水草水槽の油膜

• 　一般的に水槽の油膜は、エアーをかけていると発生しません。
  そこで、｢簡単に油膜を取る方法はエアーションを行うこと｣と言うのが一般的です。
  
  　では何故エアーションによって油膜が取れるのでしょう?
  気泡には、水面に浮いているものを水中に沈める効果があるのです。
  実験として、細かい気泡が上がっている上をオモチャの船が通るとその船は気泡のところで沈んでしまいます。
  水面から突然、空気の上に船がきたのと同じわけですから、船が沈むのも想像できます。
  　また、気泡は空気を閉じ込めた特殊な表面を持つ構造があげられます。
  気泡の上昇によって、気泡の表面を水流が流れ気泡下部で渦を作り出します。
  気泡上昇時に回りのゴミが吸い寄せられ、渦の部分に溜まっていきます。
  
  左の絵を見てください。
  水面の油膜に焦点を当てると…。
  水面に張った油膜にエアーの気泡が下から上昇してきて、気泡の表面に油膜がまとわり付きます。
  気泡にまとわり付いた油膜は気泡表面を伝わりながら、気泡下部で濃度を上げ、気泡が割れる時に水中に落下します。
  ですから正確には、「油膜が無くなる」のではなく、「油膜を高濃度にした物質が底に溜まる」ですね。
  そして、その物質は濾過されるか外へ排出され、やがて油膜の発生しない水槽になっていく…。

• さて、それでは油膜の正体はなんだろう？
  「油膜」と書きますが、アブラを入れない限り油ではありません。
  油膜の正体は、残餌や糞、生き物の粘液や剥離したタンパク質が主な成分です。
  そして、そのタンパク質や有機物は水面で酸化し、やがてアンモニアやリンに変化し水質悪化を招きます。
  やがて油膜は細菌の増殖を促進させ、水面を覆うほど広がっていきます。
  つまり、一度油膜が発生した水槽は水面を奇麗にしても短時間で油膜に覆われてしまいます。
  こうなるとエアーを常時施し油膜を根絶させるか、水槽をリセットするしか方法がありません。
  油膜の細菌は増殖速度が速いのです。細菌の増殖->水質悪化->細菌ますます喜ぶ->細菌の増殖->…。

• 水草水槽では困ったことがあります。
  それは常時エアーをかけているわけにはいかない。なぜなら、過度のエアーションはCO2を空中に発散させてしまうからです。
  しかし油膜があると光量が不足し、植物の生育に悪影響が出て結果的に油膜が増大します。
  ならばエアーを施して油膜を取ろうとすると、CO2の発散により水がアルカリ性に傾き植物の生育に悪影響が出ます。
  　結局、「昼（CO2添加時）はエアーを止め、夜間にエアーションを行う」と言うパターンになるかと思います。
  しかし、これでは油膜の増大はしないものの完全に無くなるのも難しいです。
  
  　水草水槽で夜間のエアーションを、「植物の酸素呼吸の切り替わりによる酸素不足を補うため」と良く言いますが、実際には植物の光合成による水中への酸素放出量で十分なはずです。
  夜間に魚が鼻上げを行うようならどこかバランスが悪いと考えられます。
  しかし、夜間のエアーションを油膜対策と言うなら少しは納得できます。
  まぁ、油膜が出たと言う事は、水槽のバランスが一時的に崩れたことも事実です。
  できれば夜間も「ブクブク」音は無いに超したことはないですね。

• そう言っている私も肥料で失敗したために「超ど級」の油膜が居着いてしまいました。
  仕方が無いので、セオリー通りエアーションによって油膜を排除しようとしたのですが、どうしても完全に無くなりません。
  水替え時に「これで完全に油膜を取ったな」と思って油断していると直ぐに油膜が浮いてきます。
  「油断」なのに「油膜が付く」とはどういうことなんでしょう？
  
  　皆さん油膜はどうやって取ります?
  エアーション、ティッシュを浮かべ吸わせる、容器で水面の水のみをすくう…。
  「容器で水面の水のみをすくう」これは確実に油膜が容器に吸い込まれ気分が良いですね。良く油膜も取れるし…。
  で、私は考えました。
  「この方法を自動化できないものだろうか？」です。
  しばらくの期間、どうやったらこの「水面油膜自動除去装置（ウォータークリーナーD）」が実現できるか考えていました。
  原理的には、水面の水を吸い込んで、それを外部濾過に送れば良いことなんですが…。
  

