Il variegato mondo dei filtri per laghetto

Avvicinarsi al mondo delle Koi è facile, basta guardarne una e poco dopo ne sei già innamorato. E tanta è la fretta che scaviamo subito una buca e ci mettiamo dei pesci, poi, come purtroppo spesso accade, muoiono.il variegato mondo

Allora ci viene in mente di chiedere a qualcuno se conosce un filtro adatto. Lì cominciano i guai; sì, perchè questo argomento è il più importante ed il più variegato per quello che concerne l’hobby delle Koi.

Scopo di questo articolo è offrire una panoramica il più possibile completa delle varie tipologie di filtro attualmente disponibili sul mercato.

Cominciamo col dire che è necessaria da subito una distinzione di funzione in base alla quale si possono avere filtri solo meccanici, filtri solo biologici, filtri meccanico-biologici, e filtri complessi “stand alone” completi per chi ama avere tutto in poco spazio.

Data questa premessa è necessario cominciare a dare una definizione importante : FILTRARE ovvero far passare un fluido attraverso una sostanza permeabile atta a trattenere le parti solide.

Questa è ovviamente solo una parte del significato di “filtrare” dato che questo termine può essere applicato alle più svariate discipline: astronomia, elettronica, medicina, ottica, musica, matematica, fisica, informatica ecc.
Ci basti sapere, per la nostra materia, che filtrare significa rimuovere sostanze da un fluido sia che siano di natura chimica sia che siano particelle solide complesse.

Dopo questo, dobbiamo per forza enunciare i tre corollari della filtrazione in quanto essa può essere meccanica, biologica o chimica.

FILTRAZIONE MECCANICA IL VARIEGATO MONDO

Si definisce filtro meccanico un filtro strutturato funzionalmente ad intercettare lo sporco meccanico del laghetto (foglie, detriti, feci dei pesci) e a rimuoverlo dal fluido che si intende filtrare.
Questo tipo di azione, importante nel laghetto soprattutto da un punto di vista estetico, garantisce la visibilità attraverso l’acqua che ospita le nostre Koi. Questi filtri possono essere ospitati in luoghi dove l’acqua è forzata a passane attraverso e possono avere dimensioni di maglia variabili a seconda della dimensione di sporco che si intende trattenere. Possono essere di materiali plastici/sintetici (lana di perlon, spugne, spazzole, matala) o metallici (sieve, setacci). Altri tipi di filtro prevedono meccanismi di tipo centrifugo per pulire l’acqua.

Lana di Perlon

Molto usata in acquariologia ma non adatta per l'uso nel laghetto da giardino. E' costituita da filamenti di materiale sintetico, sottili come capelli ed intrecciati. Nell'insieme danno l'idea di un tessuto lanoso. Data la loro minuta porosità sono in grado di trattenere le particelle più fini e quindi intasano molto velocemente. E' un materiale "usa e getta" in quanto la sua pulizia completa è pressochè impossibile.

Spugne

Sono spugne sintetiche a varia porosità. Solitamente di colore blu, e di diversi spessori, presentano lo stesso problema della Lana di Perlon, se la loro porosità è particolarmente fine. La facilità nel pulirle dipende dalla porosità, ma anche dallo spessore della spugna.

Spazzole

Assomigliano a enormi scovoli, e come questi sono in materiale sintetico con l'anima centrale in metallo. Vengono disposte nella camera del filtro in più file ravvicinate. Sono relativamente economiche e facili da pulire.

Matala giapponese

E' costituita da fibre plastiche riavvolte e compresse a formare una stuoia di vario spessore. Ne esistono varie densità a seconda della compressione del filo e del suo stesso calibro. E' molto costosa, ma non presenta particolari difficoltà al lavaggio; viene anche usata come supporto biologico.

FILTRAZIONE BIOLOGICA

Si definisce filtro biologico un filtro in grado di trasformare sostanze tossiche, originate dagli escrementi dei pesci e dall’elaborazione di materiale organico, in sostanze meno tossiche o non pericolose alla vita dei pesci nel laghetto.

Ammoniaca — > Nitrito —> Nitrato (nitrificazione assimilatoria)
oppure
Nitrato —> Nitrito —> Ammoniaca —> Azoto gassoso (denitrificazione)
oppure
Ammoniaca —> Azoto gassoso (denitrificazione dissimilatoria)

A tal fine si utilizzano substrati adatti alla colonizzazione dei batteri nitrificanti o denitrificanti (Nitrosomonas, Nitrobacter, Nitrosospira, Batteri Anaerobi Facoltativi, Batteri Anaerobi, ecc.).
Ci sono molteplici tipologie di substrati oggi presenti sul mercato che per essere efficaci devono possedere le seguenti caratteristiche:
– Essere non tossici e non contenere materiale riciclato, dato che è difficile conoscere il contenuto di un prodotto riciclato.
– Il substrato dovrebbe avere un grande rapporto superficie/volume. Più batteri possono essere contenuti nell’unità di volume e minore risulterà la dimensione complessiva del filtro.
– Deve essere facile da pulire. Molto importante se l’efficienza del filtro deve essere alta, dato che i filtri sporchi consumano più ossigeno e compiono minor lavoro biologico.
– I substrati non si devono ostruire. Se ciò avviene si verranno a creare flussi preferenziali che riducono la funzionalità del filtro, e zone anaerobiche che convertono il nitrato in nitrito e ammoniaca nuovamente oltrechè presentare un rischio per la formazione di idrogeno solforato.
– Facilità di manutenzione e di installazione. Questo è spesso un problema notevole in quanto non esistono filtri che possano vantare assenza assoluta di manutenzione. Una riduzione dei tempi di pulizia del filtro avvantaggia anche la funzionalità stessa del filtro. Il peso del substrato è
un fattore limitante in quanto rallenta i tempi di manutenzione e col tempo finisce per dissuadere da questa importante necessità.
Nei processi di nitrificazione i principali substrati per la colonizzazione batterica oggi disponibili sono rappresentati da:

Pietre o Ciotoli

Sono facili da reperire e piuttosto economici. La loro pressochè assente porosità, in rapporto alla superficie, le rende inadatte come substrato principale. Risultano facilmente intasabili e particolarmente pesanti nelle manovre di manutenzione.

