De zelfbouw eiwitafschuimer

Toen ik in 2001 met het “afschuimen” van vijverwater begon te experimenteren heb ik het internet afgezocht naar informatie over de werking en zelfbouw van dit toestel. Er was toen heel weinig over te vinden. Bijna iedereen was er tot dan nog van overtuigd dat dit toestel enkel zijn nut had in het zeewater aquarium, zelfs ik was die mening toegedaan.. Tot iemand mij nieuwsgierig maakte en ik ben beginnen bouwen en experimenteren!

Ondertussen hebben nog heel wat hobbyisten de weg naar deze vorm van mechanische filtratie gevonden en zijn er al veel mooie zelfbouw-toestellen gemaakt. Ieders model steunt op hetzelfde principe, maar kan qua uitvoering geheel anders in elkaar gezet zijn. 

Door al die creatieve bouwers is het mooie gevolg dan ook dat er nu heel wat meer informatie te vinden is op het net, en men kan een ruim aanbod aan zelfbouw modellen vinden met schema”s, foto”s, bouwbeschrijvingen en dergelijke meer.

In een vorig artikel deden we de theorie van het afschuimen uit de doeken, in dit artikel wil ik graag een aantal zelfbouw-modellen nader bekijken. Beide artikels sluiten aan bij elkaar en worden dan ook best samen bekeken.

Principe : ter herhaling

U herinnert zich wellicht nog dat we bij het afschuimen lucht (bvb.onder de vorm van luchtbellen), of ozon, zo veel mogelijk trachten in contact te brengen met het te filteren water. De bellenmassa trekt vuildeeltjes aan en het daarbij gevormde schuim blijft als restfractie over. Dit schuim bestaat immers uit een opeenhoping van gasbelletjes beladen met onzuiverheden. De contactgrootte en contacttijd waren daarbij essentieel.

Zelfbouw

Het “mixen” van water en lucht kan met een lucht- of met een waterpomp gebeuren. 

Wie werkt met een waterpomp kan op basis van het venturi-effect, of werkende op het principe van een trickle-tower aldus water in sterke mate in contact brengen met het zich omringende gas. Een luchtpomp aangesloten op een uitstroomverdeler (luchtsteen) kan evenzeer veel kleine belletjes produceren en daardoor kunnen we ze ook met succes toepassen om een eiwitafschuimer aan te drijven. 

Door de gevormde bellenmassa te concentreren op één of andere manier, en dit schuim af te voeren werken we weer in op het basisprincipe. Belangrijk is dat je het toestel goed moet afstellen! Dit kan door de hoeveelheid aangevoerde lucht/water te regelen en/of door het hoogteverschil tussen waterniveau in de afschuimer en “overloop” naar de schuimbeker perfect aan te passen. Ervaring met je toestel zal je hierbij de weg wijzen. Waar het schuim barst zorg je ervoor dat de wegspringende bellen toch in de schuimbeker en niet in de omgeving terecht komen.

Nu zullen we een aantal zelfbouwmodellen de revue laten passeren.

De afschuimer van Tim

Dit experimenteel model werkt enkel met luchtpompen, op een plaats waar het water middels een waterpomp (die het filter aandrijft) in constante doorstroming wordt gehouden van vijver naar filter. Zo hoef je geen extra energie te verbruiken om een bijkomende pomp aan te sluiten en profiteer je ervan dat er toch steeds nieuw water aangevoerd wordt komende van de vijver (bvb. skimmer/bottom-drain). Het is een co-current type eiwitafschuimer.

