究極の濾材を発見?~洗車スポンジ濾材の検証を開始

1999/7/30 東京ビックサイトで開催されている下水道展に行く機会があり、濾材を作っている専門メーカの話を聞く機会があった。それによると

1.生物濾過の能力は、水との接触面積によって決まる。
2.長期的な有効接触面積は、1mm以下の細かい凹凸を無視した表面積に等しくなる(多孔質の微細構造は、発生するバクテリアですぐに詰まってしまいろ過面積に寄与しない)。
3.生物濾過膜の表層から5ミクロンより深い部分は、酸素が届かないため生物濾過は機能しない。
4.多孔質の濾材はバクテリアの定着が早い。
5.濾材の形状は「くら型」がもっともよい。

 ということだった。結局、濾過面積として有効なのは流れている水が接触する表面の薄皮一枚ということになるらしい。たとえ濾材の内部に水があっても、表面のバクテリアによって酸素が消費されてしまうため、内部では機能しないらしい。濾過の性能は形状で決まる要素が強く、材質は関係しない。

 

 以上からすると、家庭用の小型ろ過装置入れて使う生物濾材には次の特性が求められそうだ。

 1.単位体積あたりの濾過面積が大きいこと。
 アクア用では濾過装置の容積が限られているため、濾過能力に直接影響する重要な特性だ。単位体積あたりの表面積は粒子が細かいほど大きくなるが、細かすぎると通水が悪くなって詰まりやすくなる。おそらく5mm~10mmが適当だろう。

2.目詰まりによる性能の劣化が少ないこと。
 どんな濾材でもバクテリアが増えてくると表面が目詰ってきて、通水性が落ち、濾過面積が減少してくるが、この劣化がすくないほどいい。このことは濾材の形状や粒子のサイズに大きく関係する。

3.表面が多孔質であること。
 表面が多孔質のものはツルツルのものよりバクテリアの定着が良いという。

4.化学的に安定であること。
 硝酸塩、炭酸塩などの溶出物があったり、濾材自身が劣化してしまうものは使えない。

 

 これらの特性を満たすものが無いか、売られている濾材を一通りチェックしてみたが、満足いく商品は見つからなかった。中には濾材の用途に不適当と思える商品もある。例えば次がそうだ。

 •セラミックや発泡ガラス製のリング状濾材
 中心の空洞がまるまるムダであり、粒も大きさも大きいため無駄な隙間が沢山できることから単位体積あたりの濾過面積はかなり小さい(微細構造は上述したように関係しない)。この濾材は水処理プラントなど大きな容器に大量に入れて使うもので、家庭用の小型ろ過装置には向かない。これらの商品は、おそらく業務用の流用と見られる。

•ウールマット
 細かい多孔質構造のおかげで濾過の立ち上がりが早く、初期性能は非常に高いが、発生するバクテリアによって次第に詰まり、性能が急降下する(ろ過面積は板状に等しい)。薄く使ってもこの性質は変わらない。

•PHコントロールを謳っている商品全般
 濾材自身の溶出物や化学反応でPHが変わってしまうと本来の現象が見えなくなり、水質の管理が難しくなる。

 

suponji 身の回りでいい素材はないかと探してみたところ、理想的な素材を見つけた。  このスポンジはカーシャンプーを買ったときオマケで付いてきたもので、小さい気泡の中に大きい気泡が適度に入り交じっているのが特徴。多孔質であるため濾過の立ち上がりも早いことが予測できる。

 

 大きい気泡のおかげで、粒子のサイズが小さくても通水性がいい。濾材の内部まで水がよく通るため、酸素が濾材の内部に供給される。そのため、濾材の内部まで濾過面積として作用し、立方体の見た目以上の濾過面積が確保できそうだ。しかも、大きい気泡は詰まりにくいミリ単位のサイズであるため、内部のろ過性能も長期間持続しそうだ。
 この材料は、上述したアクア用生物濾材に求められる特性をほとんど満たしている。これはもしかして、理想的な濾材かもしれない。

 今回、この濾材を60cmメイン水槽の外部濾過装置(フルーバル303)にインストールした。今後経過を観察していくつもりだ。

続き>>洗車スポンジ濾材1

 

<参考購入先>
濾材一覧 能力と価格は関係ありません
スポンジ系濾材

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