotere kans op baardalg! Ook daar moet je goed rekening mee houden bij het afstellen van de flow. Dus let er wel op dat je niet gaat overdrijven. Als je plantjes eruit zien alsof ze een orkaan moeten doorstaan heb je ongetwijfeld teveel van het goede... Zorg ervoor dat alle planten lichtjes meedeinen met de stroming: op elke plek in de scape.

Ik zeg niet dat dit per definitie altijd correct is.
Als jij een bak hebt met een compacte zandbodem, een paar plantjes en een grote visbezetting is een filter wellicht het belangrijkste. Maar als jij een bak hebt met een 'luchtige'bodem, een plantbezetting van 80% en weinig tot geen vissen; dan neemt een filter niet meer zo'n belangrijke rol in.

Het vermogen van het filter word in het algemeen bepaald door de vorm van de scape. Als je een low-light scape hebt dan is een capaciteit van 4 a 5 keer de bakinhoud meestal wel voldoende. Als je tenminste geen gebruik maakt van CO2 en kolombemesting en alleen van voeding vanuit de bodem aanbied.
Een high light scape heeft wel meer vermogen van de pomp nodig. Het is van essentieel belang dat alle CO2 bij de planten terecht komt. Daarbij heeft een high light dikwijls ook een waterkolombemesting dus een goede distributie is erg belangrijk. En heb je daarbij ook nog erg veel plantmassa dan is 10x het bakvolume eerder een regel dan een uitzondering.
Als je een complexe hardscape hebt kan je gebruik maken van een extra stromingspompje. Is daar geen ruimte voor, of wil je geen extra techniek in je scape zou je eventueel de CO2 iets kunnen verhogen (moleculaire dichtheid = meer ppm)

En, nog een belangrijk detail; bij een snellere stroming word het voor de plant een stuk gemakkelijker om CO2 op te nemen omdat je door een snellere stroming de grenslaag op het blad verkleint. Deze grenslaag is een laag over het blad waar de stroming bijna nihil is. Met andere woorden; dicht bij de blad wordt de stroming afgeremd door viscositeit (wrijving). Om CO2 op te nemen uit het water moet dus eerst die grenslaag overwonnen worden. Hoe dikker deze grenslaag, hoe moeilijker het dus voor de plant word. In de praktijk wil dit dus zeggen dat je met meer stroming ervoor zorgt dat de plant gemakkelijker de CO2 kan opnemen.
Maar als er een langzamer stroming is word de CO2 voornamelijk opgenomen via de onderkant van het blad. Dit omdat een blad aan de bovenkant een dikkere 'grenslaag' heeft dan onder. Dit geld voornamelijk voor Low-Light planten (low tech config) Bovenop die plek word het moeilijker voor de plant om CO2 eruit te filteren. Daarom hebben we bij een high-light scape een filter met een hogere capaciteit waterverplaatsing nodig dan met een low-light scape.

Dit is een richtlijn voor de pompcapaciteit die word gebruikt bij het aquascapen:

Dit is natuurlijk een richtlijn. Als er veel blokkades in de scape aanwezig zijn die de stroming tegenwerken of er een dichte beplanting aanwezig is moet je er wel voor zorgen dat de voeding en CO2 overal in de scape beschikbaar is. Het is natuurlijk niet zo dat als je een scape hebt van 250 liter dat er een filter moet gebruiken van 2500 tot 3000 liter per uur. Dat hoeft niet voor rekening te komen van 1 filter. Je kunt het natuurlijk ook verdelen over 2 aparte filters gebruiken. Het voordeel daarvan is ook dat je hiermee ook 2 stuks CO2 aanvoerpunten kunt creëren. Maar ook het gebruik van een stromingspompje kan een oplossing zijn.
Ikzelf heb een 25L plantenbakje wat helemaal vol staat met plantjes. Er is geen stukje soil te bekennen en het plantgewas is zo dicht dat de achterkant van het bakje niet te zien is. Ik gebruik daarvoor zelf een HOB filter van 360 Liter per uur..!
Als je teveel stroming hebt kun je beginnen om ander- of meer filtermateriaal te gebruiken zoals compactere sponzen. Daarbij kun je bij de meeste filters de flow instellen. Als je hier gebruik van zou gaan maken is het belangrijk om te weten op welke manier de pomp aangedreven word. De impellor die verantwoordelijk is voor de waterverplaatsing wordt op een magnetische manier aangestuurd. Dus er gaat zich geen extra slijtage voordoen als de pomp word 'afgeknepen'. Het is wel de regel dat het niet meer dan 50% bedraagt.

Teveel filtermedia en inline CO2 diffusers geven een negatieve werking op je flow. Hoe meer filtermateriaal in je pomp zit hoe slechter de doorstroming. En als je dan de fabrieksopgave erbij pakt van je filter is de vermelde capaciteit altijd gemeten zonder die filtermedia..! Daar moet je wel rekening mee houden bij de aanschaf. In de praktijk houdt je vaak niet meer over dan 50 a 60%.

Als je filter te zwak blijkt voor je scape plaats je het liefst er zo min mogelijk spul in: 1/4 van het filter met keramische staafjes of stukjes lavarock en een ruwe blauwe spons (Japanse matten) is feitelijk al meer dan genoeg. Daarom gebruiken de meeste professionele scapers bijna geen filtermateriaal. Er zijn zelfs scapers die enkel en alleen wat kleine lavarock in hun filter plaatsen. Meer niet! Ze zijn namelijk van mening dat de beplanting een groot gedeelte van de filtering overnemen. Maar dan moet je natuurlijk wel genoeg planten hebben.

