日常生活の中で、ほとんどすべての人が何らかの形でフィルターと関わっています。私たちは、フィルター付き水差しで水を注いだり、浄化システムのカートリッジを交換したり、エアコンのフィルターを通過した空気を吸い込んだりしています。しかし、これらの日常的な行動の背後には、実際には何があるのでしょうか？
フィルターとは、本質的には混合物を分離し、ある成分を捕捉して他の成分を通過させるという役割を持つ障壁です。それは、非常に選り好みする警備員のように機能します。そして、この番人を構成する材料が、まさに濾材なのです。その特性によって、大きな粉塵、微細な細菌、化学的混和物など、何が捕捉されるかが決まります。
これらの材料の多様性は驚くべきもので、単純な金属メッシュや紙から、複雑な膜や活性炭のような吸着剤まで多岐にわたります。具体的なタイプの選択は、私たちが何と戦っているか、つまり水中の砂、排気ガス、病院の無菌状態などによって異なります。フィルターと材料の基本的な仕組みを理解することで、家庭、自動車、生産のいずれの場合でも、選択を誤ることはありません。
水槽フィルターの分類
動作原理による水槽フィルターの図解分類 – 電気式と空気式
電気フィルターには、アマチュアおよびプロ/商業用水族館の両方であらゆる課題を解決できる、非常に多くのバリエーションがあります。このグループのメリットとしては、高い性能、汎用性（あらゆるタイプのろ過が可能）、幅広い用途（あらゆる種類の水槽用に製造されている）などが挙げられます。内部と外部、つまり水槽の内部または外部に設置されるタイプに分類されます。
エアフィルターの中で最も普及しているのは、底面フィルターとエアリフトフィルターです。その利点としては、シンプルな構造、低価格、低消費電力などが挙げられます。一方、欠点としては、性能が控えめであるため、大型水槽での使用は推奨されていません。設置場所は水槽内部のみとなります。
ろ過の種類または方法
ろ過には主に3つのタイプ（方法）があります：機械的、生物学的、化学的ろ過です。最も単純なフィルター（電気式または空気式）でさえ、機械的ろ過と生物学的ろ過の 2 種類のろ過を同時に行い、より高価なフィルターでは 3 種類すべてを行うことに注意してください。したがって、家庭用の趣味のアクアリウムでは、構造と価格の両方に適したフィルターを 1 つ設置するだけで、水の浄化に関するすべての課題に対処することができます。
1. 機械的ろ過
フィルター内の多孔質素材を用いて、水中の固形浮遊物（新しい土壌からの濁り、魚の排泄物、枯れた葉の破片、食べ残しの餌など）を除去します。機械的ろ過の品質基準は、水の透明度です。
2. 生物学的ろ過
魚の生活活動で発生する有毒な窒素化合物（アンモニア、アンモニウム、亜硝酸塩）を水から除去することについては、一部、前述しました。有害物質の処理は、ろ過材や、バイオボール、スポンジなど、ろ過システムに組み込まれた特殊な担体の表面に自然に生息する有益なバクテリアによって行われます。
3. 化学的ろ過
水中の溶解有機化合物（アンモニア、メタン、硫化水素、魚の予防・治療に使用される医薬品など）を除去します。生物学的ろ過の働きを部分的に重複しますが、後者とは異なり、適用範囲が広く、有機化合物とろ過材内の特殊な充填剤（活性炭、ゼオライト、リン酸塩吸収剤）との化学反応に基づいています。一部の充填剤の副作用として、水の化学組成が変化することがあります。
フィルターとは、液体や空気を浄化し、汚れ、ほこり、細菌、その他の有害な粒子を捕捉する装置です。その主な役割は、流体が通過するろ過材が担っています。ろ過材には、単純な布から複雑な合成膜までさまざまな種類があり、それぞれが水質浄化、室内空気浄化、機器保護など、それぞれの用途に適しています。重要なのは、特定の条件に合わせて適切なフィルターと素材を選択することであり、そうしなければその効果はあまり期待できません。
何に注意すべきでしょうか？
フィルターの主なパラメータは、ろ過媒体の体積と処理能力（フィルターを水が通過する速度）であり、これは1時間あたりのリットル数（l/h）で測定されます。
購入するフィルターの性能は、水槽のサイズに合ったものを選びましょう。小さめの水槽では、大きすぎるフィルターは強い水流を作り出すため、避けるべきでしょう。
300リットル/時の処理能力を持つフィルターは、600リットルの水槽の水を2時間で完全にろ過しますが、50リットルの水槽では約10分かかります。魚にとっては、洗濯機の中で生活しているのと同じことです。
ただし、フィルターを通る水の流速が不十分な場合、水が濁る原因となり、ろ過材の量が不足するとフィルターがすぐに詰まるため、出力調整可能なフィルターが最適です。
フィルターの種類
