フィルター

フィルターとは、水をきれいに保つための、いわゆるろ過機を言います。ろ過機(フィルター)には、いろいろな種類のものがあります。熱帯魚飼育には、ろ過機はなくてはならないものですが、フィルターを選びには、水槽内の水質の変化のメカニズムと、ろ過のしくみを理解することが大切です。

1. 水質変化のメカニズムを知る

水中をただよう大きなゴミはそれほど大きな害は及ぼしません。魚の生命を1番おびやかすのは、窒素化合物です。こうした毒性の強い窒素化合物は、魚の糞や餌の残りかすがアンモニアを発生することと起こります。こうしたアンモニアは、魚のエラからも排出されます。アンモニアは、水槽内の微生物に分解されて、まず亜硝酸になります。さらに亞硝酸塩はバタリアにより硝酸塩に変わり無毒化されていきます。このように微生物が毒性を弱めてくれることになります。さらに残った硝酸塩の窒素を、水草は栄養分として取り入れてくれます。

夜間など照明が暗い状態では、水草も光合成活動が停止し、昼間は二酸化炭素吸って酸素を吐き出していた水草も、夜は魚たちと同じように、酸素を吸い、二酸化炭素を吐きだ合す酸素呼吸に変わります。生物ろ過の主役であるろ過生物と言われる微生物は、好気性菌と呼ばれ、酸素があるところを好みます。酸素供給が少ないと、バクテリアの活動は低下し、生物ろ材を利用した底面フィルターのメリットも生かすことができなくなります。逆に酸素がたくさん溶け込んでいる水では、ろ過の働きも活発になります。ろ過生物も、ろ材の表面に付着し、どんどん増えて行きます。

2. ろ過のしくみ

ろ過のしくみには、大きく分けて①物理的ろ(濾)過、②生物ろ過、③化学的ろ過の3つがあります。

①物理的ろ過

水中には水草の枯れ葉や糞など、目に見えるゴミが生じます。物理的ろ過とは、ウールマットなどを使用し、このような目に見える大きなゴミを取り除くことです。物理的ろ過は、わたしたちが床に掃除機をかけるのと同じと考えるといいでしょう。食べかすや枯れた水草などを、アンモニアに変化する前に取り除き、これにより発生するアンモニアの量を減らすことができます。

②生物ろ過

微生物は、糞→→アンモニウムイオン→亜硝酸塩→硝酸塩という順序で、毒性を弱め、水を意ろ過してくれます。このように微生物であるバクテリアの働きを活発にさせることにより、窒素化合物の毒性を少しでも弱めることにあります。生物ろ過は、フィルター内にバクテリアが棲みやすいろ材を入れておくことで、バクテリアがたくさん繁殖できるようにすることで、ろ過能力を高めることにあります。

ろ過生物を、どんどん増やして行くには、限られた空間に、ろ過生物が付着する表面積を、いかに多くの作り出すかが最大のポイントになります。フィルターの中に入れるろ材がマカロニのような形をしていたり、表面がでこぼこしているのは、少しでも表面積を大きくするための工夫です。フィルター選びでは、生物ろ過の能力を考慮に入れることも、重要なポイントになります。このような 生物ろ過のしくみを利用した生物ろ材は、主に外部フィルター用に作られていますが、上面フィルターや外掛け式フィルターに利用しても、高い効果を期待できます。さらに底床や水質調整効果のあるろ材との組み合わせても用いることができます。

③化学的ろ過

水槽セット時に発生しやすい白濁、黄ばみ、悪臭などの原因となる不純有機物を、活性炭などで吸着させ、匂いや色といったものを取り除くことにあります。

3. フィルターの選びかた

水槽内の水質は、魚やバクテリア、水草の存在などにより、刻々と変化していきます。その中で、水質の安定を図り、綺麗な水槽を維持していくようにしなければなりません。そのためには、フィルター(ろ過装置)を設置し、ろ過効力を高めるようにします。自然循環を正常に機能させ、水質を悪化させないために、フィルターの設置が不可欠になります。