• Het idee om met een eiwitafschuimer te gaan experimenteren is pas gegroeid nadat de oorspronkelijke filter reeds draaiende was. Daarom heb ik wegens plaatsgebrek de eiwitafschuimer centraal in de vortex geplaatst. Ik moest nl. een plaats vinden voor het biologische compartiment (een skimmer heb ik niet) en die plaats moest dan ook nog voldoende diep zijn, dus dit was dan de beste keuze.
• De bodemdrainage van de vortex.
• De eigenlijke eiwitafschuimer bestaat uit 2 PVC buizen (3&4) die in elkaar staan. Buis 3 is de kleinste van diameter en wordt met hechtingsstaven op zijn plaats in buis 4 gehouden. Onderaan deze buis zijn grote gaten waarlangs het water kan in de afschuimer kan stromen. Buis 3 is maar beperkt in lengte.
• Buis 4 is veel langer en is de schuimkulom .
• Bovenaan is buis 4 met een deksel (dat perfect erin past) waterdicht gemaakt. Met wat siliconen erbij (langs de binnenzijde waar het deksel en de buis elkaar finaal raken) heb ik gegarandeerd geen lekkage. Er bestaan kopstukken die geleidelijk naar boven toe versmallen, die voldoen waarschijnlijk nog beter.
• In het deksel heb ik een groot gat geboord waar een kleinere PVC buis in gelijmd is, welke verder bovenaan met siliconen ook waterdicht is gemaakt. Onderaan moet je er voor zorgen dat het onderste van de buis NIET lager komt dan het deksel, want anders creër je zo een luchtkamer die onregelmatige stromingen met zich mee brengt in de overloop-buis. Op deze buis kan een aansluitstuk geplaatst worden zodat we de lengte kunnen regelen. Het waterniveau staat tot net in dit buisje (blauw op de figuur stelt water voor) ! Best plaats je een (glazen) bokaal over het buisje zodat openbarstende belletjes niet overal in het rond terechtkomen maar netjes van hier uit in de beker kunnen druppelen.
• De schuimbeker. Bij mij is dit een 5 liter emmer, die onderaan perfect rond de PVC buis past en aldaar afgedicht is met siliconen zodat er geen water uit de vortex in kan lekken. Halfweg is ze ook nog eens bevestigd met een hechtingsstaaf voor verdere stabilisatie.
• De hechtingsstaven. Dit zijn aluminium-staven die perfect in gaatjes in de buizen/emmer passen zodat daar geen water kan door lekken. Thv. de emmer zijn ze nog eens extra met siliconen waterdicht gemaakt. Ze zijn de fundering van het systeem en worden best in materiaal gekozen dat niet roest of schadelijke stoffen afgeeft aan het water (geen koper of lood bvb !).
• Dit zijn de luchtstenen waar uiteraard lucht door gepompt wordt zodat we een naar boven gerichte water/lucht-stroom opwekken. Zo ontstaat er bovenaan schuim waaraan vuildeeltjes gehecht zijn.
• Via siliconen (lucht)slangen wordt lucht afkomstig van de luchtpomp (ik gebruik een pomp die 400 l/h geeft) naar de luchtstenen gevoerd. Dit mogen uiteraard ook PVC slangen zijn maar silicone heeft het voordeel dat ze soepel blijven na verloop van tijd.
• Opdat al het water dat door de pomp aangevoerd is, ook de eiwitafschuimer zou passeren, is hier de verbinding met de verdere filter voorzien. Dit is dan een flexibele PVC buis die als overloop naar de tweede filterkamer fungeert.

Opmerkingen:

Dit is een experimenteel model, en dus gebouwd om ervaring met het toestel op te doen. Nu zou ik het anders aanpakken : een aparte plaatsing vlak voor het biologische compartiment, langere schuimkulom en geen horizontaal deksel bovenaan maar een schuin oplopend.

De afschuimer van Nikie

Nikie”s toestel werkt op ongeveer dezelfde manier, en bevindt zich in de borstelkamer. De werking van de vortex is er minder verstoord doordat de water-instroom-openingen zich niet helemaal onderaan bevinden. Het deksel is hier geperforeerd en gevormd schuim kan via een afloop onmiddelijk naar het riool weglopen.

De afschuimer van Filip

Deze afschuimer staat onmiddellijk na het filter van een quarantaine opgesteld. Het water stroomt er langs boven in waarna het onderaan de afschuimer verlaat. Bij het naar omlaag stromen doorheen de schuimkulom komt het water de door een luchtpomp gevormde bellen tegen waardoor ze geremd worden en de contacttijd aldus langer is (counter-current). Deze afschuimer vraagt ook weinig energie en levert zeer goed werk.

De afschuimer van Gé

De aandrijving van dit toestel gebeurt middels het gecombineerde gebruik van een lucht- en waterpomp. Bovenaan is een schuin oplopend kopstuk gemaakt naar een overloopbuis zodat het opgestuwde schuim in de schuimbeker terecht kan komen. Technisch gezien steekt het zeer goed ineen.. enkel de hogere energierekening kan misschien als nadeel beschouwd worden. Het voordeel is echter wel dat het zo volledig autonoom kan functioneren en apart van de rest van de filterinstallatie. Zeker een aanrader voor wie wil gaan bouwen, reken op ongeveer 75 euro aan bouwkosten.

