Sicherlich hat jeder Aquarianer schon einmal den Begriff "Wodka-Filter" gelesen und wurde auf diesen Filtertyp aufgrund des ausgefallenen Namens aufmerksam. Sofort stellt sich die Frage, "Was ist ein Wodka-Filter?". Einfach beantwortet: der "Wodka-Filter" ist ein Denitrifikationsfilter.
Welche Aufgabe hat ein Denitrifikationsfilter?
Im normalen sauerstoffreichen Milieu eines Aquariums bauen Bakterien (Nitrobacter) das Stoffwechselprodukt Nitrit (NO2-) ab, indem sie es unter Sauerstoffverbrauch biologisch zu Nitrat (NO3-) oxidieren. Da der Sauerstoffverbrauch für solche Vorgange eine relevante Größe ist, wird er als Messgröße (Redoxpotential) erhoben. Sinkt die Fähigkeit des Milieus oxidative Vorgänge zu unterstützen fällt somit das Redoxpotential.
Betrachten wir einmal ein paar typische Redoxpotentiale des Aquarienwassers:
+100mV bis +300mV
Dies sind typische Redox-Werte für das normale Aquarienwasser. 300mV entspricht dabei dem schon sehr sauerstoffhaltigen Wasser eines Gebirgsbachs. Hier finden die oben beschriebenen Vorgänge der biologischen Stickstoff-Oxidation statt. Werden keine neuen Stickstoff-Verbindungen (Nx) zugeführt, werden die vorhandenen Stickstoff-Verbindungen maximal bis zu Stufe des Nitrats oxidiert und liegen so stabil vor. Fällt das Redoxpotential auf
0mV bis -50mV
findet keine Oxidation der Stickstoffverbindungen mehr statt. Als Folgeprozess wird von anaerob arbeitenden Bakterien (z.B. Flavobakterien) das vorhandene Nitrat in giftiges Nitrit reduziert. Der dabei frei werdende Sauerstoff wird von den Bakterien mittels Kohlenstoff zu organischen Verbindungen umgewandelt. Ist die Kohlenstoffzuführung zu gering, stagniert die weitere Reduktion der N-Verbindungen und der Denitrifikationsfilter erzeugt hochgiftiges Nitrit. Eine weiterführende Reduktion findet bei weiter abfallen Redox-Werten statt.
-50mV bis -200 mV
Unter diesem Redoxpotential wird dem Nitrit der restliche Sauerstoff entzogen. Eines der resultierenden Abfallprodukte ist reiner Stickstoff (N2) der als Gas entweicht. Die freiwerdende Menge an O2 wird von den Bakterien zu CO2 abgebaut. Auch hierzu ist Kohlenstoff als Bakteriennahrung notwendig. Sinkt das Redoxpotential weiter auf
< -300mV
besteht die Gefahr, dass im Wasser vorliegende Sulfate (SO4/2-) zu Schwefelwasserstoff (H2S) reduziert werden. H2S ist für Fische giftig und am unangenehmen Geruch erkennbar.
Soviel zum Redoxpotential und den im Wodka-Filter ablaufenden Vorgängen. Warum ist ein Denitrifikationsfilter aber so schwierig zu kontrollieren und zu steuern?
Technisch wird der Filter so aufgebaut, dass Wasser sehr langsam durch eine hohe Säule mit Filtermaterial läuft. Die anfänglichen oxidativen Prozesse im Filter senken das Redoxpotential soweit ab, dass ein für die Denitrifikation nötiges Redoxpotential entsteht. Die Strömungsgeschwindigkeit im Filter ist hierzu maßgeblich und kann nur mit Redox-Messungen justiert werden. Die dann ablaufenden Reduktionsvorgänge machen die Zuführung von Kohlenstoff nötig. Hierzu wird meist Wachs, Kohle, Methylalkohol oder aber Wodka zugeführt. Die Dosierung des Kohlenstoffs muss sehr exakt erfolgen (Redoxüberwachung).
Dies bedeutet:
1. Bei zu geringem Redoxpotential besteht die Gefahr von giftigem H2S.
2. Bei zu hohem Redoxpotential funktioniert der Filter nicht oder erzeugt giftiges
NO2.
3. Bei zu wenig "Wodka" erzeugt der Filter ebenfalls giftiges NO2.
Dem Denitrifikationsfilter sollte daher stets ein oxidativer Filter nachgeschaltet sein. Eventuell durch Fehlfunktionen anfallendes Nitrit kann darin abgebaut werden und gelangt nicht direkt in den Wasserkreislauf des Aquariums zurück.
Diese Erkenntnisse machen die Komplexität bei der Steuerung eines Denitrifikationsfilters
sichtbar. Die bessere Möglichkeit zur Reduzierung der Nitratwerte im Aquarium
ist somit sicher die Vermeidung bzw. der natürliche Abbau der Schadstoffe,
denn eine automatisierte Rexodpotential-Steuerung wird beim Einsatz eines Denitrifikationsfilters
wohl kaum vermeidbar sein.
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