Wie filtert Aktivkohle das Wasser?

Wissenschaftlich gesprochen entfernt Kohle die organischen Stoffe durch einen physikalischen Prozess, der Adsorption genannt wird, aus dem Wasser. Innerhalb eines Riff-Aquariums sind die submikroskopischen Poren der Aktivkohle die letzte Stufe der mechanischen Filterung, die die organischen Moleküle adsorbieren, die zu klein sind, um selbst durch feinste mechanische Filter oder physikalisch aus dem Wasser durch Eiweißabschäumung entfernt zu werden.
Adsorption kann man sich als die Haftung eines Moleküls an die Oberfläche durch Anziehungskräfte vorstellen. Dies tritt innerhalb der submikroskopischen Poren der Kohle auf, weil die Anziehungskräfte zwischen den organischen Molekülen und den inneren Oberflächen der Kohle viel größer sind, als die Anziehungskräfte, die sie in Lösung halten würden. Dies geschieht so lange, bis die gesamte Oberfläche im Inneren der Kohle aufgebraucht ist und diese folglich mit organischen Stoffen gesättigt ist.

Was ist Aktivkohle?

Aktivkohle ist ein äußerst poröses Material mit einer schwammartigen Struktur, aber mit einer sehr großen inneren Oberfläche in Bezug auf die eigentliche physikalische Größe. Es wird aus vielen organischen Materialien hergestellt, die einen hohen Kohlenstoffgehalt haben, wie z.B. Kokosnussschalen, Nussschalen, Braun- und Steinkohle oder Anthrazit. Das auf Kohlenstoff basierende Material wird durch physikalische Modifikation und thermische Zersetzung in einem Ofen unter kontrollierter Atmosphäre und Temperatur „aktiviert“. Der Aktivierungsprozess erhöht die Oberfläche einer Volumeneinheit eines aus submikroskopischen Poren bestehenden feinen Netzes, welches Aktivkohle die Fähigkeit verleiht, als Filtermaterial benutzt zu werden, signifikant. Die spezifische Quelle der Kohle und der jeweilige Aktivierungsprozess bestimmen die physikalischen Eigenschaften des Endprodukts. Da es viele verschiedene Qualitätsstufen von Aktivkohle gibt, müssen sie speziell für jede Anwendung ausgewählt werden.

Was macht eine spezifische Kohle ideal für die Nutzung in Riffaquarien?

Es gibt eine Reihe von international anerkannten Tests für die Bewertung und den Vergleich von Aktivkohle. Allerdings sind die wichtigsten Parameter zur Auswahl einer Kohle für Riffaquarien die Jod- und Methylenblauzahl. Diese beiden Parameter messen die Fähigkeit der Kohle, die gesamten organischen Abfälle aus einem Riffaquarium zu absorbieren, die nicht durch die mechanische Filterung und die Eiweißabschäumung entfernt wurden. Je höher die Zahl, desto mehr organische Stoffe werden aus dem Aquarium pro Gramm benutzter Aktivkohle entfernt. Beide Zahlen sind in etwa gleich wichtig und sollten immer gemeinsam betrachtet werden, wenn Testdaten ausgewertet werden.

Einige Hersteller geben eine Melassezahl an, jedoch werden die Moleküle in dem Melasse Größenbereich in der Regel durch Eiweißabschäumung entfernt, daher ist diese Zahl nicht relevant um die Eignung von Aktivkohle für Riffaquarien zu bewerten.

In der Vergangenheit wurde bekannt, dass Kohle Phosphat in das Wasser abgibt, was für ein Riffaquarium unerwünscht ist und daher wurde die Kohle umso besser angesehen, desto niedriger die Phosphatabgabe war. In Wirklichkeit ist es so, dass keine Unterschiede messbar sind, so lange die Höhe des auswaschbaren Phosphates unter einen Grund Schwellenwert liegt und ist daher irrelevant.