フィルターの多様性は、以下に挙げるいくつかの種類に分類できます。それらは階層的に配置されており、最もシンプルで安価なものが最初に、最も技術的で効果的だが高価なものが最後に挙げられています。
スポンジエアリフトフィルター
穴あきプラスチックチューブでできていて、その上にスポンジ付きのカートリッジが1つまたは複数取り付けられています。下部から空気が供給され、上昇する空気は水を引き上げ、それによって水流を生み出します。水はスポンジを通してチューブに流れ込み、さまざまなゴミをスポンジに残します。まず第一に生物学的ろ過を行い、その次に機械的ろ過を行います。これは、スポンジの多孔質構造が有益なバクテリアのコロニーが定着するための広大な面積を作り出すためです。多くのアクアリウム愛好家は、スポンジフィルターを一般的なアクアリウムの隅で常に作動させ、スポンジの生物学的成熟度を維持し、必要に応じて検疫用または産卵用アクアリウムで使用しています。詳細については、「スポンジ付きエアリフトフィルターは生物学的ろ過に最適なツール」の記事をご覧ください。をご覧ください。
底面フィルター
主に水の生物学的浄化を目的としています。安価で耐久性があり、ほとんどメンテナンスを必要とせず、外観にも目立ちません。しかし、いくつかの特徴があるため、初心者のアクアリウム愛好家には不向きです。ろ過材として水槽の底材を使用するため、底材の粒子サイズと深さを正しく選択することが重要です。さらに、装飾品や植物の密生した根が水の通過を妨げ、「デッドゾーン」を形成します。そこでは堆積物が発生し、メタンや硫化水素の気泡という不快な結果をもたらします。
内部フィルター（カップ型
価格と性能のバランスに優れているため、最も人気のあるフィルターの一種です。機械的ろ過と生物学的ろ過の両方を行い、さまざまなサイズがあり、垂直にも水平にも設置できます。小型（100リットル以下）および中型（200～300リットル以下）の趣味用水槽に最適です。
吊り下げ式フィルター
その名の通り、水槽の壁に吊るすタイプです。20～300リットルの水槽に適しており、3種類のろ過をすべて行うことができます。操作が簡単で、ろ過材が入ったカートリッジは外側にあり、交換や掃除が簡単にできます。浄化された水は、カップ型フィルターのような水流ではなく、一種の滝のように戻ってくるため、水槽内の内部水流が最小限に抑えられます。これは、キリーやラビリンスなどの停滞水域に生息する魚種を飼育する場合に有用です。吊り下げ式フィルターには、その構造上、わずかな欠点があります。水槽は常に 2/3 以上満たされている必要があり、そうしないと、吸水チューブが水に届かないか、十分に浸水せず、吸引力と性能が低下してしまいます。
灌漑式または灌漑フィルター
主に商業用水槽の専門アクアリウム愛好家が使用します。この種のフィルターの主な目的は生物学的浄化ですが、メーカーは機械的および化学的浄化のための補助材料を装備することがよくあります。フィルターは外部に設置され、構造上、通常は特殊なバイオボールで満たされた複数の区画が設けられています。これらの区画は流入水によって常に灌漑され、有益なバクテリアのコロニーが繁殖するのに最適な環境、すなわち湿潤な環境と空気との絶え間ない接触が創出されます。灌漑式フィルターはかさばり、非常に特殊であるため、アマチュアのアクアリウムにはほとんど適していません。
外部フィルター・キャニスター
3 種類のろ過と優れた水の循環をすべて提供し、実質的に無音です。小型（50 リットル以下）および非常に大型（1000 リットル以上）の水槽用に、さまざまな改良が加えられています。性能は水位に関係なく、部分的に満たされた水槽やパルダリウムでも効果的に機能します。設計には、酸素飽和、紫外線による殺菌、水加熱などの追加オプションを追加することができます。キャニスターフィルターは、照明システムを除いて、水槽に必要なほぼすべての機器を組み込むことができます。問題は価格です。このタイプのフィルターはかなり高価ですが、最も効果的で高性能です。
ご覧のとおり、フィルターとその「中身」の選択は、単に装置を購入するだけではありません。それは、ご家庭や職場の水、空気、その他の資源の質に直接影響する、意識的な決断なのです。適切なろ過材は、システム全体の心臓部であり、まさにそのろ過材が主な役割を果たしています。
したがって、選択する前に、環境から何を浄化する必要があるかを明確に理解しておく必要があります。単純な機械式フィルターで十分な場合もあれば、さまざまな素材を使用した多段階システムが必要な場合もあります。具体的な課題や要件に基づいて判断してください。
結局のところ、優れたフィルターは信頼性が高く静かな助手です。それは清潔さを確保し、健康を維持し、機器の寿命を延ばします。今、選択に時間を割くことで、長期にわたって安心と質の高い結果を得ることができます。