Granuli di Argilla

Al momento trovano valida applicazione unicamente nel Filtro Anossico. Il tipo necessario e adatto per la filtrazione non è reperibile in Italia.

Bio Ball

Sono oggetti di varia fattezza, in materiale plastico, strutturati a fornire la maggior superficie di insediamento possibile.Tuttavia presentano molto spesso una superficie liscia (sono più economici), che impedisce ai batteri di trovare adeguata aderenza ad essa. Cosicchè, i filtri che utilizzano questo substrato, impiegano molto tempo a maturare. Se il flusso dell’acqua aumenta troppo, in ragione della loro superficie liscia, i batteri vengono sciacquati via.

Tubo corrugato in pezzi

E’ un materiale reperibile nei negozi di materiale elettrico. Si tratta di tubo corrugato utilizzato comunemente come veicolo di passaggio di cavi elettrici. Per la funzione che ci interessa, viene tagliato in piccoli pezzi che vengono ammucchiati nella camera biologica del filtro. Offrono un buon rapporto superficie/volume e sono relativamente poco costosi. Data la loro composizione plastica sono particolarmente leggeri e permettono una facile manutenzione.

Leca (argilla espansa)

Sono palline di argilla espansa che possiedono una elevata porosità al punto che spesso galleggiano. Sono quindi molto leggere. Sono anche relativamente difficili da pulire e si intasano facilmente.

AquaRock

Può essere sia materiale lavico oppure residui di lavorazione della ceramica. Sono molto difficili da pulire e si intasano spesso. La loro porosità è adeguata alle esigenze.

Tufo

È classificabile fra le rocce piroclastiche eruttive, fatta eccezione per i tufi calcarei di origine sedimentaria. Lo si utilizza sbriciolando in piccoli pezzi mattoni di tufo usati comunemente nell’edilizia. Presenta macroporosità meno numerose di quelle della lava vulcanica, ma sufficienti all’insediamento dei batteri. Il materiale di provenienza piroclastica mantiene nell’acqua la sua originaria morfologia, mentre quello di origine calcarea sedimentaria, col tempo tende a sbriciolarsi e a modificare i parametri di durezza dell’acqua. Nonostante la porosità presenta un peso discreto che non facilita le operazioni di manutenzione.

Cannolicchi ceramici o in vetro sinterizzato

E’ un materiale particolarmente costoso costituito da cilindretti ceramici o in vetro trattato ad ottenere una impressionante porosità in rapporto alla superficie (fino a 100 volte maggiore degli altri media). Non può tuttavia essere utilizzato nel laghetto a causa delle dimensioni del particolato di scarto che in breve tempo finirebbe per intasarli. E’ quindi il materiale ideale per filtri di acquari domestici.

Lava vulcanica

Questo materiale offre una porosità in rapporto alla superficie adatta all’insediamento di un gran numero di batteri, ma il materiale risulta costoso e difficile da manipolare durante la manutenzione, per via del suo peso

Nei processi di denitrificazione si usano gli stessi materiali (preferenziale l’uso di Bioballs), ma è necessario che questi si trovino in un ambiente artificialmente povero di ossigeno.

FILTRAZIONE CHIMICA

Si definisce filtrazione chimica quella finalizzata a rimuovere dall’acqua sostanze tossiche, senza intervento di una trasformazione biochimica. Esistono vari materiali capaci di attrarre molecole come pesticidi, farmaci, metalli pesanti, scarti organici e i loro sottoprodotti (ammoniaca, nitriti, nitrati, fosfati):

Zeolite

Il termine zeolite è stato coniato originariamente nel 18° secolo da un mineralogista svedese di nome Cronstedt, osservando che, durante il riscaldamento rapido di Zeolite naturale, le pietre cominciavano a ballare come l’acqua che bolle. Usando le parole greche che significano “pietra che bolle”, ha chiamato Zeolite questo materiale. Una descrizione di uso comune di una Zeolite è un alluminosilicato cristallino con una struttura a gabbia. Tecnicamente, si parla di una Zeolite come un idrato di alluminio la cui struttura cristallina racchiude cavità (o pori) occupata da cationi e molecole d’acqua, che hanno entrambi una notevole libertà di movimento , tale da permettere uno scambio di ioni e una disidratazione reversibili. Questo minerale si colloca nella classe dei materiali noti come “setacci molecolari”. Esistono più di 48 tipi di Zeoliti naturali e 150 di quelle sintetiche. L’effetto chimico della Zeolite nel laghetto è da ascrivere a due delle sue tre proprietà: assorbimento e scambio ionico.

ASSORBIMENTO: il più importante effetto dell’assorbimento di sostanze chimiche da parte della Zeolite è dato dal meccanismo del setaccio molecolare. Questo effetto “setaccio” può essere utilizzato per produrre la separazione netta di molecole per dimensione e forma. La particolare affinità che una sostanza chimica ha nei confronti delle cavità interne della Zeolite dipende da fattori elettrici. Le intense forze elettrostatiche presenti nelle cavità della Zeolite producono interazioni molto forti con molecole polari come l’acqua. Anche molecole non polari subiscono questo effetto, sebbene le forze assorbenti nei confronti di quelle polari siano eccellentemente forti.
SCAMBIO IONICO: dato che le molecole cariche positivamente (NH4+) sono libere di muoversi dentro e fuori la struttura della Zeolite, queste subiscono uno scambio competitivo con le molecole d’acqua. L’ammoniaca finisce quindi per essere legata, per mezzo di forze elettro-chimiche molto forti, alla struttura della Zeolite. E’ per questo motivo che la questa non è utilizzabile in acqua salata in quanto il sale in acqua si dissocia in Na+ e Cl– ed il sodio finisce per competere con le molecole di ammoniaca nel legame con la struttura della Zeolite. Come risultato si otterrà il rilascio dell’ammoniaca legata precedentemente. Il sale tuttavia può servire per rigenerare, in una vasca separata, la Zeolite dopo che i suoi legami si siano saturati di molecole tossiche.

