Patronenfilter

Themen

1. Allgemeines
2. Bauform
3. Arbeitsweise
4. Strömung
5. Reinigung

1. Allgemeines
Patronenfilter in Einzelteilen
Patronenfilter in Einzelteilen

Vom Prinzip her ist der Patronenfilter dem Hamburger Mattenfilter recht ähnlich. Weil er genau wie dieser ein langsam laufender biologischer Filter ist. Das Filtermedium besteht ebenfalls aus Schaumstoff. Die Optik ist jedoch eine gänzlich andere. Statt einer an der Wand oder in Ecken montierten Matte besteht er normalerweise aus einer größeren Anzahl senkrecht gestellter Schaumstoffpatronen. Diese werden von außen nach innen durchströmt. Das Einsatzgebiet liegt vor allem in der Teichtechnik oder in größeren Filterbecken. In seiner kleinsten Form findet man ihn als luftbetriebenen Schwammfilter in kleinen und kleinsten Aquarien. Sozusagen ein Ein-Patronen-Filter.

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2. Bauform
Die Siebrohre der beiden Patronenelemente
Die Siebrohre der beiden Patronenelemente

Die übliche Konstruktion eines Patronenfilters besteht aus einer Anzahl nebeneinander stehender, senkrecht angeordneter Schaumstoffpatronen. In der Mitte jeder Patrone befindet ein Siebrohr. Die Siebrohre wiederum sind am unteren Ende auf ein Sammelrohr montiert. Weil die Siebrohre aus Polypropylen gefertigt sind, lassen sie sich nicht mit dem Sammelrohr aus PVC verkleben. Um dieses Problem zu umgehen, werden die Siebrohre bereits herstellerseitig mit einem geringen Übermaß gefertigt. Deshalb sollen sie alleine durch ihren strammen Sitz in den Sammelrohren halten. Da ich ungesicherten Steckverbindungen ein gewisses Misstrauen entgegenbringe, habe ich die Verbindungen zusätzlich mit einer Edelstahlschraube fixiert. Die Sammelrohre schließlich sind mit einer Pumpe verbunden, durch welche das Wasser aus dem Patronenfilter gesaugt wird.

 

Weil der Montageort in meinem Aquarium eine Höhe von über einem Meter bietet, habe ich die Siebrohre entsprechend lang gewählt. Die einzelnen Schaumstoffpatronen haben eine Länge von 50 cm. Dadurch konnte ich pro Siebrohr zwei Patronen aufeinanderstecken, was dann optisch wie eine einzige Ein-Meter-Patrone aussieht.

Die Schaumstoffpatronen haben einen Querschnitt von 10 x 10 cm. Insgesamt kommen 32 Patronen auf 16 Siebrohren zum Einsatz. Das Ganze verteilt sich auf zwei Patronenelemente, welche an der rechten und linken Schmalseite des Aquariums montiert sind. Das Brutto-Volumen des Schaumstoffs ist mit 160 Litern doppelt so groß wie das des vorher verwendeten Mattenfilters. Selbst abzüglich der Bohrung für die Siebrohre verbleiben immer noch 148 Liter.

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3. Arbeitsweise
Fertiges Patronenfilterelement kurz vor dem Einbau
Fertiges Patronenfilterelement kurz vor dem Einbau

Wenn man die obere und die untere Abschlußfläche nicht berücksichtigt, dann ergibt sich eine angeströmte Fläche von 6,4 m2. Das ist mehr als das Dreifache dessen, was der Mattenfilter hatte. Folglich sinkt die Durchströmungsgeschwindigkeit rein rechnerisch auf knapp über 2 cm/min. Auch für einen biologischen Langsamfilter ist das recht wenig. Sollten sich daraus irgendwelche Probleme ergeben, dann habe ich immer noch die Option einer leistungsstärkeren Pumpe. Damit sollte es ein Leichtes sein, die Durchströmungsgeschwindigkeit in die Nähe von Mattenfiltern zu bekommen.

Dennoch rechne ich nicht damit, dass sich die niedrige Durchströmungsgeschwindigkeit an der Patronenoberfläche negativ bemerkbar macht. Bedingt durch den zentralen Aufbau der Wasserabsaugung im Inneren der Patrone nimmt die Strömungsgeschwindigkeit kontinuerlich zu. Sie erreicht dann auf der Oberfläche der Siebrohre mit etwa 8,4 cm/min ihr Maximum.

Das Arbeitsprinzip ist genau das Gleiche wie beim Mattenfilter, denn auch hier wird eine wenige Zentimeter dicke Schicht Schaumstoff langsam durchströmt. Lediglich die Geometrie ist anders. Weil aber die angeströmte Oberfläche und auch das Schaumstoffvolumen deutlich größer sind, ist eine größere biologische Leistungsfähigkeit recht wahrscheinlich.

