Biyolojik döngü suda yaşayan aerob ve anaerob bakteriler sayesinde oluşan döngüye verilen addır ve suda yaşayan tüm canlılar için hayatsal önem taşır.
Akvaryumdaki biyolojik döngü "Amonyak (NH3) -> Nitrit (NO2) -> Nitrat (NO3)" basamaklarından oluşur. Bu azot döngüsü olarak da bilinir. Döngüde yer alan elamanlar ise nitrifikasyon bakterileri olarak bilinirler, bunların yanında yardımcı vazifesi üstlenen çürükçül bakteriler de bulunur.
Amonyak insan veya hayvan vücudunda çeşitli tepkimeler sonucu oluşan ve son derece zehirli bir atık biçimidir.Kaplumbağaların yediği besinler protein bakımından zengindir ve parçalanmaları sonucu ortaya çıkan madde amonyaktır. Eğer akvaryumda amonyağı yok edecek bir canlı bulunmazsa amonyak canlıları zehirler ve canlılar ölür. Bu işi nitrifikasyon bakterileri üstlenir. Su içindeki amonyağı daha az zararlı olan nitrite çevirirler. Yine bu bakteriler nitriti de ondan daha az zararlı olan nitrata çevirirler. Bu döngü böyle devam eder. Tabi bu noktada akıllara gelen en büyük soru da bu nitratın nereye gittiğidir. Eğer akvaryumda bitkiniz veya suyu filtre eden midye gibi canlılarınız yoksa nitrat patlaması denen olayı yaşarsınız. Akvaryum yeşil bir görüntü alır(Birçoğumuz yaşamışızdır)
Gelelim nitratın nasıl yok edileceğine...Nitrattan düzenli su değişimleri ile kurtulmak mümkün ya da ilk başta dediğim gibi akvaryuma bitki veya midye gibi bu nitratı tüketecek canlılar eklemelisiniz optimum düzeyde. Bitkiler nitratı bir nevi gübre olarak kullanırlar keza midyelerde besin olarak kullanarak akvaryumdaki fazla nitratın yok edilmesine katkıda bulunurlar.
Akvaryum döngüsü denen olay budur ve sucul canlıların aktivitileri için hayatsal önem taşır.
Dış filtrelerin biyolojik döngüye katksı nedir?
Dış filtreler de bu yüzden önemlidir. Nitrifikasyon bakterileri oksijen kullanarak azotlu bileşikleri parçalarlar. Dış filtre içindeki su akışı bu bakterilere gerekli oksijeni sağlayarak onların canlı kalmasına ve işlerini yerine getirmesine imkan tanır. Bakteriler tutunmak için yüzeye ihtiyaç duyarlar. Bu yüzeyi de dış filtreye koyduğumuz substratlar sayesinde elde ederiz. En çok ürediği yerler takdir edersiniz ki en çok yüzey alanına sahip maddelerdir. Filtre süngeri,seramikler ve gözenekli taşlar bu işi yerine getirmeleri için en uygun ekipmanlardır. Bu yüzeye yerleşen bakteriler zamanla buralarda çoğalırlar ve akvaryum içi döngüyü sağlarlar.Yeni kurulan akvaryumlarda bu döngü 15-30 gün arasında oturmaya başlar. Tamamen oturması uzun zaman alabilir(5-6 ay gibi). İlk akvaryum kurulumlarında bu döngünün başlaması için akvaryum içerisine azotlu bileşik eklemeniz döngüyü hızlandırır. Azotlu bileşik diye bahsettiğim ise yemden başka bir şey değildir. Bir kaç parça yem atılan akvaryumda çürükçül bakteriler devreye girerek bakteriler için gerekli besin olan amonyak üretimine başlarlar ve nitrifikasyon bakterileri hızla sayılarını artırarak kendileri için uygun yüzeylere yerleşmeye başlarlar.(dış filtre,kum,cam ... yüzey alanı olan her şey)fakat en çok aktif oldukları yer su akışının olduğu dış filtredir bahsettiğim gibi. İlk akvaryum kurulumlarında önemli olan aşama bu döngü oturmaya başlamadan fazla canlı eklenmemesidir. Bu döngü basamaklarında bozulmaya ve akvaryumda amonyak patlaması olmasına sebep olur ki bu da ölümcüldür. Kaplumbağaları birer birer eklemek en doğrusudur yeni kurulan akvaryumlara. Yanlış bilinen bir vuku ise hiç canlı eklenmemesi gibi bir düşüncedir. Eğer ortama canlı eklemezseniz amonyak üretimi eklenen yemlerin parçalanması ve sudaki mikrobesinlerin çürükçüller tarafından sindirilmesi ile durur ve bakteriler aç kalarak ölürler. Eklenen canlı/lar amonyak üretimine devam ettiği için bakteriler işlerini yerine getirmekte güçlük çekmezler.