De trickle-eiwitafschuimer van Tim

Deze afschuimer is enkel pomp-gevoed. Het water wordt van boven naar onder langs bioballen (bvb) “gebroken” in de lucht zodat er onderaan schuim gevormd aan het wateroppervlak. Via een doorvoer kan dit afgevoerd worden. Wegens tijdgebrek heb ik mijn eigen toestel nog niet goed kunnen testen, maar foto’s van hobbyisten die dat wel deden leken zeker overtuigend. De foto “Nikie Van Oers4” toont een commerciële trickle-eiwitafschuimer maar geeft een zeer goed zicht op de bouw en werking. Meer uitleg over dit type in de volgende paragraaf.

Het vervolg van deze paragraaf is een dankbare bijdrage van Jan Droesen ( koi house ) die reeds in 1997 met eiwitafschuimers aan het experimenteren was.

De trickle-eiwitafschuimer van Jan

Deze afschuimer bestaat uit een PVC pijp van 160 mm doorsnede en 1,80 mtr lang. Deze is aan de onderzijde afgesloten middels een lijmkap. Ongeveer 20 cm boven de schuimuitloop is een bodem (b.v. bodem van een plantenkorf) aangebracht. Hierop brengt men ca. 10 liter bioballen aan. Deze bioballen zijn in de handel te verkrijgen. Het schuim wordt gevormd doordat het toegevoerde water op de bioballen slaat en hierbij verdeeld wordt. Net boven de schuimuitloop is een dunne plaat aangebracht (een zaagsnede dik) die schuin in de buis is aan gebracht. Deze is noodzakelijk om het gevormde schuim te beschermen voor het kapotslaan door nakomende water. Tevens zorgt deze plaat voor drukopbouw om schuim naar buiten te drukken. Het waterniveau onder de schuine plaat is af te stellen door montage van een riolerings expansiestuk in de retourleiding. Doorvoer ca. 8 m3 / uur. Zie voor verdere dimensionering schets (foto “Jan Droesen1).

De lagedruk eiwitafschuimer van Jan

De lagedruk afschuimer ken ik van een Amerikaans koi- blad (low pressure foam fractionator). Deze afschuimer heeft bepaalde verhoudingen in zijn afmetingen en doorstroomhoeveelheden. De luchtinbreng voor de schuimvorming geschied door het meeslepen en menging van lucht door het ingepompte water. Deze afschuimer wordt in de vijver gehangen. Het water stroomt naar beneden de vijver in terwijl de lucht opstijgt. Hierdoor krijgt men een opbouw (en concentratie) van schuim dat via de uitstroomopening naar buiten wordt gedrukt. In de tabel zijn de richtlijnen m.b.t. dimensionering weergegeven. Met richtlijnen bedoelen we dat er geëxperimenteerd moet worden met de maten. Het waterniveau mag niet te hoog tegen de deksel van de schuimkamer worden afgesteld omdat anders te veel water wordt afgevoerd. Is het waterniveau te laag dan komt er geen schuim uit. De fijnafstelling kan men met de hoogte van het afvoerpijpje maken. De scheidbuis moet zo lang zijn dat er geen lucht ontsnapt maar deze via het afvoerpijpje “moet”. Door de lage druk waarmee het apparaat werkt hoeft men niets te lijmen. Deze afschuimer is geschikt om tegen lage kosten te experimenteren met afschuiming (enkel wat PVC materiaal). 

De adhesieafschuimer van Jan

Bij dit type afschuimer zit in de toevoer een venturie gemonteerd welke de lucht inbrengt voor schuimvorming. Tevens zorgt de venturie voor een goede menging van lucht en water. Blijkt de luchttoevoer te gering, dan kan men nog een luchtsteen aanbrengen. De luchtbelletjes stijgen op en verzamelen zich in de ruimte onder de schuimkamer. Schuimopbouw onder deze kamer zorgt ervoor dat het schuim in een 20 tal kleine buisjes wordt gedrukt (10 * 1,5 mm). De adhesie kracht van het schuim op de binnenwanden van de buisjes zorgt er voor dat het schuim niet voortijdig in vloeistof terug valt. Dit zou betekenen dat het weer via de binnenzijde van de buisjes terugloopt. Zodra het schuim uit de buisjes komt, loopt het aan de buitenzijde van de buisjes naar beneden. Via de bodem en het afvoerpijpje loopt het naar het riool. Het is uit de vijver kringloop onttrokken. Het waterniveau onder de schuimkamer is af te stellen door montage van een riulering expansiestuk in de retourleiding. Het waterniveau mag niet te hoog worden afgesteld omdat anders te veel water wordt afgevoerd. Is het waterniveau te laag dan komt er geen schuim uit. De doorvoer is ca. 6 m3 / h. Op de schets is de afschuimer weergegeven die op mijn koivijver is geplaatst.

