JIROです！
今回は流動ろ過サンプを自作する時に個人的によく流動すると思っている方法を紹介します。
これから流動ろ過用のサンプを作ってみたい！という人のヒントになれば幸いです。
それではさっそく参りましょう。
流動ろ過の方法
今回紹介する方法はウールボックスからの『落水の勢い』と『エアレーション』で回転する水流を生み出すことで濾材を流動させるという方法になります。
まずウールボックスからの落水を端に寄せて排水することで回転する水流が1つ生まれます。
そして濾過室に横たわるような長いエアストーンを設置してエアレーションすることで、2つ目の回転する水流が生まれます。
エアレーションには排水口に吸い付く流動ろ材を散らす役割もあるので、エアストーンは排水側に寄せて配置します。
Tips：条件*次第では、『落水・エアレーション』のどちらかの水流だけでも十分に流動ろ材をかき回す事ができますが、水流の回転方向を合わせることで、互いの水流を邪魔すること無く、より広い条件下で流動ろ材をしっかり動かしやすくなります。
※流量・ろ過室のサイズ・奥行き・エアレーションの量などの組み合わせ
使用する流動ろ材について
流動ろ過では使用する濾材の仕様によって振る舞いが変わる可能性があります。
今回紹介する方法で想定している流動ろ材はチャームの『バイオビーズ』となっています。
バイオビーズ
ウールボックスの製作ポイント
次は設計・製作に関するポイントについて紹介します。
まず流動ろ材は水流の弱いところに集まり留まりやすくなるため、ウールボックスからの落水を均一にするようにします。
『落水の偏り』は、本水槽からの排水位置やウールボックスの左右の高さの僅かな差など様々な原因で発生しやすい現象のため、ウールボックスの設計である程度の偏りが解消できるようにしておきます。
落水までの距離を稼ぐ
落水の偏り対策の1つ目として、ウールボックスから排水までの流路を長く設計することで、水を整流してから落水させることがあります。
Tips：一見面倒くさそうに見えるかもしれませんが、底面の板を追加するだけで製作できます。
流路を狭くする
2つ目はウールボックスから排水する流路を狭める*ことです。
水の通り道を狭く設計することで、例えポンプの流量が弱かったり傾きが多少あったとしても、流路全体に水が行き渡りやすくなるため、偏りを減らすことができます。
※出口部分だけ狭くするだけでも良いと思います。
Tips：狭くしすぎると詰まる可能性があるので注意します。流量とウールボックスの幅にもよりますが、個人的な目安は3ｍｍ～5ｍｍくらいです。
ガイドをつける
落水する勢いが弱い場合は水がウールボックス底面を伝うようになり、落水の勢いが分散してしまうことがあります。
その場合、短い板でもいいので落水用にガイドを設けると解消されます。
落水を分割する
落水に幅があるなど、場合によっては落水を分割することによって偏りを軽減することができます。
また幅が長いと、ウールボックスの強度によっては中央がたわんでいく可能性もあるので、補強する意味合いでも分割した方がいい事もあります。
まとめ
ウールボックスは設計する時に『①落水までの距離を長くする』と『②流路（排水口）を狭くする』をしておくと大体の偏りが解消されると思います。
あるいは②の設計するだけでも、ある程度の効果はあると思います。
落水の分割については試運転してみて、問題が出た時に考えれば良いと思います。
Tips：落水する勢いは、ウールボックスと水面の落差によっても変わります。落水する勢いが足りない場合は、エアレーションを強くすることで回転する水流を調節できます。
サンプの製作ポイント
次はサンプを設計するときのポイントについて紹介します。
サンプ設計では『濾過室の幅』や『濾過室の水位』などを仕切りで調節できます。
濾過室の幅に気をつける
まず流動ろ過を行う濾過室の幅を長くしすぎると、今回の方法は水流が不足する可能性があります。
横長の濾過室を設けたい場合は別の方法をとるか、分割するなどした方が良いかもしれません。
Tips：個人的に実践している濾過室のサイズは15ｃｍくらいまでの幅ですが、見た感じではまだ大きくしても大丈夫だとは思います。どのくらい大きくするとダメなのかは私も検討がつきませんが、サイズというより正方形に近い形が望ましいのかもしれません。
水位を固定する
流動ろ過を行う際、濾過室の水位が変動すると『流動ろ材の振る舞い』にも影響がでやすくなるため、なるべく安定して流動できるように仕切りを設けて下限水位を固定しておきます。