Dış filtreler ne kadar aralıklarla temizlenmelidir ?
Konuyu fazla dağıtmadan dış filtrelere dönecek olursak; döngü sonuşu oluşan nitrat zamanla akvaryumdan atılmazsa patlamaya neden olur demiştik. İşte bu durumda dış filtre temizliği ve su değişimleri giriyor meydana. Dış filtreye giren kaba pislikler (yem artıkları, dışkılar) nitrat oranını artırdığı için dış filtrelerin periyodik bakımlarının yapılması gerekiyor. Bu sürecin akvaryumdaki canlı yükünüz ve yemleme oranınız ile bağlantılı olarak değiştiğini söylemek gerekir. Dış filtremi ne zaman temizlemeliyim gibi çok sık gelen bir sorunun cevabı da sizin akvaryumunzda bitiyor aslında. Bunu test yapmadan anlamak bu işe yeni başlayan biri için zor olabilir. Fakat dış filtrenizi açtığınız zaman içinden çürük gibi fakat fazla keskin olmayan bir koku geliyorsa(ki bu suyunuza da yansır) bilin ki nitrat oranı artmıştır ve değişim zamanı gelmiştir. Eğer suyunuz çok kötü çürük kokuyor ise akvaryumda amonyak patlaması olmuştur ve çıkarılmayan canlılar hassasiyetlerine göre hastalanır ve ölür. Diğer bir yöntem ise nitrit-nitrat ve amonyak test kitleri kullanmaktır. Bu testlerle gelen kitapçıklarda sudaki nitratın optimum seviyesi yazar ve buna göre su değişimleri ve filtre temizliği periyodunu ayarlayabilirsiniz. Genel olarak düzgün yemlenen, akvaryum hacminin 2.5-3 katı devir-daim gücü olan bir dış filtreye sahip ve 2 kaplumbğanın bulunduğu bir tankta dış filtre temizliği en az 2 ayda bir yapılmaldır. Eğer dış filtrenizin emiş borusuna su geçişini zorlaştırmayacak derecede gözenekleri olan bir sünger geçirirseniz kaba pislikleri filtre içine girmeden tutmuş olursunuz ve fazla nitrat oluşumunu engelleyerek filtre temizlik periyotlarını daha da geciktirirsiniz.(Bu sünger haftada 1 kez düzenli olarak yıkanıp geri takılmalıdır.)
İdeal bir dış filre dizilimi nasıl olmalıdır?
Dış filtreler yukarda belirttiğim üzere akvaryum döngüsünde en önemli eleman olan bakterilerin yuvası konumundalar. Siz bu bakterilere ne kadar geniş yer hazırlarsanız onlar da o kadar işlerini yaparlar. İdeal bir dış filtrede mekanik filtrasyondan(kaba pisliklerin tutulması) çok biyolojik filtrasyona önem verilmelidir.
-Filtrenin ilk kısmı olan en alt tabakasına kaba pislikleri tutmak amacıyla seramik halkalar,bioballar ya da daha ucuza temin edilebilen plastik hortumlar 1 cmlik yuvarlaklar şeklinde kesilerek kullanılabilir. Bu tabakanın yapacağı iş kaba pislikleri tutmak ve bir miktar da bakterilere konak olmaktır. Bu tabakadan biyolojik filtrasyon konusunda fazla ümitli olmamak gerekir. Eğer yardımcı olsun diye gözenekli seramik kullanıyorsanız bakterilerin tutunacağı yüzeylerin çoğunun kaba pislikle dolu olduğunu filtreyi açınca görürsünüz. Pahalı seramik yerine ucuz fakat az da olsa biyolojik döngüye yardımcı olacak JEBO, RESUN gibi çin malı seramikleri tercih edebilirsiniz.