Carbone attivo

Si tratta di un materiale scuro dall’aspetto granuloso e microporoso in grado di trattanere particelle e sostanze inquinanti come coloranti, medicinali e metalli pesanti. Non possono invece eliminare i composti dell’azoto (Ammoniaca, Nitriti e Nitrati). Le sostanze disciolte vengono attratte elettrostaticamente e quindi “catturate. La capacità assorbente tuttavia non distingue le molecole buone da quelle cattive. Infatti oltre alle sostanze nocive come coloranti e medicinali il carbone attivo trattiene anche minerali importanti per la biochimica delle Koi.

Argille in polvere (Bentonite, Montmorillonite)

La Montmorillonite è un fillosilicato di alluminio e magnesio costituente principale della Bentonite e appartenente al gruppo delle Smectiti. Il nome deriva dalla località di Montmorillon, dipartimento della Vienne, in Francia, dove fu per la prima volta estratta. Si presenta come una polvere grigio-verdastra e talvolta bianca. La sua principale applicazione nel laghetto riguarda una sua importante proprietà: lo scambio ionico. Questa sostanza è in grado di attrarre e legare a sè innumerevoli sostanze disciolte in acqua determinandone una flocculazione e sottraendole alla soluzione. L’effetto principale riguarda una purificazione dell’acqua da sostanze tossiche come metalli e coloranti, capace di ridare all’acqua un aspetto cristallino.

Resine

Lo scambio ionico è un processo in cui ioni di una data specie sono sostituiti, sulla superficie di un materiale non solubile di scambio (resina a scambio ionico). da ioni di una specie differente disciolti in soluzione. Le resine appartengono ad un gruppo eterogeneo di sostanze, in genere granuli di pochi millimetri di diametro, la maggior parte delle quali sono a base di polistirene, il quale assicura l’insolubilità della resina in acqua ed agisce da supporto ai gruppi funzionali che caratterizzano la proprietà della resina nella cattura o rilascio degli ioni. Quando le resine si saturano devono essere rigenerate. Vengono perciò rimosse dall’impianto, immerse nel reattivo adatto (di solito acqua salata). Le resine che ci riguardano sono quelle capaci di scambiare ioni con fosfati e/o nitrati. Molto utilizzate in acquariologia, soprattutto marina, le resine, nel laghetto, risultano piuttosto costose quando i volumi di acqua del laghetto diventano imponenti. Infatti esiste un preciso rapporto di quantità di resina usata rispetto al volume complessivo di acqua del laghetto. Per far sì che l’efficienza delle resine sia sfruttata al meglio, queste necessitano di un reattore dedicato Un reattore è un contenitore (di solito cilindrico e trasparente) nel quale la resina viene posta e movimentata da acqua pompata direttamente nel suo interno a creare un letto fluido di resina che promuove la massima interazione resina-acqua ed evita la sua compattazione.

TIPOLOGIE DI FILTRI

Vediamo nel dettaglio i principali sistemi considerandone sia i vantaggi che gli svantaggi.

Filtro a Cartuccia (meccanico)

I filtri a cartuccia sono costituiti esternamente da corpi in materiale plastico, di forma cilindrica, anche trasparenti, all’inteno dei quali vengono alloggiati i materiali filtranti disposti a massimizzare la superficie di contatto avente capacità di fermare materiali di pochi micron di spessore.

Vantaggi: occupa poco spazio, ha una grande superficie di contatto.

Svantaggi: è difficile da pulire (a volte sono necessarie sostanze chimiche), il costo delle cartucce è elevato, si intasa facilmente (è infatti consigliato come pulizia del fine particolato se messo dopo il filtro biologico e per filtrazioni a basso flusso come le vasche con avannotti).

Filtro a Pressione

– Filtro a Letto Fluido (meccanico-biologico)
Sono filtri nei quali l’acqua viene costretta ad attraversare un letto di sabbia che raccoglie sporco e detriti presenti in essa. Hanno applicazioni in acquacoltura, aquaristica, piscine, ma vengono anche usati nei laghetti ed utilizzati sia per la filtrazione meccanica che biologica. Sono posti tra la pompa ed il laghetto. La loro applicazione per piscine li rende adatti per il fatto che i detriti da asportare sono minimi e la presenza di cloro rende nulla la presenza di alghe. Diversamente il filtro tenderebbe a ostruirsi in pochi giorni. Molto utilizzato un tempo in acquaristica, soprattutto marina, ma come filtro biologico per l’insediamento di batteri. Può essere usato nella filtrazione di un laghetto a patto che venga posto in posizione terminale al filtro o come complemento di un altro filtro meccanico. Tutto questo per ovviare al rischio di intasamento. Usato al termine di una filtrazione meccanica rende l’acqua particolarmente pulita da materiali in sospensione della misura di pochi micron.

Vantaggi: poco ingombranti, presentano funzioni meccaniche e biologiche.

Svantaggi: uso limitato come post filtro meccanico, si intasano facilmente, nel tempo provocano il rialzo dei valori del fosfato.

Filtro a Pressione All-In-One (meccanico-biologico)

Sono filtri costituiti da un contenitore a barattolo chiuso ermeticamente. L’acqua viene forzata a passare attraverso spugne, poi successivamente attraverso cannolicchi o bioballs per la traformazione biologica finale.
Vengono spesso equipaggiatti con una lampada germicida a raggi UVC che completa il ciclo di pulizia.
Anche di grandi dimensioni, questi filtri non sono in grado di filtrare che laghetto di 2-3 metri cubi di acqua. La presenza di grosse Koi, nel laghetto servito da questi filtri, fa spesso collassare il sistema.

Vantaggi: poco ingombranti, presentano funzioni meccaniche, biologiche e spesso sono dotati di lampada battericida, relativamente economici nel complesso.

Svantaggi: uso limitato a laghetti medio-piccoli, si intasano facilmente, nel lavoro meccanico non hanno una grande efficienza, la rottura della lampada sterilizzatrice necessita di un fermo tecnico del filtro, lavaggi delle spugne laboriosi e sostituzione delle stesse costosa.

