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ネイチャーアクアリウムのろ過

水槽で魚を飼育していると、魚の排泄物や残飯によってしだいに水が汚れてくる。また、ネイチャーアクアリウムでは底床に有機栄養素を使うが、水槽セット初期にはこれらが水中に溶け出して水を汚すこともある。

これらは目に見える汚れだけでなく、目に見えない大きさの有機物や、それらが分解されてできたアンモニウムなども水に溶けている。このような水の汚れを浄化するのがろ過システムである。水槽用のろ過システムには、さまざまなタイプがあるが、ネイチャーアクアリウムでは、主に外部式フィルターを使って水をろ過している。

外部式フィルターのメリットとして、ろ過槽が密閉されていて空気に直接触れていないので漆加したCO2を逃がしにくい、パイプによって吸水と出水を行うので水槽の上部全体に照明を置くことができるなどがある。

また、目的に応じて、ろ過槽に入れるろ材の種類や量を替えることでろ過能力を高めることができる。このようなメリットのある外部式フィルターであるが、ろ材に目詰まりが生じたり、水中の溶存酸素が不足すると、ろ過槽内の微生物が酸欠を起こしてろ過能力が低下することがある。夜間のエアレーションは、これを防ぐ意味でも重要なのだ。


物理的ろ過・化学的ろ過

水の汚れのうち目に見える濁りやゴミなどを取り除くのが、物理的ろ過と呼ばれる方法である。活性炭にせよ、セラミックなどのろ材にせよ、ろ過槽の中に充填して、その中に水槽の水を通せば、必ず物理的ろ過の役割を果たすことになる。大きめのゴミを取り除く目的で外部式フィルターの手前にプレフィルターを使用する場合もある。ただし、この物理的ろ過は、目に見える濁りやゴミを取り除くというだけの働きで、水質を維持する上ではあまり重要ではない。水槽を長期間安定した状態で維持するには、最終的には生物的ろ過が重要になる。

しかし、生物的ろ過が十分に機能し始めるには通常2〜3週間掛かり、外気温が低い場合などには1ヶ月以上掛かることもある。そこで、生物的ろ過が十分に機能するまでの間は、物理的ろ過と化学的ろ過と呼ばれる方法を併用して水を浄化するのである。化学的ろ過には、主に活性炭を用いる。

活性炭の表面には、極めて微細な細孔が無数にあいているため、水に溶けたさまざまな物質を吸着する能力があるのだ。活性炭は、当初はこの吸着能力によって水中の汚れを取り除き、やがて吸着能力を失うころには、生物的ろ過の働きも持つことになる。


生物的ろ過

生物的ろ過は、原生動物やバクテリア(細菌)などの極めて小さな微生物の働きによって水を浄化するもので、水槽のろ過の中で最も重要なものである。特に、一連の硝化バクテリアによる梢化作用は、魚やヤマトヌマエビを健康に飼育し、水草を健康に育てる上で特に重要である。

水槽の中には、魚やヤマトヌマエビなどの排泄物や有機物から発生したアンモニウム(NH4)が蓄積しやすい。アンモニウムは生物に対する毒性が非常に強く、水槽内に蓄積すると魚やヤマトヌマエビなどが死亡する原図になる。アンモニウムは、亜硝酸菌(ニトロソモナス)によって酸化されて亜硝酸(NO2)となり、さらに硝酸菌(ニトロバクター)により、生物にとって比較的無害な硝酸(NO3)へと酸化される。

これらの硝化バクテリアは、生存に酸素を必要とする好気性バクテリアで、ろ過槽内で十分に繁殖させるには水中に酸素が豊富に溶け込んでいる必要がある。また、水中には魚の病気を引き起こす病原菌や寄生虫、水の濁りを引き起こす浮遊性の細菌や藻類などが漂っており、これらが増殖すると病気や濁りなどが発生する。ろ過槽内の原生動物はこれらの有害な微生物を捕食し、水槽の健康を守っている。


ろ材の組み合わせ

ろ材は、生物的ろ過のろ材と化学的ろ過のろ材を組み合わせてセットすることが多い。生物的ろ過のろ材としては、表面積が大きく通水性がよいことが条件となる。表面積が大きいほうが、バクテリアなどの微生物が多く付着することができ、ろ過能力も高くなる。ただし、いくら表面積が大きくてもそこを通る水の量が少なければ、水を十分に浄化することができない。

また、表面積を大きくするには、ろ材のサイズを小さくし、数を多くしたほうがよいが、小さなろ材を多く詰めると通水性が悪くなる欠点もある。そのため、適度なサイズで表面が凹凸に富むバイオリオや、スポンジ状で表面積の大きさと通水性を兼ね備えたバイオキューブなどが生物的ろ過のろ材として適しているのだ。

化学的ろ過のろ材として用いる活性炭も吸着能力を失った後には生物的ろ過のろ材として機能するようになるが、細かいものが多いため単独での使用は適さない。そこで、生物的ろ過のろ材2に対し活性炭を1の割合で組み合わせるのが基本になる。

できるだけ早くろ過を機能させたい場合には活性炭の割合を増やし、機能し始めるのは遅くても長期間安定したろ過を目指す場合にはバイオリオだけを使う方法もある。


外部式フィルターの水流

外部式フィルタ血のポンプには、水の流量が表示してある。毎時何リットル、毎分何リットルと表示されているこれらの数字は、外部式フィルターのろ過能力を判断する目安になるが、流量が多ければいいというわけではない。確かに、流量が多ければそれだけ水槽の水を多く循環することができるが、その分、出水される水流も強くなる。水流が必要以上に強すぎると、植栽した水草が浮いてしまったり、水草が水流になぴいてレイアウトを乱す恐れがある。

逆に、水槽に水流がまったく無い状態では、水草の葉へのCO2や栄養素の供給が滞り、葉の上に沈殿物などがたまって汚くなる。水草の健康な育成には、適度な水流が必要なのである。以上のような理由により、外部式フィルターは最大流量が多いものよりも流量が適度で安定したもののほうが、ネイチャーアクアリウムには適している。外部式フィルターに表示されている流量は負荷の掛かっていない場合の数値であり、負荷が掛かると流量が半分近くになる製品も多い。

その点で、スーパージェットフィルターES-600は負荷が掛かっても流量が低下しにくい揚程力重視のポンプを採用しており、長期間にわたって安定したろ過が実現できるのだ。

ネイチャーアクアリウムのろ過システム

水槽だけでは水が効率的に浄化できないため、外部にろ過槽を設置する。
水槽の水は、ろ過槽の中を循環しながら浄化される。



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