ろ過フィルタも用途に合わせて多種多様なものが販売されています。ろ過能力は水槽内にいれる熱帯魚の大きさや数によって必要な能力が変わってきますので水槽の環境に合わせて選択するようにします。基本的にはろ過能力が高いほど水槽内の水質は安定しやすく、いい状態に向かいますが、熱帯魚は種類によってはグラミーやグッピーなどのように、強い水流を嫌う種もいます。ろ過の際は、水流の出し方などにも気を使うようにします。フィルタは水質管理の要ですので、ケチらずに性能の優れたものを選ぶようにします。よく使われる主なフィルターには次のようなものがあります。各種類のフィルターには、長所と短所があります。

○上部式フィルター(モーター循環式)

上部式フィルターは、水槽に乗せた箱に濾材を詰め込み、モーターで水を循環させる仕組みのフィルターで、まず1番メジャーな上部フィルタです。上部フィルターにテトラバクトGやテトラバイオマットをいれるだけで、ろ過能力は上がるようです。セット後すぐには効果はみられませんが。バクテリアが繁殖をはじめればかなりの効果が見込めます。

上部フィルタのメリット
熱帯魚飼育を始める際、ほとんどの人がまずはじめに使用するフィルタで、安値な上、ろ材を工夫すれば、ろ過能力にも優れていて、さらに掃除などのメンテナンスなどが簡単、音も静かで振動も少ないとメリットがたくさんあります。

上部フィルタのデメリット
吸い込み口から吸い込んだ水をフィルタ内を通して水槽内に落とし込むため、外気に触れる面積が大きく、水槽内の二酸化炭素が逃げやすいしくみになっています。熱帯魚のみの飼育ではまったく問題はないのですが、明るい光を必要とする水草や、育成の難しい水草の栽培には、やや不向きなフィルターと言えます。

また、水槽の上部を半分占有してしまうので、水槽内が暗くなりがちです。特に本来は野外で太陽光の中で育つ昼行性の魚の場合は、光の当りかたによって、その体色の鮮やかさに、歴然とした差が出ます。ですので、こうした魚を飼う場合は二灯式のライトを使うなどして水槽内を明るくする必要があります。

エアーポンプは一般的に音と振動が大きいのが欠点です。音や振動が大きいと、けっこうストレスになるかもしれません。寝室などに設置した水槽では水が落ちる際のゴボゴボという音が多少耳障りになることもあります。また、小さな魚や稚魚は吸い込まれてしまったり、排水溝から魚が入り込んでしまう場合もあるので、種類によっては注意が必要な場合もあります。

上部フィルターとポンプ
上部フィルターはポンプ性能が非常に影響しやすい吸い上げ式ですので、やはり定期的は交換は必須になってきます。ポンプ部は、その性能により、金額が変わり、1番コストがかかります。適応水槽サイズにより、金額も若干高めの設定になってしまいます。ほかはフレームやパイプなのでさほどコストはかかりません。環境にもよりますがポンプ内に、吸気溝からほこりが溜まって、回転数が下がってきたりします。回転数が落ちれば、おのずと給水力も落ちますので循環能力が低下します。

ポンプ能力の低下=ろ過能力の低下に結びついてしまいます。ポンプ内のほこりの点検は、分解しなくても、カバーの隙間から中のフィン(ファン?)がのぞいて、そこからエアーなどで吹いてあげれば、余計なごみは結構とれます。あまり掃除をさぼっているとたまに大きなほこりの塊が出てきたりします。

○外掛け式フィルター(モーター循環式)

水槽の縁に引っかけて使うのが 外掛け式フィルターです。上部フィルタと同じように、水をポンプで吸い上げ、ろ過材を通し、また水槽内へ落とし込むしくみです。主に小型水槽などに使用されます。小型水槽以外では、他のろ過フィルタのサブフィルタという形で併用して使われます。

外掛け式フィルタのメリット
小型で、安価で、振動も少なく、メンテナンスも簡単です。簡単にセットでき、音も比較的静かです。

外掛け式フィルタのデメリット
水流が強くなってしまう割には、ろ過能力は高くありません。グッピーのように強い水流にストレスを感じてしまう種類の魚には、できるだけ強い水流を作らない工夫が必要になります。しかし、流量を絞り込むと、そのままろ過能力も低下することになります。

