Die Anströmgeschwindigkeit steht also in einem direktem Zusammenhang zur Pumpenleistung und dem Querschnitt des Filters. Daraus ergibt sich dann die Verweildauer des Wassers im Filter. Die Verweildauer des Wassers im Filter ist zudem noch von der Dicke des Filterkörpers abhängig. Je dicker der Filter, desto länger braucht das Wasser für die Durchquerung. Beim Mattenfilter kann man davon ausgehen, dass die eigentlichen Abbauvorgänge in den ersten 1 bis 2 cm erfolgen. Zwar ist jede Oberfläche eines Aquariums bakteriell besiedelt, aber der Hauptabbau ist eben an der Mattenvorderseite angesiedelt.
Bei der Filterung gibt es direkte Zusammenhänge zwischen Anströmgeschwindigkeit der Filterfläche (Mattengröße) und dem Filterdurchsatz pro Stunde. Wenn man eine Pumpe und/oder eine Matte dimensionieren will, definiert man als erstes die Pumpe. Man geht i.d.R. davon aus, dass der Beckeninhalt 2x pro Stunde durch den Filter soll. Ob man das nun mit oder ohne Bodengrund betrachtet, ist unerheblich. Ich nehme immer den Bruttoinhalt. Bei einem 200ltr-Aquarium muss die Pumpenleistung also etwa 400 ltr/h betragen. Da die Pumpe bei dem Mattenfilter ohne viele Rohrleitung und Schläuche auskommt, ist der Leistungsverlust auch entsprechend gering.
Da man nun die Pumpenleistung kennt, kann man jetzt unter Vorgabe einer gewünschten Fließgeschwindigkeit die erforderliche Mattenfläche berechnen. Sie ergibt sich zu etwa 1000cm². Da ein 200ltr-Aquarium aber einer Seitenscheibe von 40*50=2000cm hat, ergibt sich bei der gewählten Pumpe real eine Fließgewindigkeit von etwas mehr als 3 cm/Minute. Die Pumpe sollte also etwas stärker gewählt werden, auch wenn das Wasser dann mehr als 2x pro Stunde durch den Filter geht. So tastet man sich an die richtige Kombination von Mattengröße und Pumpenleistung heran.
Der andere Weg geht über die vorhandene Filterfläche. Im Allgemeinen nimmt man ja die Seitenscheibe des Aquariums, damit liegt die Mattengröße fest. Unter Vorgabe einer gewünschten Fließgeschwindigkeit lässt sich die erforderliche Pumpenleistung finden. Das wiederum gibt den Beckendurchsatz pro Stunde vor.
Gleichungen
Hier die Gleichungen zur Berechnung (unter Berechnungen können diese Gleichungen als Online-Tool genutzt werden)
Fließgeschwindigkeit im Filter:
vorh. Strömungsgeschwindigkeit
Damit berechnet man die Anströmgeschwindigkeit der Matte. Der Faktor 1000 resultiert aus der Tatsache, dass 1 Liter = 1000 cm3 ist. Dieses muss natürlich berücksichtigt werden, um einheitenkonform zu bleiben.
Durch die Umstellung zu
erf. Pumpenleistung
ergibt sich die erforderliche Pumpenleistung in Abhängigkeit von dem vorhandenen Filterquerschnitt und der gewünschten Anströmgeschwindigkeit. Dividieren durch 1000, um von [cm3] auf [ltr] zu kommen. Multiplizieren mit 60, um von [ltr/Min] auf [ltr/h] umzurechnen
Die Verweildauer errechnet sich dann aus der Mattendicke dividiert durch die Anströmgeschwindigkeit.
Verweildauer
n = Beckendurchsatz pro Stunde
Q = Beckeninhalt (Brutto)
V = gewünschte Fließgeschwindigkeit
Der erforderliche Filterquerschnitt ergibt sich zu
erf. Filterfläche
Richtwerte
Mit den vorgenannten Gleichungen kann man einen Filter hinsichtlich der Pumpe und des Querschnittes dimensionieren. Dabei sollte man folgende Ergebnisse anstreben:
Umwälzung:
Der Beckeninhalt sollte idealerweise 1-2 x pro Stunde durch den Filter. Dieser Wert hat sich für die Filterung als gut herausgestellt. Insgesamt zur Wasserverteilung und Umwälzung im Aquarium kann es zu wenig sein. Dann sollte man weitere Strömungspumpen außerhalb des Filters installieren.
Wenn es bei aeroben Filtern weniger als 1x pro Stunde wird, kann es zur Zunahme von Ammonium kommen, da der bakterielle Abbau nur noch unvollständig geschieht. Da aufgrund der Beckengeometrien die Einhaltung aller Richtwerte nicht möglich ist, empfiehlt es sich eher eine häufigere Beckenumwälzung pro Stunde einzurichten, als eine zu geringe Strömungsgeschwindigkeit zu akzeptieren.
Anströmung:
5 bis 10 cm/Minute haben sich als optimal herausgestellt. Dabei macht es nicht viel aus, wenn man nur 4 cm/Minute erreicht oder auf 18 cm/Minute kommt. Es wirken eh verschiedene unberücksichtigte Parameter ein, so dass real höhere Geschwindigkeiten in den Röhren herrschen. Genau aus diesem Grunde ist es aber wichtig, dass die Geschwindigkeit limitiert wird.
