流動ろ材について （ろ過装置（システム）に関する私考 その７）

■流動ろ材について
全表面が活着面積として有効であり、ろ材間で目詰りを起こすこともありません。
物理ろ過が全く期待できないということでもありますが……。



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流動ろ床では、生物膜は薄いから保持している細菌数は少ないけれども、薄いために生物膜中の拡散に要する時間は短く速やかな硝化反応が期待できるのだそうです。
反対に、固定ろ床は生物膜が厚く細菌数は多いけれども、厚いために拡散するの時間がかかるってしまうということでした。

この理由付けには納得しかねます。
なぜなら、固定ろ床の生物膜の上層に限れば、流動ろ床と同等であるように思えるからです。

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ろ材を流動化して水流と一緒に移動させると、ろ材と水の相対速度はゼロに近づきます。
つまり、流動ろ材は固定ろ材よりもろ材（表面のバクテリア）近傍の水の入れ替わりに長い時間を必要とするのではないでしょうか。
とすれば、ろ材を流動化するとろ過効率は低下すると結論づけられます。
しかしながら、流動ろ材は比較的少量で十分なろ過能力が得られるようです。

なぜでしょう。

そもそも、固定ろ材においても好気的なエリア（硝化反応しているエリア）はそれほどないのかも知れません。
大半の水は流れ易い一部を流れていて、その恩恵に預かれる一部エリアだけで硝化反応をしているのではないかということです。
このことは、ろ過に必要な面積というのはそれほどでもなく、ろ材の多くは目詰まりしたときの予備エリアとなっているかも知れないことを示唆している気がします。

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流動ろ材が互いにぶつかってバイオフィルムが剥げるということが良い効果をもたらしているのかも知れません。
バイオフィルムは適当に剥離して入れ替わった方が良いという記事がありました。
バクテリアは、増殖期に最も活発な硝化反応をするからです。
また、ろ材がぶつかることでろ材周囲の水を入れ替える働きも考えられます。
更には、生物膜上にゴミが付着することも回避できそうです。