| Men
vraagt ons wat ... |
| |
Geachte
redactie,
Bij ons in de vereniging worden nogal wat vragen gesteld over houtskool.
En we weten daar niet goed raad mee. Kunt U ons hiermee vooruithelpen?
- Wanneer mag het gebruikt worden?
- Hoe en waar mag het gebruikt worden?
- Na gebruik, wat moet er dan gebeuren met het water dat nu chemisch
gezuiverd is?
- Wat zijn de gevolgen als er niets aan gedaan wordt?
- Wat moet er dan aan gedaan worden en met wat?
- Wat zijn de hoeveelheden van wie en wat?
- Mag ja of nee houtskool samen met turf gebruikt worden?
- Wat gebeurt er, indien men vergeet van houtskool uit het filter
te halen na gebruik van medicamenten?
S.P. - Mechelen
Geachte redactie,
Heeft het zin om plantenvoeding te gebruiken, samen met houtskool
in het filter? Worden die voedingsstoffen, en vooral het ijzer dan
niet allemaal uit het water verwijderd?
E.B. - Stabroek
Geachte redactie,
In Aquariumwereld 50/07 vertelt Johan CLEPPE dat hij het nitraatgehalte
van het aquariumwater van zijn Enanthiops sp. Kilesa tot op een aanvaardbaar
niveau verlaagde met behulp van actieve kool. Ik heb dat ook geprobeerd
maar dit had bij mij geen resultaat. Het nitraatgehalte bleef ongewijzigd.
Heeft U een idee wat daarvan de oorzaak kan zijn?
K.S. - Evergem |
| |
Ik
moet bekennen dat dit vragenpalet mij enigszins verbijsterde. Enerzijds
omdat ikzelf geen koolstof, al dan niet actief, in mijn filters gebruik.
Anderzijds omdat dat mijns inziens toch allemaal luid en duidelijk
in de aquariumliteratuur beschreven is. En verder had ik misschien
wat fantasierijkere vragen verwacht. Iets in de zin van: "kan
ik de oude houtskool uit mijn filter laten drogen en dan later gebruiken
voor de bbq ?"
Want er wordt wereldwijd nogal wat koolstof verbruikt voor dit typisch
zomers culinair genoegen. Ettelijke regenwouden worden op die manier
zonder enig protest in energie omgezet. Nu ja, die wouden zijn dan
toch al omgekapt. En het kooldioxide dat bij het verkolingsproces
het broeikaseffect nog wat meer gaat vergroten, ontsnapt ook niet
hier maar in de ontwikkelingslanden die, dank zij het protocol van
Kyoto, dat ongebreideld mogen verder doen. Het is dus een geluk dat
we hier slechts de houtskool gebruiken die het zuivere koolstofskelet
is en hier zonder al te veel luchtbedoezeling in warmte wordt omgezet
om onze worstjes, hamburgers en T-bonesteaks eetbaar (nu ja!) te maken.
Omdat
er blijkbaar meer vragen dan antwoorden zijn en omdat die antwoorden
telkens andere vragen oproepen, ben ik zelf eens in de boekjes en
tijdschriften gaan rondneuzen en ik moet inderdaad toegeven: wat de
aquariaan daar qua actieve kool in de volle maag gedreund krijgt een
allegaartje is van holle frasen en halve waarheden met tussen door
een naspeurbaar feit dat echter in de context meestal volslagen uit
zijn verband gerukt wordt. |
 
Kool in het filter. Moet het nu wel of niet? Zo ja, voor hoelang?
Zo neen, waarom niet? Vragen waarop we in deze bijdragen een antwoord
hopen te geven. |
Een dergelijke chaos vraagt natuurlijk een degelijke aanpak. Ik ga
U daarom in deze eerste bijdrage een overzicht van de literatuur geven,
gevolgd door een overzicht van twee correcte en technisch duidelijke
bijdragen. De eerste van Stephen SPOTTE, wiens werk ik zeer vaak als
standaard gebruik in deze antwoordrubriek en vervolgens een technisch
dossier van een fabrikant van actieve kool. U kunt dan zelf hieruit
filteren (hoe toepasselijk!) wat in al die boekjes- en tijdschriftbijdragen
als "afval" mag afgevoerd worden. In een volgende bijdrage
ga ik een stapje verder. Ik heb met diverse actieve koolsoorten een
reeks proeven opgezet. Het verloop van deze proeven en de resultaten
krijgt U volgende maand. Ik kan U nu al wel vertellen dat daar ook
weer wat abnormale resultaten tussenzitten. En de maand daarop zal
ik dan de conclusies over het geheel voor U samenvatten en dan moet
U definitief weten van welke halve waarheden U in de toekomst brandhout
(of houtskool) kunt maken. Om ruimte te sparen in deze artikels zullen
we gevoeglijk hierna deze actieve kool met de officiële technische
afkorting A.C. (Activated Charcoal) aanduiden.
