Biologische Filterung und Einfahren

Was passiert eigentlich im Aquariumfilter?

Im Filter wirken mechanische und biologische Vorgänge zusammen. Schwämme, Matten oder Filtervlies halten sichtbare Schwebstoffe und Futterreste zurück. Das ist die mechanische Filterung. Der Schmutz ist damit allerdings nicht aus dem Aquarium verschwunden: Er befindet sich nun im Filter und wird erst bei der Reinigung tatsächlich aus dem System entfernt.

Noch wichtiger ist häufig die biologische Filterung. Filtermedien besitzen viele Oberflächen, auf denen sich Bakterien, Archaeen und andere Mikroorganismen ansiedeln. Weil ständig sauerstoffreiches Wasser durch den Filter strömt, finden insbesondere nitrifizierende Mikroorganismen dort günstige Lebensbedingungen.

Nitrifikation einfach erklärt

Aus den Ausscheidungen der Tiere sowie beim Abbau von Futterresten und abgestorbenem Pflanzenmaterial entsteht zunächst Ammonium. Abhängig vom pH-Wert und von der Temperatur liegt ein Teil davon als deutlich giftigeres Ammoniak vor. Nitrifizierende Mikroorganismen wandeln diese Verbindungen zunächst in Nitrit und anschließend in das wesentlich weniger giftige Nitrat um. Dieser natürliche Vorgang wird Nitrifikation genannt.

Auch Nitrit ist für Fische und andere Aquarienbewohner gefährlich. Erst wenn beide Schritte zuverlässig funktionieren, können die laufend entstehenden Stickstoffverbindungen ausreichend schnell weiterverarbeitet werden. Nitrat ist im Vergleich deutlich weniger giftig, wird aber nicht einfach vom Filter entfernt. Pflanzen können einen Teil aufnehmen; überschüssiges Nitrat und andere gelöste Stoffe werden unter anderem durch regelmäßige Wasserwechsel begrenzt.

Die wichtigen Mikroorganismen leben nicht nur im Filter

Die Nitrifikation findet keineswegs ausschließlich im technischen Filter statt. Mikroorganismen besiedeln praktisch alle dauerhaft feuchten Oberflächen: Bodengrund, Mulm, Pflanzen, Wurzeln, Steine, Scheiben und natürlich die Filtermedien.

Gerade in einem eingefahrenen Aquarium ist der Bodengrund häufig eine der größten biologisch aktiven Filterflächen. Wie bedeutend sein Anteil tatsächlich ist, hängt unter anderem von Körnung, Höhe, Sauerstoffversorgung, Durchströmung, Bepflanzung und Pflege ab. Der technische Filter ergänzt dieses biologische System durch konzentrierte Besiedlungsfläche und eine stetige Versorgung mit Wasser und Sauerstoff.

Warum neue Aquarien zunächst eingefahren werden

Häufig wird empfohlen, ein neu eingerichtetes Aquarium zunächst etwa zwei bis drei Wochen ohne Fischbesatz einfahren zu lassen. Der Grundgedanke ist richtig: Filter, Bodengrund und andere Oberflächen benötigen Zeit, damit sich dort ausreichend nitrifizierende Mikroorganismen ansiedeln und vermehren können.

Eine feste Wartezeit allein garantiert jedoch noch kein biologisch eingefahrenes Aquarium. Auch ein drei Wochen lang leer laufendes Becken besitzt nicht automatisch genügend Nitrifikationsleistung. Die Mikroorganismen benötigen eine verwertbare Stickstoffquelle, und ihre Entwicklung wird unter anderem von Temperatur, pH-Wert, Sauerstoffversorgung, vorhandenen Pflanzen sowie eingebrachtem Filtermaterial beeinflusst.

In der Einfahrphase kann zunächst Ammonium beziehungsweise Ammoniak ansteigen. Wenn die erste Stufe der Nitrifikation bereits arbeitet, die zweite Stufe aber noch nicht ausreichend entwickelt ist, kann sich Nitrit vorübergehend anreichern. Dieser Anstieg wird im Aquarium häufig als Nitritpeak bezeichnet.

Deshalb sollte nicht allein der Kalender darüber entscheiden, wann die ersten Tiere einziehen. Vor dem Besatz sollten Ammonium/Ammoniak und insbesondere Nitrit kontrolliert werden. Anschließend ist ein schrittweiser Besatz sinnvoll, damit sich die biologische Filterleistung an die steigende Belastung anpassen kann. Auch nach dem Einsetzen der ersten Tiere sollten die Werte zunächst weiter beobachtet werden.

Weiterführend: Untersuchung zur Entwicklung von Biofiltern in neuen Heimaquarien (englischer Inhalt) und Grundlagenstudie zur Nitritoxidation durch Nitrospira-ähnliche Bakterien in Süßwasseraquarien (englischer Inhalt).

Weiterlesen: Filtermedien und Bestückung · Filter reinigen und pflegen