Bioball kullanımı da aynı sebeptendir. Fakat bioballar açıkcası hem çok yer kapladığından hem de seramiklere göre yüzey alanları daha küçük olduğundan pek tercih etmediğim filtre malzemeleridir. Bir artıları ise üzerilerinden hızlıca geçen suyu parçalayarak dağıtmaları ve bu sayede havayla temas eden suyun oksijen bakımından zenginleşmesini sağlamalarıdır.(bakteriler oksijene ihtiyaç duyarlar demiştik) Tercih sizin isterseniz hem seramik hem bioball kullanırsınız,isterseniz bioball ya da seramikten birini tercih edersiniz.
-Gelelim ikinci kısma. İkinci kısımda kullanılması gereken malzeme geniş gözenekli süngerler olmalıdır. Bu süngerler bakteri kolonizasyonu açısından oldukça önemli bir yere sahiptir. İlk katmandan gelen küçük partikülleri tutarken bunların parçalanması işine de önemli katkıda bulunurlar. Bakterilerin önemli bir kısmı kendilerine burada konak bulurlar.Üçüncü kısma geçmeden önce bir şey eklemek istiyorum. Eğer dış filtrenizin içine kaba pisliklerin fazla giremyeceğini düşünüyorsanız(yani bu emiş hortumuna sünger takma işini ve temizliğini ciddiye alıyorsanız) ilk tabakadan sonra çok ince bir tabaka elyaf kullanabilirsiniz. Bunun size sağlayacağı fayda büyüktür. Biraz sonra bahsedeceğim üçüncü aşama olan biyolojik katmandaki malzemelerin tıkanmasını önler konulan bu elyaf. İnce partikülleri tutma özelliği sayesinde çabuk tıkanan elyaf düzgün kullanımda oldukça faydalı bir filtrasyon malzemesidir. Eğer dış filtrenize mekanik filtrasyon yaptıracaksanız bu katmana elyaf koymayın, çabuk tıkanmasından ötürü su debisinde düşmelere yol açar.Bu durumun bir kötü yanı da filtrenizin daha sesli çalışmasıdır.
- Üçüncü kısım , akvaryum için hayati önem taşıyan biyolojik döngünün asıl elemanlarına ev sahipliği yapan substrat bölümüdür. Bu kısımda kaliteli markaların(Eheim Substrat Pro, Sera Siporax) substratları kullanılabileceği gibi, alternatifleri olan lav taşı veya küp şeklinde kesilmiş koltuk süngerleri (sert sünger) de kullanılabilir. Buradaki amaç bakteriler için en fazla yüzey alanını sağlayıp maksimum bakteriyi filtre içinde tutmaktır. Eheim Substrat Pro bilinen tüm rakiplerine bakteri oluşum süresi açısından en az %30 fark atsa da bakteriler oturunca durum eşitleniyor. Lav taşı ve sert süngerler de ucuza temin edebileceğiniz mükemmel filtrasyon malzemeleridir, şüpheniz olmasın. Biyolojik katman olarak bilinen bu kısımda bulunan substratın işini en iyi şekilde yapabilmesi için tıkanmamasına özen göstermek gerekir. Tıkandığında temizlemesi oldukça zordur.
Temel olan bu üç kısımdan sonra ince bir parça elyaf konulması hem substratın motora kaçmaması hem de kalan partiküllerin akvaryuma kaçmaması açısından iyi olur.
- Opsiyonel olarak kullanılabilecek filtrasyon malzemeleri ise zeolit ve aktif karbon gibi kimyasal tutuculardır.
Aktif karbon: Suda bulunan ağır metalleri ve kloru bağlayıcı özelliği vardır. Kristal berraklığında su arayanların kullanabileceği, bunun yanında ömrü kısa olan ve periyodik değişmesi gereken bir filtrasyon malzemesidir. Aktif karbonun sudaki ağır metalleri ve kloramini bağladıktan sonra doyum noktasına ulaştığı ve bu maddeleri akvaryuma geri saldığını savunan bir grup insan vardır. Fakat bunun böyle olmadığını iddia edenler de mevcuttur. En iyisi işi riske almayıp düzenli değiştirmektir. Kendi tecrübelerimle 3-4 ay kullandığım karbonun su değerlerime bir etkisinin olmadığını söyleyebilirim. Sonra değiştirdim işi riske atmamak için. İdeal değiştirme aralığı 30 gün olarak belirtiliyor.
