洗車スポンジ濾材2~嫌気性濾過能力はあるか

 洗車スポンジ濾材を装填した濾過器の排水パイプから頻繁に気泡が出てくる。最初、内部が負圧になった為かと思い排水を絞ってみたが、減る様子はない。濾過器のコンテナは半透明なので、ライトを当てて透かしてみることができる。してみると、驚いたことに濾材の1つ1つが気泡を付けている。これはもしや、嫌気性濾過が行われているのではないか?

 気泡が出る水槽では、イースト菌を利用したCO2添加装置を付けている。イースト菌が発酵するとCO2の他にアルコールが出るが、これが若干水にとけ込んで、脱窒菌のエサになっている可能性がある。

 しかし、普通は脱窒菌のエサを補給しても嫌気域がないと脱窒は機能しない。シポラックスやサブストラットもそうだが、通常の多孔質濾材は表面が詰まってしまうため濾材の芯までスムースに水が通ることはない。いくら内部が嫌気性になっても、水が通らないのでは濾過は行われない。

roka2 左は一般的なスポンジ濾材の模式図。黄色い粒は好気性バクテリアを示し、矢印は水の流れを示している。好気性バクテリアは酸素の豊富な表層部に大量発生し、次第にスポンジの凹凸を埋め尽くす。最終的には、表層部に薄皮一枚(5ミクロン)だけの濾過膜を形成し、濾過面積は濾材の表面積に等しくなる。濾過が機能するのは表面だけとなり、それ以外は無駄な空間になる。

 酸素は表層部で消費されてしまい、内部は嫌気性になるが、濾材の中心部分は通水がないため、嫌気性濾過は機能しない。

 

 

洗車スポンジ濾材の気泡は何か。脱窒によるものだとすると、次の仮説が立つ。


roka 左は洗車スポンジ濾材の模式図。好気性バクテリアによる生物濾過は、表層のみならず、大きい気泡の通路の壁面に沿って形成されるため、同サイズの一般的な濾材よりも濾過面積が大きい。

 酸素は表面の濾過膜で消費され、濾材の内部に嫌気域ができる。
 洗車スポンジ濾材は大小の気泡が入り交じっているため、表層部の凹凸がバクテリアで埋まっても、水は大きい気泡の通路を通って濾材の中に入り込む。そのため内部まで水が通りやすい。

その流速は濾材の外側に比べゆっくりとしており、嫌気濾過が行われる条件が整う。ここに嫌気性濾過バクテリア(青い粒)が図のように発生し、嫌気性濾過が機能するというわけだ(あくまで推測ですが)。

 

続き>>洗車スポンジ濾材3

 

 <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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