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比較各種底沙系統
* U+ s8 U( v+ Q( c7 ~/ c# ~: F轉載作者：p% O: q; ]) I9 F2 e! H1 X: ?4 @
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我們會研究的底沙系統有：充水層plenum，厚底沙dsb，薄底沙（鋪3寸以下的沙），底喉undergravel，反方向底喉（水由沙底入，沙面出），沙樽（液態沙床），及不鋪沙。8 o) L8 ?: b. C# N! R# I8 B G. ^6 l
各種系統，各有奇技及局限。
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3 P* A. d$ @- n1 j5 {1 P, e/ O& G# k比較硝化作用
4 e) \1 {/ N6 `/ u9 D' J即把NH3/4化為NO2，再把NO2化成NO3。此作用需要氧氣來進行。 & r0 x% N( v! z" \6 I" x
硝化作用功能，處理得最出色的底沙系統排名是：
. G& G, X& Z7 W; M2 z. ?/ ~1. 沙樽。
% q; H/ Y+ q/ d: }2. 反方向底喉，是第二叻。
W# v' U1 B+ N6 e3 r3. 底喉。
% s( x% S5 y' c% }5 C. E8 Y! e; ^4. 厚底沙。 ; q# M2 l) h2 \$ A" ~
5. 充水層。
5 r/ U! I- T. g1 c3 d! y6. 最差是薄底沙。 4 b; [$ {& B' g- J
不鋪沙就直情無此功能。
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所有底沙系統中，硝化作用做得有冇效率，決定性的因素是運輸，把氧，NH3/4，NO2從水中運送給底沙系統。
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: n0 }9 c9 f8 D! l" d沙樽，反方向底喉，底喉的運輸核心是水泵，是直接，主動，快速的。 8 D8 w! `1 C; ~5 b9 g/ W: Z" O
沙樽做得最好，是因為沙粒在樽內漂浮著，這能用盡每粒沙的表面，不像其他系統的沙粒，層墊時便減小了表面面積，及減慢水流。 ) ~1 Y7 B# m7 p1 W( l
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反方向底喉由下層入水，這樣，下、中層是足氧的。上層貼著缸水，因而也有氧的供應。所以它是第二叻。 8 b& o4 u) b0 ~1 B0 S1 q8 F
底喉卻由沙的上層入水，這區必夠氧，但上、中層的硝化菌把氧用得八八九九，下層便不夠氧了。
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厚底沙，充水層，薄底沙的運輸，非靠水泵，是靠擴散作用。擴散是什麼？做個實驗便能解釋：你在一間房，點起一枝煙。煙由香煙散出，散到房的空間中，就是擴散作用。這運輸方法是較不直接，不主動，慢的。 ' e( t- ~. H" i* r; U0 s7 v! s
底沙系統的含氧量，會影響擴散作用的速度。底沙的氧量，越是低於缸水中的，水中的NH3/4，氧，NO2擴散到底沙的速度便越快（但怎快也不能跟水泵相比）。 # y5 ~ t9 Q+ h& ?. L9 Z* u g* J( t
雙方氧量的差別，是為potential difference。 3 J8 t& U# l' x* q# J. p
厚底沙有微氧區、無氧區，所以整個厚底沙的總含氧量是最低的，因此它排第四。
% X. k9 R0 D6 B* J: k$ V充水層系統冇無氧區，只有帶氧區、及微氧區，所以總含氧量不及厚底沙的低。
8 s" b. V: ?! `薄底沙系統只有帶氧區，就算底部有微氧區，也只是薄薄的一層。所以總含氧量不及厚底沙，充水層的低。 8 r" [% {* {, l9 `8 N9 i2 u
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比較H2S的產生 $ z# Q9 e) { t) C9 u8 f
只有厚底沙有無氧區，故只有它才有產生H2S。 w% ?9 n( P& A8 D# A
: U, }0 _. J$ _/ s% p比較化NO3的功能
& r( D; N' @) T3 F% K$ h即是脫氮作用，是把NO3化作N2。有關的菌要在微氧環境下工作，不是帶氧，也並非無氧。 T! @. v% h# c1 s' O$ U \) X
龍虎旁：