Vooreerst een algemene opmerking. Ik neem aan dat de briefschrijvers
van hierboven steeds A.C. bedoelen als ze over houtskool in verband
met het aquarium spreken. Het is namelijk zo dat niet alle A.C. van
hout gemaakt wordt. Er zijn ook tal van andere materialen die verkoold
kunnen worden en later geactiveerd. We komen hier later op terug.
Verder worden in vele artikelen de begrippen ABsorptie en ADsorptie
nogal door mekaar gebruikt. Bij ABsorptie wordt een gas of vloeistof
in het volume (de inwendige vrije ruimte) van een vaste stof opgenomen
(cf. een spons). Bij actieve kool spreken we van ADsorptie. Dat betekent
dat een stof wordt gebonden aan de oppervlakte van een andere stof.
Dat kan een gas zijn of een in vloeistof opgeloste stof. De binding
aan het oppervlak kan vast of zwak zijn. Zeer vaak zijn er "Van
der Waals-krachten" in het spel. Dat zijn zwakke bindingen die
b.v. ook de atomen binnenin proteïnemoleculen in stand houden.
We beginnen ons overzicht bij enkele commerciële uitgaven. Boekjes
voor de beginnende liefhebber van Tetra® en Dennerle® b.v.
maken geen gewag van A.C. Ze hebben deze producten overigens niet
in hun aanbod opgenomen. Bij Sera® wordt er wel over gesproken.
Met name voor het absorberen van gifstoffen. Verder zijn er wat boekjes
verschenen over "Aquariumchemie". In 1976 lezen we in een
dergelijk werkje van Guido HÜCKSTEDT dat A.C., en zelfs de dure
soorten, slechts het water ontkleuren. Hij signaleert ook dat sommige
soorten reductief werken, waarbij nitraat in giftig ammoniak wordt
omgezet. Hij stelt dat we slechts producten van egale kwaliteit mogen
gebruiken en dat dit bij A.C. meer op russische roulette neerkomt.
In 1978 vertelt Dr Dieter HOHL in een gelijknamig werkje, dat in de
in Duitsland bereide A.C. behoorlijk wat zink vrijkomt. Een rest van
het zinkchloride dat bij het activeringsproces gebruikt werd. Zink
is giftig voor vissen en daarom wordt dit filtermateriaal (zonder
voorbehandeling met b.v. zwavelzuur) als gevaarlijk voor aquariumtoepassing
bestempeld. Het grote adsorptievermogen van A.C. gaat volgens de schrijver
wel op voor gassen, maar nauwelijks voor vloeistoffen. Toch moet hij
toegeven dat verse koolstof zeer effectief kan zijn bij het verwijderen
van de resten van medicatie. A.C. mag dan ook slechts een korte tijd
aangewend worden en in ieder geval nooit langer dan enkele dagen omdat
dan het eindpunt van het adsorptievermogen bereikt werd. Reactiveren
van de kool is economisch onverantwoord en vereist dure technische
apparatuur. Onder de titel "Aquariumwater, diagnose en therapie
" verschijnt andermaal een werkje over aquariumchemie en deze
maal van de hand van Hans-Jürgen KRAUSE. A.C. wordt hier slechts
terloops genoemd om Chloor en waterstofperoxide uit aquariumwater
te verwijderen.
In 1998 verschijnen in de aquariumpers enkele artikelen over filtermaterialen
en o.m. over A.C. In maart lezen we in "Das Aquarium" 345
een bijdrage van Klaus SIß. Hij stelt dat A.C. ontstaat door
het verhitten van plantaardig en dierlijk materiaal, anaëroob,
en met toevoeging van fosforzuur of zinkchloride. Daardoor krijgt
de kool een inwendige oppervlakte van 1600 m2 per gram. Dit oppervlak
trekt door absorptie Chloor, ozon, niet-polaire pesticiden en humuszuren
aan. Het verwijdert geen nitraat. Geeft ook aanleiding tot ongewenste
bacteriebloei en is niet regenereerbaar.