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4. Strömung
Red Dragon Pumpe zum Betrieb des Patronenfilters
Red Dragon Pumpe zum Betrieb des Patronenfilters

Der Rücklauf des Patronenfilters erzeugt gleichzeitig die nötige Strömung im Becken. Der linke Rücklauf strömt parallel zur Rückwand nahe der Oberfläche nach rechts aus. Die erzeugte Strömung ist so stark, dass sie kurz vor der rechten Wand noch deutlich erkennbar ist. Bei einem Wasserstand von gemessenen 1,18 m bis Oberfläche Bodengrund kann es leicht zu einer Temperaturschichtung kommen. Der rechte Rücklauf hat daher die Aufgabe oberflächennahes Wasser zum Bodengrund zu transportieren. Die Ausströmrichtung zielt auf den unteren Rand der Scheibe, etwa 1,5 m vom rechten Rand entfernt. Futterreste oder Mulm haben in diesem Bereich keine Chance. Daraus ergibt sich eine im Uhrzeigersinn rotierende Strömung entlang der Längsseiten des Aquariums.

Der Betrieb erfolgt mit einer angenehm leisen Red Dragon Speedy 8000, die sich am anderen Ende der 40 mm PVC-Verrohrung im Keller befindet. Die Pumpe ist elektronisch regelbar zwischen 800 und 8.250 l/h und verbraucht bei Volllast maximal 75 Watt. Sie kommt eigentlich aus der Seewasseraquaristik. Zwar klingen 8.000 Liter pro Stunde nicht nach sehr viel Strömung. Man darf aber nicht den Fehler machen, diese Zahl mit den utopischen Angaben von Topffiltern zu vergleichen. Wegen seinem geringen Durchflusswiderstand ist der Patronenfilter für die Red Dragon keine echte Herausforderung. Wer einmal die Hand vor die Ausströmöffnung dieser Pumpe gehalten hat, weiß, was ich meine. Um die Strömungsverluste in der PVC-Verrohrung zu reduzieren, wurden keine Winkel, sondern Bögen verbaut.

Bei Topffiltern dagegen kann man schon bei völlig neuem Filtermaterial mit deutlichen Förderverlusten rechnen. Wesentlichen Anteil daran hat der Umstand, dass die Schläuche oft zu schwach dimensioniert sind. Deshalb ist mir noch kein 1.000-Liter-pro-Stunde-Topf-Filter untergekommen, der diese Leistung im Alltag tatsächlich erbrachte.

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5. Reinigung
Verschraubung des Patronenfilters unmittelbar vor dem Anschluss
Verschraubung des Patronenfilters unmittelbar vor dem Anschluss

Eigentlich sollte die niedrige Anströmgeschwindigkeit der Patronenoberfläche eine Verstopfung mit Holzfasern verhindern. Aber das hatte ich ursprünglich auch beim Mattenfilter gedacht. Daher habe ich zur Sicherheit die Möglichkeit einer einfachen Demontage vorgesehen. Deshalb ist jedes der beiden Patronenelemente über eine Schraubverbindung an das Rohrsystem angeschlossen.

Wenn eines der beiden Patronenelemente gereinigt werden soll, genügt es, diese Schraubverbindung zu lösen. Vorher wird natürlich die Pumpe ausgeschaltet. Dann wird das pumpenseitige Rohrsystem mit einem Stopfen verschlossen. Danach kann die Pumpe wieder in Betrieb genommen werden. Das andere Patronenelement übernimmt für die Dauer der Reinigung die gesamte Filterleistung.

Das Patronenelement muss zum Reinigen nicht in einem Stück aus dem Becken gewuchtet werden. Ein Glück! Weil die Sauerei bestimmt von epischem Ausmaß wäre. Es genügt völlig, die Schaumstoffpatronen einzeln nach oben vom Siebrohr zu ziehen, in einen Eimer zu verfrachten und erst dann aus dem Becken zu heben. Immer eine nach der anderen. Das funktioniert recht einfach, da man nach dem Lösen der Verschraubung das ganze Filterelement zur Seite kippen kann. Zum eigentlichen Reinigen geht man dann wohl am besten in den Garten…

Der Zusammenbau mit den gereinigten Schaumstoffpatronen erfolgt erwartungsgemäß in umgekehrter Reihenfolge: Saubere Patronen wieder auf die Siebrohre stecken, Pumpe aus, Stopfen raus, Verbindung zusammenschrauben, Pumpe ein, fertig. Zumindestens theoretisch. 🙂

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Letzte Änderung: 14. Dezember 2018

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