  そこで考えたのが左の装置です。 単純に水槽の水の排出口パイプに穴を空け水面に突き出るようなパイプを付ける。 おそらく、これだけの基本原理で水面の油膜をずっと取り続けると思います。 問題は水面に突き出すパイプの高さを変化する水面に「どうやって合わせるか」でしたが、パイプとパイプの連絡パイプを可変（パイプを傾けられる構造）にすれば、水面に出すパイプが斜めになった分だけ低くなるので調整できると考えました。 つまり、パイプを傾けられる構造によって高さ調整できるのです。 部品はホームセンターで、私の水槽の排出パイプと同径のアクリル透明パイプ（１ｍ：400円）が手に入ったので、それを加工することにします。

  左の円盤状のものは、お互いのパイプとパイプの合わせ目それぞれに取り付け（青と赤）、一方のパイプを回すと水の通り道の広さ（白い部分）が変化するようになっています。 この装置は実際に試すまで取り付けてなかったのですが、水面からパイプに落下する水の落差を調整する必要が出てきたので急きょ取り付けました。 つまり、下から吸い込まれる水の量が多いと、水面からパイプ内への水の落差が小さくなり、下から吸い込まれる水の量が少ないと、水面からパイプ内への水の落差が大きくなります（ベルヌーイの法則）。 普段の管理には下からの水の取り入れを大きくし、急いで油膜を取る時には小さくします。 ただし、落差を大きく（下からの取り入れを小さく）した場合、水面のパイプが水中にある時（油膜は上手に取れません）は良いのですが、水面より上に完全に出てしまうと空気が混入し、外部濾過器に空気が送り込まれるので注意が必要です。 通常は空気が入る所まで水位は下がりません。なぜなら、水の本体経路（左部分）での水流の速さで右の水を引っ張るからです。水流が無いと水槽の水面と右のパイプ内の水面は一致します。 左のパイプに水流が発生するとその徐々に右のパイプの水面が下がっていきます。

• 実際の作業
  

  	排水ホースに合う径のアクリルパイプ（１ｍ：400円）を購入。 ついでに接着剤も購入。 瞬間接着剤もあると便利。 包装用の透明プラスチック・カバーは切って貼り付ければパイプの蓋にもなるし、先の水流調整弁にも使える。
  	化粧ビンの蓋でパイプに栓をして、パイプの接続のために穴を空ける。 接続パイプは径の小さい（ストローよりは大きい）アクリルパイプを購入。２ｃｍもあれば良いので代用品を探すと良い。 ただし、がっちりした作りのパイプが良い。パイプを傾き可変の支点にするため。 私はシャワーパイプを切って代用。
  	２つのパイプを接続したところ。 接続パイプは一方のパイプとだけ接着する。 もう片方とは接着をしない。これはパイプの傾きを可変にするためである。
  	水面の吸い込み口にゴミ除去用のカバーを取り付けてみた。（化粧ビンを切って代用） このカバーにホースが付いており、高さ調整も出来る。 この写真でパイプ同士に角度が付いているのが分かるでしょうか?
  	全体の完成写真。 緑の部分は回転し、水量調整が出来る。 また、上下にもスライドできるようになっている。パイプの角度による水面調整と共に使用できる。

	水面の油膜を吸い取っている場面。 ５ｃｍ位の落差で水がパイプに落下している。 水面の油膜はどんどん吸い込まれていく。 まさにブラックホール状態。
	普段はゴミカバー（脱着可）を取り付け落差も小さく。 水槽の水位が下がっても空気が入るまでパイプ内の水位は下がらない。 緑のチューブの途中にある白い物質が高濃度の油膜（数字付近）。 この油膜の固まりはやがてパイプの底に落下して、濾過器へ。

制作費は1,000円もかかっていません。その割に奇麗に作成できました。 油膜の固まりはやがて濾過器で分解され、無害になっていきます。 そして、この装置を取り外しても油膜が出なくなります。 現在はこれの改良型として、通常の水槽の排出口にかぶせてセットするタイプとしてリニューアルしました。 これで本体に穴を空けることもホースをはずすことも無く気軽にセットできるようになりました。 後日、私の作ったのと同じような装置をテトラの商品に発見しました。 おそらく基本的な動作は同じだと思います。商品はもっと複雑な感じでした。 しかも8,000円ぐらいの値段がしたと思います。 応用として、このシステムを独立させると、水位を一定に保つシステムになります。 すると、水道から水を常に少しずつ水槽に足して、このシステムで排水すれば…水替え作業不要の水槽になるではないか…。 水道工事と屋外排水用の穴あけでできるんだが…。 まさに「川の流れのように」です。

最後に

油幕は生物兵器（グラミー）でも取れる。

写真はゴールデングラミーが油幕を吸いこんでいる場面。

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