上面を中途半端に覆ってしまうため、フタを自作しないと隙間が出来てしまいます。魚は飛び出してしまうことが多いため、隙間なくぴったりとフタをしなければなりません。もし専用のフタがついていない場合は、透明な下敷きなどを加工して、隙間ができないようにフタを自作する必要があります。給水口には別売りのストレーナーを付けなければ、稚魚たちが吸い込まれてしまいます。

外掛け式フィルターには、 ワンタッチフィルター、ミニヒーター、カルキ抜きなどがセットされた熱帯魚の飼育セットも出ています。簡易になりますが、魚が跳び出さないように専用フタも付いていますし、給水口に魚が吸いこまれないようなストレーナーフィルターもセットされています。上部フィルタ同様、ゴボゴボとした着水音がします。

○底面式フィルター(エアーリフト式)

底面式フィルターは、水槽の1番下に設置し、その上に敷いた砂利をろ材として使用するフィルター です。

底面フィルタのメリット
価格的には手頃で、価格に対するろ過能力には一目置かれるところがあります。底面フィルタは底砂がそのままろ材の役割を果たすため、水槽に合わせたサイズを選べば、安価な割には、高いろ過能力が期待できます。また給水口が露出していないため、小さな魚を飼育する場合にも吸い込まれる心配がなく安心です。

底面フィルタのデメリット
エアレーションによる音と振動があります。最近振動の少ないエアーポンプも出るようになって来たとは言え、エアーチューブを通して音が外に漏れます。エアーポンプから空気を送ることによって水を循環させますので、水中の二酸化炭素を逃がしてしまいますので、育成の難しい水草の栽培には不向きです。イトミミズなどは砂利に潜り込んでしまい水を汚しますので、イトミミズを餌として与える場合は底面フィルターのみならず、砂利を敷くこと自体あまりおすすめできません。細かい餌の残りなどが、次々に内部に蓄積して溜まると、逆に水を悪化させます。

○投げ込み式フィルター(エアーリフト式)

投げ込み式フィルターは、古くから使われている 簡易フィルターです。テニスボールくらいの大きさの容器に濾材を入れて、エアーポンプで空気を送り込んで濾過します。

投げ込み式フィルターのメリット
安価です。サブフィルターとしての利用などが考えられます。

投げ込み式フィルターのデメリット
ろ過面積に限界があり、長期にわたる使用には不向きです。エアーポンプで空気を送ることによる音と振動が気になります。エアレーションによって水中の二酸化炭素を逃がしてしまうため、育成の難しい水草の栽培には不向きです。

○水中フィルター(モーター循環式)

水中フィルター(モーター循環式)のメリット
比較的安価で、濾過能力もそこそこあり、掃除も容易、振動も少なく、音も静かです。

水中フィルター(モーター循環式)のデメリット
フィルター自体がやはりそれなりの大きさがありますので、小さな水槽に入れると邪魔になります。機種によってはモーターが水中で熱を発し、夏場に異常なほど水温が上がることがありますので、注意が必要です。

○スポンジフィルター(エアーリフト式)

スポンジフィルター(エアーリフト式)は、 生物ろ過のためのフィルターです。2週間くらいまえに設置して、予め水を循環させておいて、フィルター内にろ過生物を育ててから使います。

スポンジフィルター(エアーリフト式)のメリット
安価です。スポンジフィルターは、正しく使うと、高いろ過能力を発揮します。エアーポンプで水流を弱く調節して使えば、卵生メダカなどの水流に弱い魚の水質維持に大きな効果を発揮します。小さな魚や泳ぎの苦手な魚が吸い込まれる心配がないので、繁殖用の水槽に非常に向いています。
セット、そうじが簡単です。

スポンジフィルター(エアーリフト式)のデメリット
ろ材の目が細かいので目詰まりしやすく、大量の糞をする中型以上の魚には不向きです。

○外部式フィルター(モーター循環式)