Filtro a Perline Plastiche (Bead Filter) (mecccanico-biologico)

Sono un recente ritrovato tecnologico in fatto di depurazione per laghetto, evoluzione dei filtri a letto fluido di sabbia. Sono costituiti da un bombolone che lavora a pressione contenente milioni di piccole perline di plastica galleggianti del diametro di 5-6 mm.
Lavoro meccanico: L’acqua entra dal basso spinta da una pompa e costringe le perline contro la calotta del bombolone riducendo al massimo la distanza tra una e l’altra. L’acqua filtra attraverso i piccoli spazi che vi sono tra le perline liberata dalle particelle di sporco che ne rimangono intrappolate. Queste si depositano infine alla base del bombolone dove una valvola di spurgo permette periodicamente di scaricare il detrito accumulatosi.
Lavoro biologico: L’enorme superficie di contatto costituita dalle perline (1600 metri quadrati per metro cubo) permette una colonizzazione batterica efficacissima capace di ancorarsi al biofilm che si produce col tempo sulle parline.
Recenti modelli di filtri a pressione, applicati come filtri biologici o meccanico-biologici, utilizzano diversi materiali (palline di argilla cotta, bioballs di plastica leggera) anch’essi galleggianti. Il substrato poroso dell’argilla promette un insediamento batterico notevolmente più ampio a parità di volume di applicazione.
L’uso di questi filtri prevede che:
– la pompa sia in grado di sostenere la resistenza offerta dall’attrito generato dai substrati contenuti all’interno;
– il flusso debba essere costante, in quanto una sua eccessiva velocità restituirebbe al laghetto il detrito che vi è entrato come effetto di un risciacquo, se fosse troppo lento si potrebbero invece creare al suo interno aree di anaerobiosi pericolose per la produzione conseguente di idrogeno solforato;
– l’acqua che vi entra debba essere ben ossigenata in quanto una grande quantità di batteri è contenuta in uno spazio molto ristretto e questi necessitano di ossigeno per svolgere un lavoro efficientemente.
– non debbano subire interruzioni protratte del flusso in quanto i batteri in essi contenuti in assenza di ossigeno verrebbero rapidamente a morte.

Vantaggi: poco ingombranti, uniscono funzioni meccaniche a quelle biologiche.

Svantaggi: hanno bisogno di pompe in grado di raggiungere una certa pressione (0,2-0,3 bar), sono piuttosto costosi, si intasano facilmente, nel lavoro meccanico non hanno una grande efficienza, i frequenti controlavaggi necessari possono limitare l’efficienza della carica batterica.

Filtro a Perline di Vetro (Glass Filter) (meccanico)

Sono un recentissimo espediente usato per fermare le impurità più piccole che sfuggono ai normali filtri meccanici. Assomigliano ai filtri a letto fluido di sabbia dove al posto di questa è usato vetro reciclato in pezzi minuscoli. Tale materiale risulta più leggero del 20% rispetto alla sabbia e permette quindi un migliorato controlavaggio.

Vantaggi: poco ingombranti, uniscono funzioni meccaniche a quelle biologiche.

Svantaggi: hanno bisogno di pompe in grado di raggiungere una certa pressione (0,2-0,3 bar), sono piuttosto costosi, si intasano facilmente, i frequenti controlavaggi necessari possono indebolire la carica batterica, la porosità del vetro non è tale da poter svolgere ottimamente il lavoro come filtro biologico.

Filtro a Camere (meccanico-biologico)

E’ composto da un contenitore tipo vasca, ma può essere anche cilindrico. Sono fatti in materiali diversi, dalla vetroresina al cemento, al PVC o materiali plastici.
Il meccanismo di funzionamento di basa sul fatto che l’acqua che accede alla vasca, grazie alla spinta di una pompa, messa a monte o a valle della struttura, attraversi varie camere predisposte a serpentina nelle quali venfono posti i materiali sopra indicati per la filtrazione sia meccanica (prima) che biologica o chimica (dopo). Percorsi i vari vani e avendo subito dapprima una pulizia di tipo meccanico e poi una detossificazione biologica nitrificante operata da batteri aerobi obbligati (Nitrosomonas e Nitrobacter), l’acqua rientra nel laghetto.

Vantaggi: abbastanza economico se autocostruito, può essere integrato con la fitodepurazione aggiungendo al suo interno piante acquatiche.

Svantaggi: molto costosi i filtri di media e grande dimensione, necessita di manutenzione per evitare che i substrati si intasino, vanno aggiunti batteri periodicamente, meglio se aerati con sistema controcorrente.

Filtro a Schermo (Sieve) (meccanico)

Questi filtri utilizzano come separatore acqua/detriti una superficie in acciaio inox tagliata al laser in centinaia di microfessure dello spessore di 200 o 300 micron. L’acqua percorre tangenzialmente queste lame e fuoriesce dal basso attraversando questi spazi lasciando lo sporco accumulato nella porzione superiore di questa superficie. Lo schermo metallico è inclinato per facilitare lo spostamento dello sporco nella sua parte più bassa in corripondenza della quale vi è un’uscita per lo scarico dello porco in eccesso.

La griglia del sieve:

Vantaggi: il detrito è rimosso immediatamente dall’acqua, manutenzione limitata.

Svantaggi: particolarmente costoso, non filtra il detrito più fine, abbastanza ingombrante, limitate opzioni di installazione.

Filtro a Tamburo (meccanico)

Sono filtri autopulenti capaci di lavorare per tempi lunghi senza necessità di controllo da parte di persone. Sono in uso all’industria (alimentare, trattamento delle acque, operazioni di reciclaggio, ecc.) già da molto tempo e solo negli ultimi anni ne è stata proposta l’applicazione come filtri meccanici per il laghetto delle Koi.

Sono generalmente costituiti da una struttura interna circolare interamente in acciaio e da un telaio esterno che può essere anche in materiale plastico (PVC).