Zeolit: Aktif karbonun uzun ömürlüsü ve ekstra olarak amonyak tutucu özelliği olduğu bilinir. 6 ay gibi bir süre kullanılabileceği sonra tuz ile ters yıkama yapıp bir 6 ay daha kullanılabileceği belirtilir. Çok güçlü bir amonyak emicidir. Özellikle amonyak patlaması sinyalleri veren akvaryumlarda su değişimi yapmadan amonyaktan kurtulmanın en pratik yoludur.
Dış filtrede Zeolit ve/ya aktif karbon kullanılacaksa dördüncü katman olarak kullanılmalıdır. Bunlar da, yine, işlerini hakkıyla yerine getirmesi için tıkanmaması gereken maddeler arasındadırlar. Zeolit ve aktif karbon file içinde kullanılırsa motora kaçmasına engel olunur. Diğer türlü yine ince tabaka elyaf işi çözecektir. Aktif karbon ve zeolit beraber kullanılacaksa önce zeolit sonra aktif karbon sırası takip edilmelidir. Özetle, dizilim sırası:(alttan üste doğru)
1-Seramik,bioball (mekanik filtrasyon) 2-Geniş gözenekli sünger 3-(opsiyonel elyaf) Substrat (biyolojik filtrasyon) 4-(opsiyonel elyaf) Zeolit + Aktif Karbon (+opsiyonel elyaf)
Dış filtre temizliği nasıl yapılmalıdır?
En önemli ve en çok hatanın yapıldığı konudur dış filtre temizliği genel gözlemlerime göre. Dış filtre temizlenirken amaç bakterilere zarar vermeden kaba pisliklerden kurtulmaktır.Bakterilerin en büyük düşmanlarından biri sudaki klordur.Klorla temas eden bakteriler ölürler. Bu yüzden dış filtreyi akvaryum suyu ile yıkamak en mantıklısıdır. Öncelikle tıkanan elyaf varsa uğraşmadan atın. Yıkayıp tekrar kullanılabilir fakat fazla pahalı olmadığıdan yenisini koymak daha makbuldür. Bir leğenin içerisine substrat hacmi kadar akvaryumdan su çekip duldurun. Substratların diş fırçası yardımıyla tıkanan yerleri varsa temizleyebilirsiniz. Tıkanan yoksa hafif suda çalkalayıp geri yerleştiriniz. Süngerlerinizi de çok dikkatli bir şekilde altındaki kaba pislikleri alacak kadar sığ bir leğende akvaryum suyunda hafifçe çalkalamanız kafidir. Bakterilerin önemli bir kısmı hemen pisliklerin altında yoğunlaşmıştır. Bunlara zarar vermemeye özen göstermelisiniz o yüzden. Alttaki seramik halka,bioball gibi malzemeleri de yine akvaryum suyunda temizledikten sonra tekrar dizip, elyafları yenileyerek yeniden kullanıma hazır hale getirebilirsiniz filtrenizi. Bundan sonra 4-5 L kadar akvaryum suyunu kovaya doldurarak filtrenizi temizlediğiniz yerde bu suyu akıtana kadar çalıştırırsanız olası sıkışmış ince partiküllerin ya da pisliklerin akvaryuma değil de küvetinize akmasını sağlamış olursunuz. Tekrar tekrar belirtmekte fayda var : Kesinlikle filtrenin HİÇBİR malzemesini MUSLUK SUYU ile TEMİZLEMEYİNİZ.