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1. 充水層，功能最醒。
' j/ B. f3 f" T8 S" {) Q w2. 厚底沙，第二叻。5 }! c5 y" k2 w# s. z' O; X# u
2 j1 f. ~# Y0 B. p; S2 r! z& }& [無排名：薄底沙。它的功能很低，或無，蓋其厚度未必能做出微氧區；就算做到，也只是薄薄一層，能給幾多化NO3菌居住？ % T, t" Q0 K9 t2 K8 U7 t3 w9 `, D
無此功能：反方向底喉，沙樽，底喉，及不鋪沙。
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3 G, Z. \9 i$ a1 s8 l! Q0 `充水層的英文是plenum，即是指埋藏在沙裏，底架內的空間。這空間沒有沙，只有水，重點是那裏的水中，署貯著氧。氧會慢慢擴散去微氧區，來維持，做就該區。所以其微氧區的體積是最大的，最穩定的。它的化NO3功能最出色。充水層的氧從何而來？就是由脫氮作用而來，整個作用是：
6 r6 E' J* Y/ v/ p- [) n$ ZNO3---->（化成）NO2---->N2O---->N2。注意尾二的N2O化成N2，個O就是氧，去了邊？就是擴散去了充水層內。
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; }, M& Z& {6 ^7 k2 K# b& A M厚底沙因沒有充水層，所以其微氧區的體積較細，難掌握，也易受外來環境的影響，並不太穩定。
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反方向底喉，沙樽，底喉在硝化上的成功，暗藏了無化NO3之技，充足氧氣仍它們的兩刃劍。 5 k* c* G# j# n. j
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8 Q* C$ G, S& U. {) {& V6 o! [; B! M比較對缸水的影響：NO3污染度
0 k1 Q& [$ l( {1 O2 J4 z誰會令魚缸的水有較高的NO3？排名如下： / f7 o5 q; j! }% [3 K m6 c
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1. 沙樽，最勁。
$ {# _& ?# s% r H2. 反方向底喉。 8 M2 Q R1 h8 }
3. 底喉。
9 w" h& L1 |) e6 C4. 薄底沙。
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沒有排名：充水層、厚底沙。 8 {. L4 d& M* ]9 o! X
不會有直接影響：不鋪沙。 , K f6 k( @- N' V! B1 L7 V. e
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頭三位的名次，是跟硝化作用功能的排名一至的。底喉，反方向底喉，沙樽不只無化NO3功能，更因它們的硝化作用太有效，而且流經它們的水流越快速，通順，製成品NO3便越是沖哂出來。三巨頭有「NO3工廠」的花名。使用這3種系統，缸水中的NO3必會較高，要用其他補救方法，如換水次數頻密些，其他器材等等。 ) b5 ^' a- \: H: b j
如果淡水水草缸用底喉，反方向底喉，底沙 /泥中的養分，便會不斷地沖出缸水中，植物的根部就吸收得不夠，反而缸內的藻得益不少。 3 B; Z5 {2 \( ~9 q% F! O0 y
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充水層、厚底沙有化NO3功能，又沒被水流貫穿，更有貯存NO3的能力。其沙中的含量，是會高出缸水中的很多。以充水層為例，Bob Goemans博士的魚缸內，水中NO3之含量，跟沙中的比例約是8比18（個個魚缸不同）。
! I+ Q% G$ k$ M, n0 } W充水層、厚底沙還有貯存NH3/4、NO2的功能，等於水中的含量便小了。 $ C5 U @, X8 G7 j) X
貯存著的N氏三契弟，是在排隊等候被處理，所以貯存量不會無限上升。若缸中情況有變，如加多/ 減小幾條魚，系統會慢慢自動調節，除非太多生物，負荷不來。 # x% S+ Q ^0 s9 v3 ^7 g9 i# n
( |" x8 |- W1 _# U3 h! ~( m薄底沙，較低硝化力；小或無化NO3功能；有些貯存功力（因較充水層，厚底沙薄）。結論是缸水中N氏三契弟的總含量會較高，NO3影響度排行臭四，且會有相對高的NH3/4，NO2，NO3在水內。