In het mei-juninummer van "Aquarium Heute" neemt Dr Axel
OBERBRENNER het woord. Hij stelt dat A.C. bereid wordt uit hout dat
middels waterdamp op 800-1000 C verhit wordt waardoor een zeer poreus
koolstofgruis ontstaat met een oppervlakte van 900/1000 m2/g wat neerkomt
op 1 ha voor een soeplepel. A.C. bindt op zijn oppervlak echter uitsluitend
organische (= koolstofhoudende) stoffen. Anorganische zouten zoals
sporenlementen (b.v. ijzer) en stikstofverbindingen zoals nitraat,
worden niet gebonden. De binding aan de koolstofmatrix is niet chemisch
maar op basis van electrische aantrekkingskracht. Regeneratie is mogelijk
maar economisch oninteressant. Na saturatie van de poriën zal
dit filtermateriaal dezelfde eigenschappen hebben als een kiezelbedfilter.
Bacteriën zijn ook organisch en worden dus ook aangetrokken door
de koolstofoppervlakten. Binnenin het koolfilterbed zullen ze zich
dan voeden met de andere geadsorbeerde organische stoffen. Deze bacteriënpopulatie
functioneert dan als een normaal biologisch filterbed. Er wordt dan
niet slechts geadsorbeerd maar er worden ook stikstofverbindingen
geoxideerd. Een dergelijk systeem is dus processtabiel. De groeiende
bacteriepopulatie eet steeds meer organische stoffen weg waardoor
de adsorptiegrens nagenoeg nooit bereikt wordt.
In het jui-augustusnummer van "Het Aquarium" geeft W. VAN
LIEROP zijn visie op A.C. Door absorptie worden geur- en kleurstoffen
uit het water verwijderd alsmede grote hoeveelheden eiwitten. Verder
kan deze stof ook aangewend worden voor het verwijderen van medicamenten
of restanten. Ze moet echter regelmatig vervangen worden omdat er
anders grote hoeveelheden bacteriën op af komen die de eiwitten
gaan benutten maar tegelijk hun afvalstoffen terug in het water brengen.
In combinatie met zeolieten kunnen ook eiwitten, alsook het schadelijke
ammoniak verwijderd worden. De combinatie van koolstof en zeoliet
kan bovendien ook de werking van dit laatste verlengen.
Op het internet zijn ook enkele bijdragen over A.C. te vinden. Vele
handelen over de orale toepassing ervan bij voedselvergiftiging. Andere
over het filteren van huishoudwater. Laat U niet te veel meeslepen
door de vele superlatieven en uitroeptekens die in sommige (meestal
auteurloze) internetbijdragen gevonden worden. Zo lezen we ergens
dat A.C. alle levende en niet levende materie absorbeert welke een
tegengestelde elektrische lading heeft en dat het meer dan 4000 chemische
stoffen absorbeert zoals medicamenten, gifstoffen, toxines, zware
metalen èn pathogene bacteriën! Bruce SELIG, Fred BERGSUND
en Russel DERICKSON van North Dakota State University stellen dat
A.C. Chloor en organische contaminanten (die bestaan uit Koolstof
en Waterstof) verwijderen. Ze omschrijven enkele ervan: trihalomethanen,
pesticiden, industriële solvents (gehalogeneerde koolwaterstoffen),
polychloorbiphenyls (PCB's) en polycyclische aromatische koolwaterstoffen.
De trihalomethanen zijn een bijproduct van de chlorinering van huishoudwater.
Wat niet geadsorbeerd wordt volgens deze drie auteurs zijn microben,
natrium, nitraten, fluoride, calcium en magnesium. Lood en andere
zware metalen vereisen een zeer speciale A.C. Kleine organische moleculen
worden het gemakkelijkst geadsorbeerd maar de korrelgrootte (poeder
of granulaat) speelt ook een rol. Een lage pH en temperatuur bevorderen
eveneens de adsorptie. Sommige organische stoffen kunnen een betere
binding realiseren en zelfs tot versmelting of ionenwisseling overgaan.
Dat wordt door de aard van die stoffen bepaald. Zij vermelden ook
de bacteriegroei maar voor de filtratie van huishoudwater is die veeleer
ongewenst. In een gelijkaardig artikel van Michigan State University
lezen we nagenoeg dezelfde informatie.