1 – ingresso acqua 2 – uscita acqua pulita 3 – uscita detriti 4 – ingresso acqua di risciacquo 5 – valvole di risciacquo 6 – dispositivo elettronico di controllo 7 – pannello poroso filtrante 8 – tamburo in acciaio

Il principio di funzionamento è facilmente comprensibile guardando il filtro in azione, ma è laborioso spiegarlo: l’acqua entra nel al cilindro d’acciaio (tamburo) ed esce tramite il rivestimento poroso avvolto attorno a questo per ritornare poi al laghetto. La porosità del rivestimento impedisce il passaggio del detrito all’esterno e resta intrappolato sulla faccia interna del tamburo. Quando l’ostruzione del rivestimento aumenta l’acqua all’interno del tamburo aumenterà di livello poichè impossibilitata ad uscire dai pori ostruiti. Questo causa l’apertura di un circuito elettrico, comandato da un galleggiante, che controlla la rotazione del tamburo, il quale comincia a girare. Girando, la parte di rivestimento poroso ostruita verrà a trovarsi fuori dall’acqua permettendo al nuovo rivestimento pulito di prendere il suo posto. L’acqua all’interno del tamburo potrà così nuovamente defluire attraverso la parte porosa pulita. Si verificherà quindi un abbassamento del livello dell’acqua all’interno del tamburo con la conseguente interruzione del circuito che comanda la rotazione del tamburo. La parte di rivestimento otturata ad un certo punto dellla rotazione verrà a trovarsi in corrispondenza di una serie di ugelli che spruzzano piccole quantità di acqua ad alta pressione. Questa lava il telo poroso, facendo ricadere l’acqua sporca in un contenitore, interno al tamburo, collegato all’esterno del filtro con un tubo di scarico. In questo modo, con un piccolo consumo di acqua, si ha il continuo lavaggio della parte filtrante. La velocità o la durata di rotazione del tamburo dipenderà dal grado di ostruzione del telo filtrante ovvero dalla porosità di quest’ultimo.

Vantaggi: autopulente, il detrito è rimosso immediatamente dall’acqua, trattiene particelle anche di poche decine di micron, manutenzione praticamente assente, non ci sono parti da sostituire.

Svantaggi: ingombrante, molto costoso

Filtro a Nastro (meccanico)

Questa tipologia di filtri è sostanzialmente simile nella funzione a quella dei filtri a tamburo. Se ne discosta in quanto qui il materiale filtrante autopulente dei filtri a tamburo viene sostituita con rotoli di tessuto sintetico a maglie finissime (poche unità di micron). Il materiale filtrante è “a perdere” ossia, una volta servito allo scopo filtrante questo viene eliminato. L’acqua del laghetto entra nel filtro (7) dalla parte superiore, attraversa il filtro sintetico (1)(6) ed esce pulita (2) per tornare al laghetto. Il motorino (5), azionato da un galleggiante si attiva srotolando il tessuto, per permettere a quello nuovo di entrare (3), e a quello usato di uscire (4).

Vantaggi: autopulente, il detrito è rimosso immediatamente dall’acqua, trattiene particelle anche di poche decine di micron, manutenzione praticamente assente.

Svantaggi: ingombrante, molto costoso, necessita di sostituzioni periodiche del tessuto.

Filtro Bakki Shower (biologico)

Sviluppato inizialmente dall’azienda giapponese, Momotaro Koi, il Bakki Shower tenta di simulare la natura nel suo modo di filtraggio dell’acqua. Simile ad un ruscello di montagna dove l’acqua casca sulle rocce.
Biofilm e le alghe crescono sulle rocce e si nutrono di sostanze nutritive nel flusso, in sostanza, filtrando l’acqua. Nel caso del Bakki Shower, numerosi substrati di ceramica vengono posti in grandi vassoi di acciaio (ma ne esistono versioni in plastica, anche autocostruite) e l’acqua viene pompata dall’alto del filtro attraverso i media, per rifluire alla fine nel laghetto. Questo filtro deve essere posizionato sopra il livello dell’acqua creando non poche difficoltà estetiche e data il suo meccanismo di funzionamento l’acqua tende ad evaporare in modo particolare durante i mesi caldi e a raffreddarsi rapidamente durante la stagione fredda.

Vantaggi: il forte flusso dell’acqua rompe le molecole inquinanti rendendole inoffensive (ammoniaca nitriti e nitrati), necessita di scarsa manutenzione, attivazione batterica molto rapida grazie all’enorme ossigenazione del substrato, contrasta la formazione delle alghe monocellulari, non ci sono parti da sostituire.

Svantaggi: ingombrante, molto costoso sia nell’acquisto dei materiali che dal punto di vista del mantenimento energetico, molto rumoroso, sottrae molta acqua al laghetto per evaporazione forzata.

Filtro Anossico (biologico)

Il filtro anossico fu inventato più di 20 anni fa dal Dr. Kevin Novak, un limnologo americano, il quale scoprì che un cesto preforato in plastica riempito di una speciale argilla cotta era in grado di selezionare al suo interno una flora batterica costituita da batteri anaerobi facoltativi, in ragione di un graduale consumo di ossigeno che avveniva dagli strati esterni del cesto verso l’interno nel quale si venivano così a trovare le condizioni ottimali per l’insediamento di questi batteri. Questi cesti (uno da 28×28 cm per ogni carpa adulta, ma possono essere usate anche altre misure) vengono quindi adagiati nella camera di un filtro e disposti anche a file sovrapposte, ma distanziate. L’acqua del laghetto che entra nella camera la attraversa e oltrepassa i cesti passando tra le intercapedini che vi sono tra un cesto e l’altro. Per motivi legati alla forte carica elettrica negativa, che si viene a formare all’interno dei cesti, le sostanze caricate positivamente come l’ammoniaca o l’ammonio (NH3<sup>+</sup>, NH4<sup>+</sup>) vengono attratte all’interno di esso per essere successivamente elaborate ad azoto gassoso che si libera poi, sotto forma di piccole bollicine, nell’acqua, e da lì direttamente nell’aria.