外部フィルター(モーター循環式)は、水槽外にタンクを用意して水を循環させ、そのタンクの中にろ材をセットし水をろ過していくしくみになっています。メインの水槽の設置には理想的です。大型水槽での使用や海水魚の飼育に適しています。

外部フィルター(モーター循環式)のメリット
物理濾過と生物濾過を兼ね備え、極めて高い濾過能力を持ったフィルターです。優れたモーターと耐久性のあるシャフトによるものを使えば、振動も少なく、排水口を水中に入れれば、エアレーションを起こさないために音が静かです。

エアレーションを生じないので、二酸化炭素が逃げにくく、水草育成には最適です。サイズも豊富で、サイズを選ぶことにより、ろ過能力を調整できるので、水質に敏感でキレイな水を好む熱帯魚の飼育にも適しています。本体が外部にあることにより、掃除も楽です。水槽内には吸水パイプと排水パイプのみがあればいいので、水槽内の景観も損ないません。

外部フィルター(モーター循環式)のデメリット
他のフィルターに比べ、高価です。水槽以外にフィルターを設置するスペースを確保しなければならず、必ず水槽水面よりも低い位置に設置する必要があるために、水槽台などの下のスペースを確保する必要があります。

モーターが強力なために水流も強く、小さな水槽では魚がぐるぐる回ってしまったり、小型魚や糸状のヒレを持った魚は吸い込まれる危険があります。万一パイプなどが外れると、部屋中水浸しの大惨事となります。接続には十分な確認が必要になります。

いくらろ外部式フィルターは極めて優れたフィルターだと言っても、ろ過能力の高さを過信せず、定期的な掃除は行うようにします。

4. ろ(濾)材

ろ過機を使うようになりますと、その中に入れるためのろ材を選ぶことになります。濾過機に使用できるろ材には、さまざまなものが販売されています。主なろ材には、次のようなものがあります。

○ウールろ材

ウールを成型したものです。上部フィルターでは、大変メジャーなろ過材です。目が細かく、小さいゴミを濾し取る能力が優れるため、主に物理濾過用のろ過材として使用されています。ウール自体にもバクテリアは繁殖するので、生物濾過効果もあるのですが、多くの場合、生物ろ過についてはセラミックろ過材はじめ他のろ過材を用い、ウールは物理濾過に重点を置いて使われることがほとんどです。

ウールろ材ののメリット
目が細かく、小さいゴミを濾し取る能力が優れています。安価なので、使い捨て感覚で使用し、1週間ごとに新品に交換しても使用しても、コストは高くかかりません。使いやすい。

ウールろ材のデメリット
目詰まりしやすく、耐久性が低い。洗って再利用できるが、型くずれしやすく、あまり長期間は使用できません。

○スポンジろ材

成型されているものが安価で出ていて、ウールより長持ちしますので、外部フィルターや水中フィルターなどのフィルターの標準ろ過材として多く採用されています。外部フィルターを用いた本格的なろ過に取り組む場合は、セラミック濾材等に交換することも考えられます。

スポンジろ過材メリット
形がくずれにくく、洗浄して繰り返し使用できるので、ウールより長持ちします。成型されたものが安価で出ています。

スポンジろ過材デメリット
ウールと同じく目詰まりしやすく、定期的な掃除が必要です。セラミックろ過材ほどのろ過能力は期待できません。

○底砂(大磯砂)

何気なく底にしかれている大磯砂ですが、底砂もバクテリアの住処としてのろ材として大きな役割を持っています。特に底面フィルターの場合は、基本的に濾材は底砂(大磯砂)以外選択肢がありません。粒の小さいほうが容積あたりの表面積が大きくなりますので、より多くのろ過バクテリアを着生させることができ、ろ過能力も高くなります。ただし、粒が小さくなる分、ゴミやヘドロで砂が目詰まりしやすくなります。

底砂(大磯砂)のメリット
表面がザラついていないので、さほど濾過バクテリアは着生しないようですが、粒が小さく容積あたりの表面積が大きくなりますので、ろ過能力は予想外に高くあります。バクテリアの定着も早い。

