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2009年11月11日 (水)

BBシステムについて、まとめてみる(仕組み編)

BBシステムってなんだろう?

・・・興味を抱いた方が少ないかもしれませんが・・・ちょっと自分なりに整理してみます。

* BBシステムの基本設備 *

・プロテインスキマー(ベルリン式よりは弱くて大丈夫)

・BBリアクター(現在、30cm水槽をOFにして使用。水量7L位にドライボールが入っている。要は、ポンプで海水を容器に入れて、水槽へ出てくれば良いのでどんな容器でも自作可能。小型の外部濾過でもいけるかも?・・・中身のドライボールをかき混ぜられるように作ることを忘れない。外部濾過なら振ればOK?)・・・以前の記事に写真有り

・ポンプ(BBリアクターに海水を送るもの。安いポンプで十分)

・24時間タイマー(BBリアクターに送るポンプを制御する。3時間ON,3時間OFFの繰り返しなど。)

* BBシステムの概要 *

通常濾過は

濾過材などの固定バクテリアで、有機物を無効化(アンモニア→亜硝酸塩→硝酸塩、副産物・・・リン酸塩)硝酸塩とリン酸塩を取り出すのに、定期的な換水が必要

ベルリン式は

強力なプロテインスキマーで、有機物がアンモニアに変わる前に除去。取りこぼしアンモニアになったものは、ライブロックの浄化作用で処理する。

嫌気濾過は

基本システムでは無く、追加システム。無酸素状態にした海水の中で脱窒菌を繁殖させ硝酸塩を分解する。リン酸塩は残る。

BBシステムは

基本構造は、ベルリン式と同じ。ただし、大量の浮遊バクテリアを意図的に繁殖させ、そのバクテリアに硝酸塩とリン酸塩を蓄えさせて、その栄養塩ごとバクテリアをプロテインスキマーで除去する。原理的には硝酸塩、リン酸塩ともにとても低い水準を長期間維持することが出来る。

大量の浮遊バクテリアは、BBリアクターとみりんなどの炭素元を添加することによって繁殖させる。浮遊バクテリアの培養量が処理できる栄養塩に影響する。

* BBシステム 仕組みと働き編 *

BBシステムの鍵は、概要のところにも書いたように「浮遊バクテリア」をいかに増殖させ、スキマーで除去できるか?です。

以下、想像が含まれた内容です事を前提に読んでくださいね。

1.有効な浮遊バクテリアの増殖

  BBリアクターに炭素元(みりんなど)を添加することにより、炭素元をエサにバクテリア、プランクトンが増殖する。また、このときBBリアクターのポンプは3時間ONと3時間OFFを繰り返すことにより「嫌気→好気→嫌気」を繰り返す。この作用により、特定の良いバクテリアだけの増殖を促す。(炭素元の添加は本水槽でも大丈夫そう。ポンプのON,OFF時間は目安です。)1日2回、BBリアクター内のドライボールをかき混ぜる。(着床バクテリアをはがす為)

2.増殖したバクテリアの開放

 BBリアクター内で増殖したバクテリアは、ポンプ作動時に本水槽へ流れ出します。このとき、本水槽へ流れ出たバクテリアは、炭素元がある限り、さらに増殖を繰り返しながら硝酸塩とリン酸塩を特定の比率で蓄えます。(16:1?)

3.バクテリアの除去

 増殖したバクテリアは、プロテインスキマーでどんどん除去されていきます。除去されたバクテリアのお腹の中には「硝酸塩とリン酸塩」があるので、同時に水槽からこの栄養塩が除去されることになります。

スキマーが強すぎると、バクテリアが増殖する前にスキマーが除去してしまいます。その場合はスキマーもタイマーによる間欠運転で調節することが出来きます。

また、種になるバクテリアをある程度は、残しておく必要があります。

4.有効な浮遊バクテリアの増殖(繰り返し)

 1に戻り、また、BBリアクターによるバクテリアの増殖です。ここで考えたいのが、種になる浮遊バクテリアの数です。

スキマーで浮遊バクテリアを除去しすぎてしまうと、せっかく炭素元を添加しても先に水槽内の着床バクテリアが使ってしまい、うまく浮遊バクテリアが増殖できないことが考えられます。

対策として 

・着床バクテリアの除去・・・ウールマット、配管、水槽壁面などいたるところにあるバクテリアや、バクテリアのバイオフィルムを掃除する。浮遊バクテリアより着床バクテリアの方が処理能力が高いことが予想されますので、これにより効率よく浮遊バクテリアに炭素元が行き渡ることが予測できます。

・バクテリアが本水槽での増殖する猶予 

   及び 増殖の時の種菌について考慮する。・・・せっかく炭素元を添加して、増殖を促しても、増殖前にスキマーで除去しては効果は半減してしまう。対策として、前述にも述べましたが、「スキマーの間欠運転」が効果的と考えます。例えば「3時間運転して1時間はOFF」などと、せっかく増殖中のバクテリアを除去してしまわないような配慮も考える必要が出てきます。

また、種菌についても同様で、バクテリア数2からスタートするよりも、20からスタートした方がはるかに効率が良い。

例)2X2=4、4X2=8、8X2=16、16X2=32、32X2=64

  20X2=40、40X2=80、80X2=160、160X2=320、320X2=640

このように、スタート時のバクテリア種菌の数のよって、同じ回数の増殖でも結果が大きく異なります。

* バクテリアの種類を増やす *

単に、バクテリアといっても確認できないほどの種類が存在するそうです。

バクテリアのバランスももちろんそうですが、バクテリアの種類も多い方が良いと考えられています。

対策として

・市販品のバクテリアを投入する。(バイオダイジェスト、PSB、EM、などなど)

・添加する炭素元の種類を増やす。(本みりん、本醸造酢、アルコールなどなど)

以上が仕組み編です。

最後に、このシステムは未知の部分が多いです。理解せず、安易に行わないことをお勧めします。)

次回は、「実録編」です。・・・続く  

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コメント

よくわかりました。
スキマーもないし、私が即実践することは今のところないのですが水質を長く維持する方法の1つとして覚えておきます。いろんな情報を採取して自分流の水質維持方法が確立できたらいいなあと思っています。次回も楽しみにしています。

投稿: popo | 2009年11月14日 (土) 20時41分

popoさん
参考にしていただけたら幸いです。
ぜひ、popoさんに合ったものを見つけてください。
次回は、図入りでわかりやすいものを造りました。
よろしかったら、見に来てくださいね!

投稿: フラン | 2009年11月14日 (土) 23時07分

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