Nog een paar interessante punten die Jan indertijd schreef :

• Zelf heb ik in het voorjaar van 1997 een zelfbouw afschuimer geplaatst op mijn koivijver.
• In vergelijking met vorig jaar, toen nog geen afschuimer was geplaatst, constateer ik een duidelijke vermindering van eiwit terwijl de visbezetting veel groter is.
• Op dit moment (29 oktober 1997) voer ik de koi niet meer. Het vijver water is ca. 7 ° Celsius en er zijn geen tekenen van eiwitbelasting. De afschuimer werkt nog steeds maar in mindere mate dan enkele weken terug toen ik nog kon voeren. Elke dag laat ik 15 tot 20 liter afschuimwater af uit de opvangbak welke geplaatst is bij de afschuimer. Het water heeft een donkerbruine kleur. De afschuimer is een toevoeging op de vijverfiltering die ik niet meer wil missen.

Algemene opmerkingen

• Je moet je realiseren dat het filtraat van een eiwitafschuimer een +/- (sterk) concentraat is van water met daarin opgeloste vuildeeltjes. Stoffen die met een conventioneel mechanisch filter van het water niet kunnen ontnomen worden . Mechanische reiniging beperkt zich immers tot het filteren van grof tot fijn zweefvuil dat door zeefwerking kan tegengehouden worden. Hier plukt men als het ware de moleculen uit het water.
• Een groot voordeel van het toestel is dat men het kan aan en uit schakelen wanneer men maar wil. Het moet dus niet noodzakelijk continu staan te draaien.
• Een betere efficiëntie van de eiwitafschuimer in zout water is géén reden om zout in de vijver te gaan toevoegen!
• De eiwitafschuimer is dan ook een ideaal bijkomend filter voor zwaar belastte systemen zoals bakken waar veel vissen op beperkte ruimte gehouden worden (handelaar, kweker ea.).
• Water dat schuimt zit niet noodzakelijk vul met eiwitten. Denk maar aan urine waar (normaal) geen eiwit in te bespeuren is, maar welke toch een goed schuimende vloeistof is.
• Hoe meer vervuild het water, hoe beter het toestel zal werken. Als je dus zulk een toestel hebt ontworpen en gebouwd, aangesloten, in werking gebracht en correct afgesteld, en toch blijkt dat je het filtraat nooit echt “overtuigend” kan noemen, dan geldt geen opmerking dat het toestel niet werkt maar dan kan men je enkel maar proficiat wensen omdat je met (zeer) zuiver water te maken hebt. Schud dan eens goed met een bokaal half gevulde restfractie, en dan zal je zien dat het zeker geen verloren moeite is geweest!
• Het filtraat is bijzonder aantrekkelijk voor vliegen.

Besluit

Met wat handigheid kan de eiwitafschuimer in de meeste filtersystemen geïntegreerd worden en bijdragen tot een optimale waterzuivering : als we bvb. in een eerste fase mbv een vortex, estrosieve, panty.. het water zo veel mogelijk ontlasten van zichtbaar vuil, kan in een tweede fase de afschuimer zorgen voor verwijderen van het onzichtbare vuil. Hierbij worden in deze fasen dan de afvalstoffen in een vroeg stadium volledig aan het water onttrokken zodat de latere vorming van nitraat overgeslagen wordt. Enkel de overige stoffen die aan de voorgaande filtratie konden ontsnappen zullen in een derde fase dan biologisch kunnen omgebouwd worden. Dit betekend oa. een nitraatverlaging. Beter waterkwaliteit, minder kans op algen en minder snelle waterverversingen zijn het rechtstreekse gevolg zodat het kostbare kraantjeswater weer een beetje gespaard wordt.

Bijpassende artikels

• De eiwitafschuimer