○活性炭

フィルターに入れることも多い活性炭ですが、活性炭は、窒素化合物からの水質ろ過、ならびにそのためのバクテリアの発生を目的とするろ材とは、少し意味合いが異なります。

使用し続けると、いくらかは濾過バクテリアも繁殖するようですが、活性炭は、空気中のアンモニアは吸着しますが、水中に溶けたアンモニアや亜硝酸、硝酸を吸着することはほとんどありません。活性炭は、いわゆる化学的ろ過に意味があります。

基本的には、ろ過バクテリアが分解しにくい有機物を吸着し、水の黄ばみやカビ臭を防ぎます。流木の入っている水槽や水の黄ばみやすい環境下で、水の濁りや黄ばみの抑制には役立ちます。

○セラミックろ材

セラミック(陶磁器)が主成分です。その多くは、表面をザラつかせ、ろ過バクテリアの着生のしやすさを向上させることで、ろ過能力(濾材の表面積)強化を図っています。

生物ろ過材として、もっともポピュラーなろ過材です。特に水が汚れやすい大型魚や肉食魚飼育において、オーバーフロー型ろ過機や外部フィルターで多用されています。また、粒の小さいタイプのものは、上部フィルターに使用されていたりもします。飼育スタイルや使用するろ過機に合わせて、形状や大きさもさまざまなものが各社から発売されています。

セラミックろ材のメリット
ウールやスポンジと違って、初期コストは高くつきます。

セラミックろ材のデメリット
耐久性に優れており、洗浄することで長期間使用できます。長い目で見るとコストはかなり抑えることができます。ろ過材でよくパワーハウスという商品を見かけますがパワーハウスとはどんなものですか?またソフトタイプとハードタイプでは何が違うのですか?どのように使うのかなども教えてください。

○パワーハウスろ材

『パワーハウス』(クリオン)は、セラミックろ材に、化学的にpHを調節(維持)する機能を付加したものです。水素イオンを徐々に放出し、水質を弱酸性に安定していくソフトタイプと、アルカリ性物質を放出しPHの降下を抑制するハードタイプがあります。ソフトタイプは、水草水槽や南米小型カラシンなどに最適とされ、ハードタイプは、弱アルカリ性の硬水を好むアフリカンシクリッドなどの飼育に最適とされます。

外部フィルターはもちろん、上部フィルターやその他フィルターのろ材としても使用できます。

2~3回水洗いをしてから用い、新規水槽立ち上げ時には、水槽内にパワーハウスを、2週間ほど漬けておき、バクテリアが棲みつくのを待ってから、魚を入れるようにします。(水槽準備の暇がない場合は、市販のバクテリアを投入することになります。)

パワーハウスのメリット
熱帯魚飼育を成功させるためには、いかに生物ろ過を活発にし、魚に有毒な窒素化合物から水質をろ過できるかにかかっています。そのためには、狭い水槽内では小さなスペースで多くのバクテリアを付着できるようなろ過材が求められます。生物ろ過を効率よく行うためには、微生物定着有効面積の大きなろ過材を使用し、多量の酸素供給を行うことが大切になります。バクテリアの付着効率を考え、単に空孔のみに頼った今までのろ過材とは異なり、驚異的な微生物定着有効面積を持ち、有益なバクテリアの早期定着が可能です。

有益バクテリアの生息に適した面積は、1リットルあたり大磯砂なら23㎡なのに対し、パワーハウスソフトタイプでは1620㎡とのデータもあります。基本的にはメンテナンスは必要ありません。汚れてきたような場合にも、水道水でじゃぶじゃぶ洗い流すような掃除は、せっかくのバクテリアにダメージを与えてしまいますので、避けるようにします。交換についても全部いっぺんに行わず、半分づつの交換するなど、バクテリアの急激な減少は避けるようにします。水回りがよく、目詰まりしにくく、通気性が悪くなり酸欠状態になりにくい構造になっています。

パワーハウスのデメリット
価格が高いことがあります。

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