Vantaggi: dimensioni limitate rispetto ai filtri tradizionali a camere, contrasta la formazione delle alghe monocellulari, riduce drasticamente i valori di nitrati e fosfati.

Svantaggi: materiali (laterite e argilla) non reperibili in Italia.

Vasche di Decantazione (meccanico)

La decantazione o sedimentazione per gravità è un metodo meccanico di separazione delle fasi che compongono un’emulsione o una sospensione, basato sul processo della sedimentazione spontanea. Sono usati come stadio iniziale negli impianti di trattamento primario degli scarichi domestici, mentre trovano scarsa o nulla applicazione nella filtrazione dei laghetti ornamentali, a causa del loro ingombro reso necessario per una adeguata espletazione del principio filtrante su cui si basano. Sono filtri molto efficaci che basano la loro azione meccanica sul principio che il detrito, anche particolarmente fine presenta una densità (e quindi un peso) maggiore di quello dell’acqua e quindi posto in un contenitore di acqua, alla lunga si può trovarlo depositato sul fondo.
L’acqua riversata da una pompa in un ampio canale o vasca rallenta enormemente la sua velocità di scorrimento agevolando, lungo il percorso, il deposito per gravità del detrito sul fondo sottraendolo quindi all’acqua che lo trasporta, per venire poi, quest’ultima, reintrodotta nel laghetto o passare alla successiva tappa biologica della filtrazione. Nella parte iniziale del filtro si depositeranno i residui di maggiori dimensioni, mentre alla fine verranno selezionati quelli più fini e leggeri. Il detrito depositato sul fondo può essere poi rimosso con dreni, collegati a valvole di spurgo o a pompe, appositamente collocati alla base di tutta la lunghezza del filtro.

Vantaggi: ottima efficienza meccanica anche nei confronti di detrito molto fine.

Svantaggi: troppo ingombrante.

Filtro a Vortice (Vortex) (meccanico)

Vortex: Sono filtri a decantazione che sfruttano l’effetto vortice impresso ad un liquido sottoposto a rotazione in una camera circolare conica. Sono costituiti da una voluminosa vasca circolare a forma di cono ribaltato, nella quale entra l’acqua da un tubo posto tangenzialmente al perimetro della vasca. Si genera quindi un flusso a vortice. Questo tipo di filtro, come dice la parola, è basato sul principio che in un fluido sottoposto ad azione centrifuga, il materiale solido, più pesante, si dispone verso le pareti del cono e, dato il flusso, viene trascinato al fondo del cono dove si accumula. Successivamente si potrà aprire una valvola di spurgo posta all’apice del cono per facilitare il deflusso del materiale accumulato. Questo sistema è poco usato in quanto richiede molto spazio per l’allestimento. Infatti, per funzionare in modo adeguato, il, l’effetto centrifugo generato dal movimento circolare dell’acqua deve necessariamente essere lento altrimenti si otterrà l’effetto opposto ed il detrito tenderà a portarsi verso l’alto e ad essere nuovamente introdotto nel laghetto. Per generare flussi lenti questo filtro necessita di diametri intorno al metro, al di sotto dei quali comincia a farsi sentire una discreta inefficacia filtrante.

Vantaggi: non ci sono parti da sostituire.

Svantaggi: è molto ingombrante, non ferma le particelle più piccole.

Turbovortex: è un prefiltro meccanico a pressione dal funzionamento similare al normale Vortex. Si differenzia da questo per le limitate dimensioni (35 cm) e per la presenza di materiale galleggiante posto prima dell’uscita dell’acqua. E’ dotato di meccanismo di controlavaggio simile a quello dei normali filtri a pressione con Beads.

Vantaggi: limitate dimensioni, non ci sono parti da sostituire.

Svantaggi: è a pressione, non ferma le particelle più piccole, necessita di frequente manutenzione.

Filtro Denitratore (biologico)

Il processo di nitrificazione parte da precursori azotati come l’ammoniaca e l’ammonio, passa attraverso la trasformazione in nitriti e termina il suo percorso con la formazione di nitrato. Il nitrato non ha altro modo di essere eliminato dal laghetto se non con l’uso di piante che si nutrono di questa sostanza per la propria crescita. Esiste anche una metodologia, che in natura avviene con intervento di speciali batteri. Questi utilizzano il nitrato come fonte di ossigeno, trasformandolo dapprima in nitrito poi in ammoniaca e da qui in azoto gassoso che si disperde nell’atmosfera depurando il liquido che lo conteneva. Per poter ottenere e controllare questo utile evento naturale si sono costruiti degli specifici reattori denominati appunto Denitratori. Questi sono prodotti in varie fogge e materiali, ma il risultato che si vuole, in ogni caso, ottenere è quello di creare un ambiente anaerobico. Ne esistono di forme cilindriche, parallelepipede, ma alcuni creano queste condizioni utilizzando un sottile tubicino di plastica molto lungo (svariati metri). Il meccanismo generale prevede che l’acqua che entra in queste strutture subisca, ad opera dei batteri interni, un consumo di ossigeno progressivo sino ad arrivare alle condizioni di anaerobiosi che garantiscano l’insediamento e l’efficacia di azione dei batteri anaerobi.il variegato mondo
Ora la questione cambia!

Alla luce delle recenti ricerche condotte sui meccanismi della denitrificazione, le vecchie conoscenze cominciano a vacillare.
Prima si riteneva che i batteri fossero quelli anaerobi obbligati e che il procedimento da loro condotto prevedesse una denitrificazione le cui tappe erano speculari a quelle della nitrificazione. Questi batteri sono invece in grado di compiere solo la prima fase della trasformazione del nitrato con produzione di nitrito (tossico).

Recenti ossevazioni hanno evidenziato una tipologia differente di batteri implicati in questo processo. I batteri anaerobi facoltatici. Questo gruppo di batteri è rappresentato da molteplici specie tra le quali vi sono gli Pseudomonas.
Questo gruppo di batteri è capace della trasformazione da nitrato ad azoto molecolare in modo completo ma è addirittura in grado di bypassare queste fasi se utilizza direttamente l’ammoniaca trasformandola appunto in azoto gassoso.