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不鋪沙就所有的三契弟都在水中。再用剛才Bob Goemans魚缸的比例去看NO3，死數計算，缸水便含8+18=26了，比他的充水層系統高26/8=3.25倍。 ' }- J& e' ]! ^2 X6 M
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比較對缸水的影響：pH ' [& Z! m! s. R* h- W$ M$ c
跟硝化作用有關，因此作用的副產品是H離子。硝化得越有效率，越多H離子出產。pH數藉，就是計有幾多H離子，越多，pH越低，即越酸。
- Q" Q9 f7 p8 Q0 m/ I. C對缸水的pH有向下傾向力的排名： 2 `% Q! H0 k6 O* N
! q q1 I6 O& M F" }$ j5 @( t7 H1. 沙樽，最勁 : P* A' D1 J. | `2 P/ v- f
2. 反方向底喉。
2 l8 S. X* p% g- O1 f# L3. 底喉。 2 m7 E. q2 [& @* R% c0 f( V! e! Z: d
4. 薄底沙。
7 _1 Q4 C5 Y! f4 W5. 厚底沙。 5 ~. S) f, W7 Z+ l
6. 充水層。0 A7 T+ y! v" L7 E3 w9 P
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不會有影響：不鋪沙。 / Y8 L" j, Q( ]* G; L
9 v% |7 [; l3 O' n: q3 e8 ~第1至3位，與硝化作用功能的排名一樣。再者，沙樽的水流最快，沙的阻力又最少，出廠的H離子拉肚子般沖出，因此，其影響力最高，最快。三位的影響，在換水不足的缸中，會最明顯。 9 X$ P6 r$ b& A% Y1 w
# J' x d `* p, j+ e1 n3 X薄底沙的硝化作用不及頭三名，所以冇出產咁多H離子。 " a0 k, K; I$ Z( _; f
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化NO3作用與硝化作用相反，會使pH上升。充水層的化NO3作用最優，所以酸鹼的中和，比厚底沙的多。Bob Goemans魚缸的充水層系統，上下層沙和充水層的水都是pH7.6，這與缸水的pH有分別，便有點影響。厚底沙會較充水層酸一些，影響力大一級。 ' P2 O6 f K* w% B- y. K
水不會快速穿梭於厚底沙、充水層、薄底沙，所以H離子有時間停在沙中，會溶化一些沙粒，這又有酸鹼中和作用。 6 Z- `8 P8 o- c Z
8 \5 ?9 i: g' z9 [第1至6位的系統，或多或少對魚缸有酸化的傾向。不察覺，是因為缸水中的鹼性alkalinity在秘密工作，有緩衝作用buffer。這是消耗鹼性的。通常有足夠的換水行動，鹼性能夠被補充，或魚友自行保持著鹼性。 , ~8 J( l, w1 c0 N8 f
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: [: U P, c' N( l比較貯存PO4的能力
9 W* T- u" l1 U& Q m. m貯存力愈大，等於水中的含量便愈小。但只是暫時貯存在沙粒表面，所有底沙系統都不會處理PO4，它會慢慢溶回水中，部分則被沙面，沙中的藻吸收。
$ C$ G$ `1 ?( Q$ k; D$ z貯存PO4功力旁：
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1. 充水層。 ; M7 g. \, Q2 @' ^# Q
2. 厚底沙。 1 p; Y$ U. C) U+ v# O- D
3. 薄底沙。
# @7 ]) b7 Q$ M( D% k+ Q4. 底喉。
: }' K9 g7 b7 A, d5 }" I5. 反方向底喉。
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冇此功能：沙樽，不鋪沙。沙樽多數用矽沙，有說會放出diatom藻的養分silicate，有說不會。 & l- T$ V! v" y, P* ]( O Z0 N
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充水層、厚底沙中的PO4含量，是會高出缸水中的很多。前者的pH比厚底沙高，令溶回水中的PO4較小，較慢。 4 I/ J, }7 J/ z# ?- I/ R
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薄底沙比前兩位薄，沙的數量較小，pH又較低，所以貯存力較弱。
