- Biofilm-Wachstum und Abbau
- Biofilm-Wachstum: Während des Betriebs bildet sich ein Biofilm auf der Oberfläche des Kalkkieses. Mikroorganismen im Biofilm können Phosphor aus dem Wasser adsorbieren und speichern. Dies kann die Phosphorkonzentration im Material erhöhen.
- Abbau im Winter: Im Winter stirbt der Biofilm ab, wodurch gespeicherter Phosphor wieder freigesetzt werden kann. Der tote Biofilm kann zudem organisches Material in den Kies eintragen, das wiederum zur Freisetzung von Phosphat durch mikrobiellen Abbau führt.
- Oberflächenveränderung des Kieses
- Durch den ständigen Wasserdurchfluss können sich mikroskopische Risse und Poren auf der Oberfläche des Kalkkieses bilden, was die spezifische Oberfläche erhöht. Dies kann die Adsorptionskapazität erhöhen, aber auch die Freisetzung von gebundenem Phosphat erleichtern.
- Externe Phosphoreinträge
- Im Betrieb eines Naturpools können Phosphorquellen wie Blätter, Pollen, Staub oder Futterreste (falls Fische im Pool sind) in den Kiesfilter gelangen. Diese Quellen können den Phosphatgehalt lokal erhöhen.
- Durch vorbeiströmendes Wasser adsorbiert der Kies Phosphor, was den lösbaren Phosphatgehalt im Kies langfristig erhöht.
- Chemische Reaktionen und Alterung
- Auslaugung von Phosphor: Der Kalk Kies enthält geringe Mengen Phosphor, die durch chemische Prozesse im Filter freigesetzt wurden. Dies kann durch Änderungen des pH-Werts oder durch biologische Aktivität (z. B. die Produktion von organischen Säuren durch den Biofilm) begünstigt werden.
- Phosphorbindung: Anorganisches Phosphat kann durch chemische Reaktionen mit Calcium auf der Kiesoberfläche fixiert werden. Diese Bindungen können jedoch instabil sein, insbesondere bei schwankenden Bedingungen wie Temperatur- und pH-Änderungen.
- Konzentrationseffekt im Filter
- Im Filter wird kontinuierlich Wasser angeströmt, das geringe Mengen Phosphat enthält. Der Kies wirkt als Adsorptionsmaterial und im Laufe der Zeit Phosphat aus dem Wasser akkumulieren, bis eine Art Sättigung erreicht wird.
Fazit:
Im Laufe der Jahre steigt der lösbaren Phosphatwerts im Kalk Kies höchstwahrscheinlich an. Das ist auf die Kombination aus biologischen (Biofilm und Abbau), chemischen (Phosphatadsorption und -freisetzung) und physikalischen (Materialalterung) Prozessen zurückzuführen. Besonders der Einfluss des Biofilms und die ständige Anströmung des Wassers sind zentrale Faktoren, die die Phosphordynamik im Kiesfilter beeinflussen.