Questo processo di denitrificazione operato nel laghetto con l’ausilio di reattore specifico non è utilizzato, sia per i costi relativi all’impianto (risulterebbe necessaria una enorme camera di reazione per laghetti medio grandi), inoltre, come è ampiamente noto agli appassionati di acquariologia marina, è un sistema molto difficile da tarare e necessita di continui controlli e aggiustamenti per evitare due degli effetti non auspicabili per questo filtro: 1) il filtro lavora troppo lentamente, a causa di un flusso debole, e ciò porta alla produzione di idrogeno solforato per assenza da parte dei batteri di substrati da ossidare; 2) il filtro lavora troppo velocemente, per eccesso di flusso in entrata, e libera nitriti o ammoniaca come conseguenza di una reazione incompleta.

Esistono in commercio apparecchiature per la stima del potenziale Redox di un liquido, dotate di specifiche sonde elettroniche. In pratica, si collega l’ingresso dell’acqua ad una elettrovalvola che, al raggiungimento di un certo valore Redox del liquido interno al filtro si apre azionando al contempo la pompa dedicata al filtro denitratore. L’acqua entra nel denitratore ed attraverso un’ulteriore pompa di movimento posta al suo interno essa viene mescolata a quella già contenuta nel filtro.

L’acqua che entra possiede un potenziale redox positivo (50-200 mV), mentre quella nella camera di reazione deve mantenersi entro i valori di -250 e -50 mV affinchè il filtro lavori in modo efficace.

La nuova acqua miscelata alzerà il valore Redox dell’acqua interna e quando verrà superato di poche unità il valore soglia impostato (-170 per convenzione), l’elettrovalvola interromperà il flusso fino a che il liquido interno raggiunge nuovamente il livello redox di apertura valvola. Anche questo sistema necessita di frequenti controlli a causa del rischio di intasamento e regolari sostituzioni della sonda che col tempo altera la sua capacità di lettura.

Un’importante azione denitrificante e direttamente deammonificante è operata dal Filtro Anossico (“anossico” in acquariologia significa “a tenore di ossigeno molto limitato”, mentre il termine “anaerobico” esprime la totale mancanza di ossigeno) a cui rimando per una trattazione più estesa.

Vantaggi: nessuno.

Svantaggi: necessita di continue regolazioni, ingombrante e costoso in laghetti medio grandi.

Filtro Schiumatoio (Protein Skimmer, Foam Fractionator) (biologico)

Lo schiumatoio è uno strumento che, come altri prima presentati, necessita di una camera di reazione. Esso trova applicazione principale nell’acquariologia marina in quanto la presenza di sale crea le condizioni fisico-chimiche per produrre facilmente le bolle.

Nel laghetto ornamentale, soprattutto in Italia, lo schiumatoio è praticamente sconosciuto. I prodotti che si trovano sul web sono molto costosi, spesso perchè associati ad altre tipologie di depurazione dell’acqua come nel caso dell’ozono.

Il principio della depurazione con lo schiumatoio si basa sul fatto che l’acqua del laghetto sottoposta ad un flusso sotto pressione generato da una pompa, mescolandosi con l’aria (fornita tramite valvole tipo Venturi-Mazzei o tramite aerazione con pietre porose) formi piccole bolle d’aria nella costituzione delle quali entra a far parte il detrito organico del laghetto, o meglio, la frazione proteica responsabile dell’inquinamento ammoniemico.

Nella bolla rimangono intrappolate per questioni di legame di carica elettrica anche metalli pesanti, coloranti ed altri inquinanti eventualmente presenti nel laghetto. Le bolle si accumulano nella parte alta del reattore dove attraverso uno sfogo vengono spinte sotto forma di schiuma all’esterno e raccolte da un collettore o cesto per poi essere smaltite periodicamente.

vedi articolo Protein Skimmer

Esistono diversi tipi di filtri schiumatoi: in alcuni la camera di reazione è colmata da bioballs, in altri la camera di reazione è vuota. Altri ancora sono sistemi multipli corredati eventualmente di ozonizzatore e/o lampada UVC germicida.

Vantaggi: decolora l’acqua asportando al contempo le sostanze tossiche, poco ingombrante, i modelli caricati a Bioballs si intasano facilmente.

Svantaggi: asporta dal laghetto anche minerali importanti al benessere dei pesci, schiumaggio poco efficiente in acqua dolce, molto costosi.

Filtro a Ozono (biologico)

L’Ozono è un gas incolore e dal caratteristico odore metallico (simile all’odore di alta montagna) reattivo, allotropo dell’ossigeno, composto da tre atomi di ossigeno (O3). Si trova naturalmente nella stratosfera della Terra, dove assorbe la componente ultravioletta della radiazione solare in arrivo, che potrebbe essere dannosa per la vita sulla terra.

L’Ozono si trova anche vicino alla superficie terrestre, dove inquinanti emessi dalle attività della società reagiscono in presenza della luce solare per formare Ozono. L’Ozono è una molecola altamente instabile e reagirà rapidamente, con un substrato da ossidare, per restituire ossigeno.

L’Ozono è stato impiegato per anni per la depurazione dell’acqua, sia ad uso alimentare, che negli impianti di balneazione. Attualmente sono in commercio sia prodotti costituiti dalla sola unità ozonizzante (vedi sotto), sia sistemi completi di camera di reazione, nella quale l’Ozono viene iniettato nel flusso dell’acqua che, agitandosi, consente all’Ozono in essa miscelato di reagire con le sostanze tossiche del laghetto, al fine di ossidarle e renderle inoffensiva alla fauna acquatica.

Questo strumento non è in grado da solo di filtrare un laghetto ma deve necessariamente costituire parte del sistema filtrante. Ha tuttavia la interessante proprietà di rendere l’acqua limpida come quella di un ruscello. Sono stati studiati sistemi dotati di controllo elettronico tramite sonda affinchè l’Ozono non fuoriesca dalla camera di reazione col rischio di reagire con le branchie dei pesci danneggiandole.