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5 \4 h1 D9 v0 a# a/ _8 q0 c底喉、反方向底喉水流快，部份PO4未黐到沙粒，已被沖走，因而貯存力低。底喉之硝化作用低反方向底喉一級，pH高一點，所以排名第4。
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沙樽內的水流更快，pH最低。 6 G# f" U$ ~" X' u# k( A9 X
0 \ R! S" z& z1 |4 o比較打理麻煩度
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1. 最煩是底喉。要經常局部洗沙，因垃圾會被拉入沙層中。洗沙也能防止菌的生物膜把沙粒黐在一起，降底水流速度，及形成死位。
0 j* ^0 c7 X2 V9 E" |5 l# @久不久要清洗水泵，保持水速。
% B, ~" e! i/ l/ L# Y5 r2 L2. 反方向底喉。一定要在水泵入水位，用棉來過濾垃圾，否則底部的沙會藏污。棉起碼一週換一次。 ( C) _+ Q4 U1 U) G- b! h, c. P
久不久要局部攪沙，防止沙粒黐在一起，及清洗水泵。 : O* k+ v2 `: E0 L0 E Z9 i
3. 沙樽。一定要在水泵入水位，用棉來過濾垃圾。棉，起碼一週換一次。有棉便不用洗沙。
( Y, O: k8 F5 Q/ V: f. w1 z" h久不久要清洗水泵。 3 X5 d, `9 |3 `9 V- n" l+ K
4. 充水層、厚底沙、薄底沙。成熟後，若正確運作，沙中的垃圾是不會過量的，甚至非常小，所以不須洗沙。這行動反而會傷害到沙中的小蟲，小動物等。
/ z1 ], B. |$ V" ^7 [9 Q+ ?太多藻長在沙面，會減弱擴散作用，要清除。
# F% v: m" K: K0 i日子久了，沙粒也有黐在一起的機會，那就局部攪沙。這情況不常發生。
$ A4 u4 l |) L0 B, d7 k! G5. 不鋪沙就只須久不久吸缸底垃圾" y# n: v6 g% ^! `
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# l9 U$ L) C1 L: p6 t無論缸底有冇沙，都要有足夠的清潔隊，如蝦、蟹、海星等；水流夠的話，垃圾有機會被吹起，被過濾系統格去；有垃圾，要清除；不鋪沙的缸底如果太多藻，有藏污功能。不太多，有吸廢物功能。 + M6 I* R6 z$ p
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系統升級 * N7 m7 r" E/ t! w; G
以氧為首。
: m7 t. o: ]. k, b- ?以擴散作用為重心的充水層、厚底沙、薄底沙，缸水中的含氧量，與沙中的含氧量，兩者的差別越大，便越有potential difference，擴散作用會越佳，系統的效率便越出色。我們不能控制沙裏的氧量，但能使水中的盡量高，來拉闊它們的距離。 ! z( c: i K' B, C& F+ d
) Q+ v; Q6 P& M用水泵為重心的底喉，反方向底喉，沙樽，如果缸水有充足氧的話，泵去系統的水，也會夠氧，功能因而升值。 8 h! p/ e7 a7 \ W0 \3 q" K
, j1 d! U7 E$ l% y6 t& H4 a' Y/ l要注意關燈後，藻、共生藻、植物都會消耗氧，珊瑚數目爆棚的魚缸為甚。我們建得各種底沙系統工廠，當然要它24小時也在最高狀態。任何時候，盡力保持約7ppm的氧量。設備一些晚上才開動的水，氣泵能幫一臂，泵不怕會增熱，因燈已關。 2 X2 c$ W9 H( A5 l6 L/ g
水溫高時，水的含氧量會下降，應留意，不要使夏天時，底沙系統的功能打了折扣。 $ z: p8 S5 X* R6 N3 I& s# |
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沙樽的水泵，如用會噴氣的泵，有升級效能。要小心調校噴氣量。把噴氣量從零，慢慢校大，硝化作用的效率會隨之而逐漸增加。但校大至某一個位，再校大噴氣量，效率反而會隨之而逐漸減低。理由是噴氣量多了，使泵水量下降；及太多水泡阻礙水流等。調校噴氣量，硝化作用的反應不會即時變更，應慢慢觀察。 " D8 }9 j5 w; B3 z/ R; \
不要把先經其他硝化系統（例如濾桶）的水，駁去沙樽，因先前的器材已把氧用了很多。