サンプ設計のその他の事
水位を固定する注意点としては、ろ過室の水位が変動しない代わりにポンプ室の水位変動が大きくなるため、蒸発対策にポンプ室を少し広めに設計することなどがあります。
どうしてもポンプ室が小さくなる場合は蒸発対策にフォーカスして、無理に水位を固定する必要も無いと思います。
※その他の仕切り設計に関する細かい基本的な注意点はこちらで紹介しています。
↓仕切りの設計について↓
排水スリットの設計について
次は濾過室の排水スリットの設計についてのポイントについて紹介します。
流動を行う濾過室の仕切りには排水口となるスリットを設けます。
スリットの設計では『位置』や『幅』によって、流動ろ材の吸い付きなどを抑制することができます。
Tips：仕切り（塩ビ板・アクリル板）にスリットを入れる方法ついては、卓上丸ノコを使った方法とテーブルルーターを使った方法を紹介しています。
スリットの幅
まずスリットを作る際の横幅は、使用するバイオビーズ（3ｍｍ～5ｍｍ）が流出しない（2ｍｍ幅くらい）サイズまでにしておきます。
スリットの縦幅について
スリットの縦幅で目安にするのは、エアストーンより上の位置から固定した水位より下の位置になる長さ（位置）です。
エアストーンより上の位置にする理由
理由としては、まずエアストーンの下までスリットが伸びていると、ろ材が吸いついて一部動かなくなる*懸念があるため、スリットの位置はエアストーンより高い位置にある事を目安にしています。
※エアレーションには、排水スリットに引っ付こうとする流動ろ材を散らす役割があるため、エアレーションの影響を受けない排水スリット部分にはろ材が留まりやすくなります。
固定した水位より下にする理由
次にスリットを固定した水位より下にする理由は、スリットが水位より上にまで来ていると、仕切り上部に露出した状態でろ材が溜まっていく事がある*からです。
バイオビーズは露出した状態で留まっていると、性能低下・破損の原因になります。
※経験上そうなったことがあるというだけで理由はわかりませんが、吸い付こうとする力が働いてる状態のままエアレーションで上昇する力が加わるとバイオビーズが水上に飛び出しやすくなり、飛び出してしまった場合はそのまま仕切りにくっついてしまうのかもしれません。
スリットの量
スリットの量は多いとスリットにろ材が吸い着きにくくなるので、出来れば多めにいれておきます。
適当な量でよいですが、目安をつけるならば1ｃｍ間隔くらいでスリットを入れていきます。
スリットを入れる仕切りの範囲は、エアストーンと同じくらいの幅を目安*にします。
※エアレーションが当たらない位置にまでスリットを入れると、流動ろ材がスリットに引っ付きやすくなるため。
スリット設計の目安について
今回示したスリット位置の目安は、特に守らなくても大方の濾材は流動するので大きな問題にはなりませんが、なるべく濾材を動かしたい場合は目安をスリット位置の参考にしてみて下さい。
エアストーンの固定
最後に流動ろ過室に置くエアストーンについてです。
基本的にエアストーンは水槽の幅に近い長い物がオススメです。
あと用意しておきたいのがエアストーン用のホルダーです。
今回の方法ではエアストーンを仕切りに沿って置きますが、後から間違ってエアホースを引っ張ったりして動いてしまうと、戻すのが面倒なのでホルダーのようなもので固定しておくのがオススメです。
エアストーンのホルダー
こちらは流動ろ材が引っかかりにくいよう考慮してみたエアストーンホルダーです。
直接エアストーンを床に置くと、エアストーンと床の隙間でろ材が挟まりやすかったので、下駄を履かせるような形にして隙間を作ってみました。
作り方は小さい板にホールソーで穴をあけたら半分にカットして、水槽に取り付けやすいように補強してからシリコンで接着しています。
シリコン
終わりに
細かい事を色々書きましたが、私の場合『なるべく流動ろ材を1粒残らず動かしたい』というゲーム感覚でやっていただけなので、そこまで気にしなくとも流動ろ過自体は問題なく出来るので、適当に見て頂ければと思います。
今回紹介した流動ろ過のポイントのイメージが湧かない場合は、この方法に至るまでの過程を以前動画に上げたので、そちらでも確認してもらうとより分かりやすいかもしれません。（宣伝）
以上流動ろ過の自作についてのポイントの紹介でした。
それではよいアクアライフを。
追記：流動ろ過の実際はこんな感じです。
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