Tuttavia questi sistemi sono particolarmente costosi e non perfettamente affidabili (un guasto al sistema elettronico brucia letteralmente le branchie dei pesci causando la morte di tutti i componenti del laghetto), per cui è necessario il periodico controllo delle sonde e la loro regolare sostituzione. E’ possibile usare lo sturmento ozonizzante anche senza il controllo elettronico, tuttavia, dato che la quantità di Ozono da erogare è in funzione del materiale organico del laghetto da trattare, risulta evidente come sia difficoltoso impostare una quantità erogata di Ozono che sia, al contempo, sicura ed efficace.

Vantaggi: decolora l’acqua, azione ossidante verso tutti gli inquinanti del laghetto, combatte efficacemente l’alga monocellulare.

Svantaggi: molto pericoloso se entra in contatto con i pesci, difficile regolazione delle apparecchiature, molto costosa la versione dotata di reattore e controllo con sonde elettroniche, necessita di regolare sostituzione delle sonde elettroniche.

Filtro a Fitodepurazione (meccanico-biologico)

La Fitodepurazione è un procedimento di filtrazione che si avvale delle piante acquatiche come oggetti depuranti.
Come è noto le piante si nutrono, di ammoniaca e nitrati per la loro crescita e quello che questi filtri utilizzano è proprio questa capacità naturale. Le piante nel processo di crescita assorbono inoltre dall’acqua anche metalli pesanti, fosfati, e sostanze tossiche.
La fitodepurazione è alla base della detossificazione secondaria delle acque reflue cittadine affiancata anche da altre metodologie efficaci. Essa incontra frequentemente il consenso degli hobbisti del settore laghetto ornamentale dato il suo positivo impatto naturalistico, capace di arricchire esteticamente il laghetto di elementi propri dell’ambiente acquatico.
Una Fitodepurazione che voglia risultare efficace, adottata nello specifico come unico metodo di filtrazione, necessita di una superficie estesa, quanto almeno la superficie del laghetto stesso.
La Fitodepurazione come unica fonte di filtrazione, ha bisogno, affinchè il lavoro svolto comprenda anche la parte meccanica, di flussi lenti dell’acqua in entrata, evitando che si verifichi un risciacquo del detrito già sedimentato.
In questo senso il filtro fitodepurante agisce come un bacino di decantazione.
Le piante del filtro posono essere quelle comunemente acquatiche delle nostre latitudini (es. ninfee rustiche, canne), ma anche quelle tropicali o appartenenti a zone a clima meno rigido del nostro (Papiro, Ninfee tropicali, Giacinti d’acqua, Eichornia crassipes, Loto), avendo queste un effetto ornamentale di particolare impatto estetico.
In generale le piante acquatiche si possono dividere in “idrofite” ed “elofite”. Le prime ossono essere completamente sommerse oppure galleggianti (sia i fusti che le foglie) e vivono di solito dove l’acqua è profonda. La seconda tipologia vive invece dove l’acqua è più bassa, con i l fusto e le foglie sempre fuori dall’acqua.
Le piante elofite possono essere poste a dimora in vasi preforati e sorrette da semplice ghiaia, oppure terra di campo non concimata. Le piante galleggianti (idrofite) invece possono completare il quadro estetico, quando poste tra gli steli di quelle emergenti.
L’aspetto biologico del filtro fitodepurante si completa per l’azione di miliardi di batteri nitrificanti che si ancorano alle radici esposte delle piante, alla stregua di substrati biologici appositamente predisposti. Le stesse radici liberano il flusso dal detrito natante in quanto con le loro ramificazioni terminali fungono da rete meccanica che lo trattiene.
Spesso il filtro a piante è utilizzato come complemento di filtri a camere in modo da aiutare il filtro a smaltire il nirato prodotto o livelli inadeguati di fosfato, diretta conseguenza dell’alimentazione della fauna ittica.

Schemi di fitodepurazione:

Esempi di fitodepurazione in laghetti ornamentali:

Vantaggi: salvaguarda l’aspetto estetico del laghetto, filtrazione completa meccanico-biologica-chimica, per l’azione depurante dai metalli pesanti, nitrati e fosfati.

Svantaggi: necessita di superfici ampie, le piante vanno potate frequentemente ed i residui marcescenti allontanati dall’acqua, manutenzione laboriosa, parziale calo delle prestazioni nei mesi freddi e nello ore notturne.

Prefiltri Meccanici

Skimmer di Superficie

Essi sono costituiti cilindri plastici all’interno dei quali è presente una rete a maglia media. Vengono posti in acqua col margine superiore posto sulla superficie dell’acqua, e la parte inferiore collegata ad una pompa aspirante che muove l’acqua costringendola al suo interno. Il cestello impedisce alle foglie di arrivare alla pompa. Essi agiscono come prefiltri grossolani intrappolando, foglie e detriti maggiori nel cestello. Questo è asportabile facilmente durante le operazioni di manutenzione. Questo filtro, diventa necessario nei laghetti con piante caducifoglie poste in vicinanza, e garantisce un minor intasamento di filtri e prefiltri da materiale grossolano come le foglie, e nel contempo libera efficacemente la superficie del laghetto dal detrito galleggiante.

Vantaggi: pulizia della superficie del laghetto da foglie o detriti galleggianti, alleggerisce il carico del filtro meccanico, piuttosto economico.

Svantaggi: nessuno.

Pompe con prefiltro a guscio

Sono semplici pompe dotate di un guscio di rivestimento forato che impedisce al materiale grossolano presente nel laghetto di venire aspirato nel filtro. Agiscono anche da protezione diretta alla pompa stessa impedendo al materiale solido di grosse dimensioni di entrare in contatto con il rotore della pompa evitando così che esso ne venga danneggiato. Tuttavia non permettono la raccolta del detrito fermato che rimane così nel laghetto. Hanno più che altro una funzione protettiva nei confronti delle parti delicate della pompa.

il variegato mondo

Vantaggi: evita alla pompa di essere danneggiata per aspirazione di materiali di dimensione eccessiva.

Svantaggi: non asporta dal laghetto il materiale filtrato.

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