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4 x7 W5 `/ D) |: E' y( B$ X沙樽，反方向底喉的水泵，其入水位應低於缸水水面的2寸，或以上。因上2寸的缸水中，含大量的有機化合物，把它們泵入系統中，便會刺激處理有機化合物的菌的生長，牠們會霸佔了硝化菌的居所，和氧，也會使系統內變得太酸，影響硝化作用。上2寸的缸水，最好是泵到專負責處理有機化合物的器材，如化氮器，碳。 7 @. o& e2 m% t- A
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相反，底喉的出水位則越近水面越好，因打出的漣漪，有增加水中氧量之力，也能使CO2升空，降底酸性。 . @ Q. n7 V0 s4 M
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充水層的充水層底架，在黑暗環境下，會奏出最高效能的化NO3工作〔Bob Goemans, 2000〕。如果在魚缸玻璃的下方，見到充水層底架內的空間，那就不是黑暗環境了。此底架可以打做得比魚缸的長，闊，各短半至1寸，那樣鋪下的沙，便能包圍底架的四邊。也要留意缸的底部是否透光。
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. U1 I' N. X" p% [ q/ V' }1 I種植有根而局部生長於水面上的植物，會令厚底沙的功能，全方位地升級，請參巧 < dsb厚底沙的缺陷and奇妙破解理論>一文。
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* H; U" s8 W- k, B2 X$ Z沙中與水中pH的差別，也會影響充水層、厚底沙、薄底沙的擴散作用。本來差別愈大，愈佳，但我們不能把水中的pH盡情提升，唯有力保不跌穿8.2-8.4。也要注意不開燈時段的pH下降，珊瑚數目爆棚的魚缸為甚。 + q, D+ Z- x8 y$ R1 A f
" g! m5 h+ E4 v; O0 M B% k
充水層、厚底沙、薄底沙，約一年一次活化沙行動--加些新活沙，活石，希望補回沙中死了的小蟲，小動物等。
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反方向底喉、底喉、充水層、厚底沙、薄底沙的效能，與沙面的外露面積成正比。不要放置太多活石，珊瑚在沙面。 4 \! l) @% m" g# N8 R& I {) y
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停電又如何
' K. e3 l2 Z7 w `6 K& d1 q冇電，便冇水流、燈、氣泵等充氧功能。氧不再供應到缸水，但飼養的生物，硝化菌等菌，卻是繼續吸氧的。氧的消耗，今次以魚類數目爆棚的魚缸為甚。應加派一個吊命氣泵。但就算有此器材，反方向底喉、底喉的底部，氧氣是鞭長莫及的，那處的硝化菌會先釘蓋。時間太久，或有可能產生毒素，比方H2S。長時間停電後，要留意水質，作換水之準備。
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4 c H: T6 i' A( ]) X) q: |沙樽一停電，便與缸水隔絕，因而硝化菌等菌不會跟缸內生物搶氧。只是樽內的菌，會受缺氧之苦得比其他底沙系統快，全體受影響，而不是兩種底喉的局部。有可能產生較大量的毒素，如H2S。如早知將冇電，就關其泵，開其上蓋，放入氣石。
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沙粒的溶解
- j5 ^+ F E- e4 t* ~假設裝置正確，打理得好，長線最大的問題是沙粒的溶解。Aragonite 沙在低過pH8.2便開始溶化，其他鈣沙，如calcite低過約pH7.8才溶。沙的溶解是慢的，長線才會發覺底沙系統變薄了，導致功能弱了。
( Q- d) g8 Q" `0 g* b1 y除充水層外，其他系統只須保補沙粒便成。不過不要一次過加太多沙，這會使沙中的原居民突然住低一層，會影響沙層的各區。分開幾次，薄薄的遂層遂層地加，或遂個地段加便大吉大利了。
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* r4 ~: _2 c0 A3 V3 [$ w充水層最煩是在沙層中，設有網，因而使你加沙時，只加到網上的。網下的沙慢慢降底，會出現細波大胸圍現象----離哂罩。解決錦囊是在網下的，不用Aragonite 沙，以減低溶化速度；不用網。但不能養中度或以上的番沙，鑽沙動物；用Aragonite 沙，就不要加太多strontium微量元素，它會加速溶化度。講究的話，calcite沙也分為高含鎂量沙（HMC），及低含鎂量沙（LMC）。後者溶得更慢。 |
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