-Filtrenin ilk kısmı olan en alt tabakasına kaba pislikleri tutmak amacıyla seramik halkalar,bioballar ya da daha ucuza temin edilebilen plastik hortumlar 1 cmlik yuvarlaklar şeklinde kesilerek kullanılabilir. Bu tabakanın yapacağı iş kaba pislikleri tutmak ve bir miktar da bakterilere konak olmaktır. Bu tabakadan biyolojik filtrasyon konusunda fazla ümitli olmamak gerekir. Eğer yardımcı olsun diye gözenekli seramik kullanıyorsanız bakterilerin tutunacağı yüzeylerin çoğunun kaba pislikle dolu olduğunu filtreyi açınca görürsünüz. Pahalı seramik yerine ucuz fakat az da olsa biyolojik döngüye yardımcı olacak JEBO, RESUN gibi çin malı seramikleri tercih edebilirsiniz. 
Bioball kullanımı da aynı sebeptendir. Fakat bioballar açıkcası hem çok yer kapladığından hem de seramiklere göre yüzey alanları daha küçük olduğundan pek tercih etmediğim filtre malzemeleridir. Bir artıları ise üzerilerinden hızlıca geçen suyu parçalayarak dağıtmaları ve bu sayede havayla temas eden suyun oksijen bakımından zenginleşmesini sağlamalarıdır.(bakteriler oksijene ihtiyaç duyarlar demiştik) Tercih sizin isterseniz hem seramik hem bioball kullanırsınız,isterseniz bioball ya da seramikten birini tercih edersiniz.
-Gelelim ikinci kısma. İkinci kısımda kullanılması gereken malzeme geniş gözenekli süngerler olmalıdır. Bu süngerler bakteri kolonizasyonu açısından oldukça önemli bir yere sahiptir. İlk katmandan gelen küçük partikülleri tutarken bunların parçalanması işine de önemli katkıda bulunurlar. Bakterilerin önemli bir kısmı kendilerine burada konak bulurlar.Üçüncü kısma geçmeden önce bir şey eklemek istiyorum. Eğer dış filtrenizin içine kaba pisliklerin fazla giremyeceğini düşünüyorsanız(yani bu emiş hortumuna sünger takma işini ve temizliğini ciddiye alıyorsanız) ilk tabakadan sonra çok ince bir tabaka elyaf kullanabilirsiniz. Bunun size sağlayacağı fayda büyüktür. Biraz sonra bahsedeceğim üçüncü aşama olan biyolojik katmandaki malzemelerin tıkanmasını önler konulan bu elyaf. İnce partikülleri tutma özelliği sayesinde çabuk tıkanan elyaf düzgün kullanımda oldukça faydalı bir filtrasyon malzemesidir. Eğer dış filtrenize mekanik filtrasyon yaptıracaksanız bu katmana elyaf koymayın, çabuk tıkanmasından ötürü su debisinde düşmelere yol açar.Bu durumun bir kötü yanı da filtrenizin daha sesli çalışmasıdır. 
- Üçüncü kısım , akvaryum için hayati önem taşıyan biyolojik döngünün asıl elemanlarına ev sahipliği yapan substrat bölümüdür. Bu kısımda kaliteli markaların(Eheim Substrat Pro, Sera Siporax) substratları kullanılabileceği gibi, alternatifleri olan lav taşı veya küp şeklinde kesilmiş koltuk süngerleri (sert sünger) de kullanılabilir. Buradaki amaç bakteriler için en fazla yüzey alanını sağlayıp maksimum bakteriyi filtre içinde tutmaktır. Eheim Substrat Pro bilinen tüm rakiplerine bakteri oluşum süresi açısından en az %30 fark atsa da bakteriler 
oturunca durum eşitleniyor. Lav taşı ve sert süngerler de ucuza temin edebileceğiniz mükemmel filtrasyon malzemeleridir, şüpheniz olmasın. Biyolojik katman olarak bilinen bu kısımda bulunan substratın işini en iyi şekilde yapabilmesi için tıkanmamasına özen göstermek gerekir. Tıkandığında temizlemesi oldukça zordur.
Zeolit: Aktif karbonun uzun ömürlüsü ve ekstra olarak amonyak tutucu özelliği olduğu bilinir. 6 ay gibi bir süre kullanılabileceği sonra tuz ile ters yıkama yapıp bir 6 ay daha kullanılabileceği belirtilir. Çok güçlü bir amonyak emicidir. Özellikle amonyak patlaması sinyalleri veren akvaryumlarda su değişimi yapmadan amonyaktan kurtulmanın en pratik yoludur.