In januari 2001 vinden we dan in "Het Aquarium" nog een
bijdrage van William A. TOMEY. Hij gaat hierin wat dieper in op de
nieuwe en duurdere A.C.-soorten die de laatste jaren door diverse
fabrikanten op de markt gebracht werden. Hij heeft het echter uitsluitend
over het adsorptieproces en niet over de eventuele biologische filtering.
Met nogal veel omhaal wordt gesteld dat de duurdere soorten echt wel
hun geld waard zijn. Een en ander steunt op een hypothese die verklaart
waarom A.C. beter adsorbeert dan stoffen met een gelijkaardige poriestructuur.
Stephen SPOTTE tenslotte houdt het bij nuchtere feiten. A.C. wordt
verkregen uit hout, plantaardig materiaal, been, kokosschalen en bereid
in twee fasen. Eerst worden de koolwaterstoffen verwijderd door de
anaërobe verhitting tot 600 °C. De verkregen kool wordt dan
geactiveerd door een oxiderend gas toe te voegen en te verhitten tot
900 °C. Dit geeft de fijne poriënstructuur. De structuur
en de aard van dat poriënweb wordt uitgedrukt door de molasse-,
phenol- en jodiumgetallen. Die worden per productieproces vastgesteld
zodat de gebruiker aan de hand van deze variabelen de A.C. kan kiezen
die het best aan zijn behoeften beantwoordt. Vooral het jodiumgetal
brengt de interne poriënstructuur tot uitdrukking. Jodium heeft
het kleinste molecule en hoe hoger het jodiumgetal des te hoger het
adsorptievermogen van de A.C. Een andere factor die de adsorptie beïnvloedt,
is de vorming van biologisch slijm dat als stofwisselingsproduct van
bacteriën ontstaat. Dat slijm verhindert enerzijds het dieper
indringen van organische moleculen in de poriën. Ze sluiten ze
gewoon af. Anderzijds wordt het A.C. door dit biologisch slijm steeds
bacterievriendelijker. Deze heterotrofe bacteriën nemen verder
organische moleculen op maar ook oxideren ze eiwitverbindingen (eiwit
via ammonium en nitriet tot nitraat).
Uit het technisch dossier van Donau Karbon, een afdeling van de Lurgi-groep
die de Hydraffin® A.C. vervaardigt leren we dat er 2 belangrijke
systemen zijn om de kool te activeren. Om te beginnen is er het gas-activatiesysteem
waarbij stoom, kooldioxide, lucht of een mengsel hiervan gebruikt
worden. De temperaturen die hierbij gebruikt worden variëren
tussen 700 en 1100 °C. In het chemisch activatieproces wordt fosforzuur,
zinkchloride of zwavelzuur gebruikt en de kool verhit van 400 tot
800 °C. Deze oxiderende stoffen moeten daarna uitgeloogd en weggewassen
worden. Hydraffin en de meeste moderne A.C.-soorten worden volgens
de gas-activatie vervaardigd. Omdat deze firma zich uiteindelijk toelegt
op het vervaardigen van effectieve adsorptiematerialen voor technische
toepassingen vinden we hier geen gegevens over bacteriegroei en de
gevolgen ervan. Er wordt wel uitgeweid over al die stoffen die zogezegd
door A.C. verwijderd worden zodat we een wat gerelativeerde kijk op
dit gebeuren krijgen. Ozon en waterstofperoxide worden b.v. zeer gemakkelijk
geadsorbeerd terwijl Chloor een duidelijk langere contacttijd met
de A.C. nodig heeft. A.C. in poedervorm is voor Chloor ook heel wat
minder effectief dan de granulaatvorm. Het is duidelijk dat vele stoffen
niet geadsorbeerd worden in het gewoonlijk compacte zakje A.C. dat
wij in onze filters plaatsen. Er wordt verder ook gesproken over de
saturatie van een filterbed en het doorslagen ervan, waardoor tenslotte
de geadsorbeerde stoffen terug vrij komen. Een dergelijk breekpunt
kan enkel door regelmatige testen op het te filteren water en het
gefilterde water aan het licht komen. In technische toepassingen worden
daarom steeds zeer grote filterbedden met A.C. aangewend.
Tot hier dit overzicht. Ik heb het met opzet vrij uitgebreid gemaakt
om U te overtuigen niet zomaar alles te geloven wat wordt neergeschreven.
U kan het rustig een maand lang herkauwen zodat U ten volle begrijpt
wat de experimenten met diverse A.C.-soorten uiteindelijk betekenen.
Voor het vervolg: klik hier:  |
|