Als ik dit gegeven plaats als antwoord op een forumvraag, krijg ik altijd veel commentaar over de bacteriecultuur die je hebt in een filter. Dit is gedeeltelijk waar.
In de opstartperiode moet je zo snel mogelijk en zo veel mogelijk bacteriecultuur opstarten. Eén van de plaatsen waarin dit gebeurt is je filter. Maar men vergeet dat bacteriën zich ook in de bodem, op de stenen, op de ruiten maar zich ook op de plantmassa nestelen/ ontwikkelen.
Het filter is zeker in het begin een proces om dat mee te helpen om dit proces te versnellen. Maar als de bak eenmaal 'gerijpt' is hoeft het filter niet meer zo vol, mits je over genoeg plantmassa beschikt om die filtratie op te vangen.

Zeker in de opstartfase moet je alleen het water verversen, en niets aan het filter doen. Na 3 weken kan je het filtermateriaal in een halve emmer aquawater onderdompelen, een paar maal uitknijpen en gewoon terugplaatsen. Er blijven genoeg bacteriën over. Een eventuele laag witte watten kun je schoonmaken of vernieuwen.

Bij nieuw gekochte filters zit vaak filtermateriaal bij. De spons die de nitraat eruit filtert moet je eruit halen omdat nitraat nodig is voor plantengroei. Het zwarte koolfilter heeft eigenlijk ook niet zoveel nut. Filteren over kool moet je alleen gebruiken na bijv. een kuur medicatie als je vissen ziek zijn geweest. En kool blijkt gemiddeld maar een week aktief en daarna is het uitgewerkt.
Je hebt veel soorten kool en in verschillende kwaliteiten. En de gemiddelde kool uit onze aquariumwinkels is niet altijd de beste. Je moet kool gebruiken die specifiek gemaakt is voor waterzuivering en daarbij ook chelaten uit het water haalt. Dat de kool de chelaten uit het water filter is een halve waarheid: het zijn juist die chelaten die hun kern al hebben losgelaten en vervolgens aan het afbreken zijn.

Vaak zit er bij een nieuw filter ook van die keramische ringen. Het primaire doel van de keramische ringen is eigenlijk om de stroming te beperken, zodat de grotere deeltjes van het afval vast komen te zitten. Er groeien natuurlijk ook bacteriën, zoals op elke nat of vochtig oppervlak, maar dat is niet hun belangrijkste functie.
Daarom is het zo belangrijk om een betere oplossing te vinden voor mechanische filtratie. Schuim met gemiddelde dichtheid, glafoam (alfagrog) of van die onbewerkte scrubbies werken zelfs beter.

Je kunt natuurlijk ook gebruik maken van een intern filter. Het nadeel is natuurlijk dat je veel kostbare ruimte kwijt bent en dat het optisch geen mooi gezicht is in je scape. Wellicht is het dan beter om gebruik te maken van een HOB filter (Hang On Back).
Maar als de scape groter is dan 60 liter is een HOB niet aan te bevelen.

En trouwens; je leest overal om biologisch filtermateriaal te gebruiken omdat daar de meeste bacteriën op groeien. In de praktijk is dit dus een geheel ander verhaal. Bacteriën groeien het beste op mechanische filtering (zoals fijne sponzen), dan op keramisch filtermateriaal. Bacteriën groeien het meest slecht (!) op gesinterd glas. Ongeacht in welke volgorde je de filtermedia ook opbouwt!

Waarom zijn filterslangen bijna altijd groen?

De reden is niet, zoals vaak word aangenomen, dat de kleur groen minder snel opvalt in je bak .
Achterliggende gedachte is dat de kleur groen niet door de plant (dus ook alg) word gebruikt voor fotosynthese.
Er werd/word vanuit gegaan dat de kleur groen van je filtertechniek geen bruikbaar licht doorlaat en daarmee dient als vorm van algpreventie. Want licht is nodig voor assimilatie en algen doen ook aan assimileren. Dat is de reden waarom bijna alle kunststof filters, dus ook filterslangen, -inlaat, en -spraybars en altijd dezelfde kleur hebben: zwart, groen of helemaal lichtdicht.

In de praktijk bemerk je dat, niet alleen de binnenkant van het filter, maar ook in de filterslangen een vorm van aanslag gaat ontwikkelen. Deze gladde laag is een biofilm. Het bevat veel onafgebroken organisch materiaal, dus het bevat veel koolstof.
Naarmate deze biofilm zich ontwikkeld komt er door de stroming die er langs gaat, ook steeds meer DOC (opgeloste koolstof) in de waterkolom waardoor het overal gaat nestelen: op de binnenkant van je ramen, je techniek, je hardscape en op de bovenste laag van de bodem. Deze 'losgeweekte' biofilm is een goede bron voor algen om zich te nestelen zolang je bacteriecultuur in je bak niet goed is ontwikkeld.

Maar een groen, grijs of zwarte filterleidingen/ spaybar worden feitelijk nooit gebruikt in een aquascape. Het is een lelijk gezicht en neemt kostbare ruimte in beslag. Aquascapers maken gebruiken van transparante spullen. Dus ook vaak transparante filterslangen.
Maak daarom elke paar weken je transparante tecnhniek/slangen schoon! Niet omdat die bruine aanslag een leijk gezicht is; het heeft ook te maken met algpreventie.

The Small Planted Tank