Substrate, Filtermaterialien im Schwimmteich

In der Regenerationszone und in der Filterkammer werden Substrate angefüllt, in denen Bakterien und Pflanzen das Wasser reinigen. Die Substrate bestehen je nach Ausgangssituation (Füllwasserqualität) aus verschiedenen Kiesen und Splitten. Diese Substrate müssen gewaschen sein, um Trübungen und Nährstoffeintrag zu minimieren und werden gezielt durchströmt.

 

Innere Oberfläche

Ein Billig-Teich ohne spezielle Substrate, der in den Flachwasserzonen nur nackte Folie oder ein paar Kieselsteine aufweist, kommt bei 50 qm Flachwasser nur auf 100 bis 150 qm innerer Oberfläche. Je nach Korngröße und Porösität des Materials können die speziellen Schwimmteich-Substrate eine innere Oberfläche von 200 bis 400 qm je cbm Materialvolumen aufweisen – massig Platz für den erwünschten Bakterienrasen. Bei einer Regenerationszone von 50 qm Flächeninhalt bedeutet dies eine innere Oberfläche von 15.000 qm. Ein vernünftig gebauter Schwimmteich Typ 3 hat demnach die 100-fache innere Oberfläche wie ein Billig-Teich. Daraus resultiert neben den Erstellungskosten auch die große Reinigungsleistung des Bodenfilters. Kein Wunder, dass Billig-Teiche einen viel größeren manuellen Reinigungsaufwand erfordern.

Welche Substrate kommen in Frage?

Dies kann nur durch Fachleute bestimmt werden in Abhängigkeit von der Füllwasserqualität. Folgende Substrate können geeignet sein:

• Die Zeolithe sind ein Naturgestein und weisen eine große Oberfläche auf. Sie wirken auf chemische Art wie ein Nährstoffstaubsauger und ziehen Ammonium-Ionen an, halten sie an der Oberfläche fest und stellen sie für Wasserpflanzen zur Verfügung. Zudem können Zeolithe Schwermetalle binden.

• Der Kalksteinsplitt puffert das Wasser und macht es weniger anfälllig gegen pH-Wert-Schwankungen. Dabei sollte es sich um einen besonderen Splitt handeln, der möglichst wenig Nährstoffe (vor allem Phosphat) an das Wasser abgibt. Zudem kann er Phosphate binden.

• Basaltsplitt und Granitsplitt sind eher sauer und reduzieren den pH-Wert

• Kiese und Sande aus dem Kieswerk enthalten vornehmlich Quarz und sind günstig in der Anschaffung. Sie weisen als Rundkorn eine geringere innere Oberfläche auf als gebrochene Körnungen. Zudem können sie das Wasser kaum puffern. Man benötigt von Kies und Sand viel mehr Material, um den gleichen Reinigungseffekt zu erzielen wie bei den oben genannten Materialien. Dazu bedarf es einer größeren Regenerationszone, was den Einspareffekt bei den Materialkosten wieder zunichte macht. Daher verwenden wir Kiese nur aus kosmetischen Gründen als Abdeckung der anderen Substrate.

Korngrößenstufung

Die Substrate werden korngrößengestuft eingebaut. Bei einem Vertikalfilter werden die groben Materialien unten eingebaut, die feineren oben, damit das Material optimal durchströmt wird. Die Dicke der Substratschichten und Korngrößen ermittelt der Planer.

Durchströmung der Substrate

Die Substrate in den Regenerationszonen werden im Idealfall von unten nach oben durchströmt, weil dann die Verstopfungsgefahr am geringsten ist. Es handelt sich dann um einen sogenannten „Inversfilter“. Die Durchströmung innerhalb der Substrate befördert das von Bakterien gereinigte Wasser wieder in den Schwimmbereich und verändert sich stetig. Es bilden sich automatisch kleinere Kanäle, wo das Wasser schneller fließt. Auch Pflanzenwurzeln bilden Kanäle, wenn diese wieder absterben. Diese Kanäle sacken irgendwann zu und es bilden sich neue. Es gibt also keine Anlage, wo die Durchströmung 100%ig gleichmäßig ist. Stattdessen gibt es sich ständig ändernde Strömungsverhältnisse.

Am Teichrand, wo die Substrate an die Folie stoßen, ist immer eine höhere Strömungsgeschwindigkeit als inmitten der Substrate zu verzeichnen, wie durch die folgende Abbildung verdeutlicht wird:

Die Durchströmungsgeschwindigkeit sollte einerseits so hoch sein, dass viel gereinigtes Wasser abgezogen wird, um es dem Schwimmbereich zuzuführen. Andererseits ist jedoch eine zu hohe Geschwindigkeit auch kontraproduktiv. Ein Teil der Bakterien kann dadurch aus seinem Lebensraum fortgespült werden.

Die Durchströmungsgeschwindigkeit ermittelt sich anhand der Pumpenleistung und anhand des hydraulischen Widerstands der Substrate innerhalb der Regenerationszonen. Je nach Korngrößenstufung werden unterschiedliche Kf-Werte erreicht. Diese muss der Planer ermitteln und dazu die passenden Pumpen auswählen.

Neben der Durchströmung der Substrate werden Schwimmteiche der Typen 2 bis 5 mit einer fortwährenden Oberflächenströmung geplant, welche möglichst mit der Hauptwindrichtung übereinstimmen sollte. Die gesamte Teichoberfläche sollte von der Oberflächenströmung erfasst werden.

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Baustellenbilder vom Einbau der Substrate