Die Sauberkeit oder Staubigkeit des Produkts ist auch zu beachten und wird als der Aschegehalt gemessen. Je niedriger, desto besser, da höhere Level für eine größere Menge an Partikeln stehen, die ins Wasser freigesetzt werden. Somit bleibt eine geringere tatsächliche Masse an Kohle, die der Filterung beitragen kann. Asche Level werden oft von den Herstellern angegeben, jedoch ist dies am einfachsten sichtbar, indem man sich die Trübung anguckt, wenn man die Kohle ins Wasser gibt.
Zusätzlich zu diesen wichtigen Indikatoren wird der Gesamtwirkungsgrad der Aktivkohle durch physikalische Parameter beeinflusst, wie beispielsweise Produktdichte, TSA, das Porenvolumen und die Maschenweite.

Aktivkohle, die aus Braunkohle und Anthrazit produziert wird, ist aufgrund einer übermäßigen Menge feinen Pulvers (welches bei einigen Fischen zur Seitenlinien Nekrose „HLLE Syndrom“ führen kann) welches im Wasser freigesetzt wird, nicht für Riffaquarien zu empfehlen. Die bevorzugten Quellen sind Kokosnussschale oder Steinkohle.

Tipps zur Verwendung von Reef Spec Kohle in einem Riff-Aquarium

Ergebnisse von Vergleichstests zwischen Red Sea’s Reef-Spec Aktivkohle und der anderer führender Marken

Hinweis: Der Test wurde in den Laboren von Red Sea anhand einer einzelnen Probe einiger führender Marken im Bereich Aktivkohle durchgeführt, die per Zufall ausgewählt wurden.

**Die Gesamtbewertung basiert auf der durchschnittlichen Punktzahl der folgenden vier Parameter

Fachbegriffe

Jodzahl: Standard Test, der durchgeführt wird um die Adsorptionskapazität von kleinen Molekülen zu schätzen, die in dem Bereich von 10 Å bis 15 Å liegen. Empfohlene Werte für Riffaquarien sind oberhalb von 850 mg / g, aber je höher die Zahl, desto besser.
Methylenblauzahl: Standard Test, der durchgeführt wird um die Adsorptionskapazität von mittelgroßen Molekülen im Bereich von 15 Å bis 40 Å abzuschätzen. Empfohlene Werte für Riffaquarien sind oberhalb von 250 mg / g, aber je höher die Zahl, desto besser.
Melassezahl: Nicht-Standard-Test, der durchgeführt wird, um die Adsorptionskapazität von großen Molekülen über 40 Å abzuschätzen. Es gibt keine empfohlenen Niveaus für Riffaquarien, da diese Moleküle durch Eiweißabschäumung entfernt werden.

Asche Level: Ein Maß für den Nicht-Kohle Anteil des Produkts. Dies ist normalerweise der Staub, der von der Kohle an das Wasser abgegeben wird. Je weniger, desto besser.
Auslaugbares Phosphat: Ein Maß für die Menge des restlichen Orthophosphat, der von der Kohle, an das Aquarium abgegeben werden kann. Je weniger Phosphat, umso besser. Für Riffaquarien sollte der Wert unter 10 mg / kg betragen. Bei höchster Qualität wird der Wert unter 2 mg / kg betragen.
Produktdichte: Die Dichte des Kohle bei maximaler Packungseffizienz in g / ml.
TSA(total surface area) – Gesamtfläche: Anzahl der Porenoberfläche für die Adsorption für eine bestimmte Masse an Kohle, gemessen mit Techniken wie BET-Stickstoff-Adsorption; in Einheiten von m² / g angegeben. Empfohlene Werte liegen über 800 m² / g.
Porenvolumen: Die Menge der Makro-, Meso- und Mikroporen. Das Verhältnis zwischen TSA zum Porenvolumen – Schätzung der aktiven Fläche in m2 / ml.
Maschenweite: Messen des Partikelgrößenbereiches des körnigen Produktes. Empfohlene Maschenweite für die Wasseraufbereitung ist 8 x 30 mesh (0,6 x 2,4 mm)

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