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比較各種底沙系統
; S# \, O1 B; r* u2 [轉載作者：p6 i8 ^/ T: M" z7 C8 A4 j, S& E+ y8 a
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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。; V8 M. W0 g" H: e6 [
各種系統，各有奇技及局限。; C" X8 g% I: j) s( \; [/ l
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比較硝化作用
) o/ m# I2 H, ?. ]8 y7 A即把NH3/4化為NO2，再把NO2化成NO3。此作用需要氧氣來進行。 4 m7 Q: m3 r+ W$ g Z0 j2 p6 K
硝化作用功能，處理得最出色的底沙系統排名是： ! o3 C- l3 j/ f( u% }
1. 沙樽。
0 l$ Q! D3 h4 U* ^2. 反方向底喉，是第二叻。 / f" C2 V9 d/ \, u
3. 底喉。
5 T1 ]2 @' H/ f2 b9 A/ i4. 厚底沙。 0 T/ _: ^4 E q# w5 I# u( j: u# T
5. 充水層。
2 S8 _* `* R# U3 V& r6. 最差是薄底沙。 ! Z6 e. m2 g* Y. X* \ _
不鋪沙就直情無此功能。 / q/ M1 x# X2 e
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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。 $ } }% X z q9 J+ A9 u
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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。
4 w( r, C7 F" i7 P4 w& y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。
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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。
% e. O9 {8 P% \- }0 u' a3 v* U9 y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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/ D |, y: f8 [( M! E1 }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。
4 x: f8 [6 d" x& T6 O" Y, {, |: I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）。
. f* S O7 v8 j1 P7 h4 }+ S% f雙方氧量的差別，是為potential difference。 x1 `" `% Q. h! z5 T
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。 2 O' x! Y) U4 B% M: m8 p' n
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。
' y& d" t4 X* w6 s' z2 Q$ Y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。
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9 B9 n3 I: E( v比較H2S的產生
) V6 F5 e, o8 S# I只有厚底沙有無氧區，故只有它才有產生H2S。 ; j0 _) o% _1 [" a3 k
B* h+ x3 {6 p, o比較化NO3的功能
+ T8 z& @) e* w' | S* L, D6 E* j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。
& D0 b- R: V. b" b. u& n9 L龍虎旁：
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5 ~* |" ~. G5 J" @& K. ]1. 充水層，功能最醒。 # ]% w6 g6 l3 h3 h: F" @
2. 厚底沙，第二叻。( }+ p7 W6 M9 [! v: F, i H% n
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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？
4 | M: ?* O& A, ~) n" q6 Z* Z. Q! p無此功能：反方向底喉，沙樽，底喉，及不鋪沙。
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+ E3 X8 W# ~+ ]! e4 @4 Q2 }3 u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：
5 }% N( O, T. D# w- ^, K) `NO3---->（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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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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8 i3 @! h$ U. M6 j* @( i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。
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. F+ x- K& W/ V/ x/ S比較對缸水的影響：NO3污染度
4 V; F- m/ j _( Q" Y& @# {2 i誰會令魚缸的水有較高的NO3？排名如下： . u- x9 g1 M, Q- n y7 o: g, J& X
: W9 r& Q+ P2 D4 p: \. L5 F2 |1. 沙樽，最勁。 7 j d) c9 a3 x* {
2. 反方向底喉。 8 d4 Y) i# R7 I. Z9 q! Z
3. 底喉。
|# Z9 t! y4 ^! s4. 薄底沙。
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沒有排名：充水層、厚底沙。
. G3 U- I. v: m$ P不會有直接影響：不鋪沙。 2 `7 q& j& N& Z
9 U: A% r6 J ~* I5 k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。 $ h: ?. k( e/ v9 M8 E+ S) Q) [ i% `* d
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。
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/ w* f( {# y& D6 W" c0 ]* E3 A" A5 j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）。
! y" A& C% A! y; g0 v- n6 d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。 + R f% ^- F5 E9 \' j
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。
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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。 * w6 S2 Q& O' _* H
6 q, l4 r. o; p) b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。 4 t) w& @8 q6 u' H8 y Y
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比較對缸水的影響：pH ) | M3 c. w/ [* f- q
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。 9 J/ O- A* f' ~& h- b W' {8 a; X; U% I
對缸水的pH有向下傾向力的排名： 3 J) u! ]3 c/ k& D" V
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1. 沙樽，最勁 1 I' F. u- M4 w# O2 w7 U! h) |
2. 反方向底喉。
e! \9 q- r# \6 U6 N7 `' X3. 底喉。
: f0 D' F- J5 c9 [( I7 `4. 薄底沙。 1 W" w) m9 i: W1 }; I3 B0 k w
5. 厚底沙。 9 D u. @* c4 r$ D% X0 I% t0 {
6. 充水層。 v# a3 U0 a3 m4 Q, }
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不會有影響：不鋪沙。 ( m2 M0 |: G/ [% N; ]1 `* x! q% h5 E* s
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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。
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+ Y9 s& u) ]9 l' U& X9 v薄底沙的硝化作用不及頭三名，所以冇出產咁多H離子。
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) x; w8 O) v5 Q+ A: j. O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。 6 M/ P) K' w6 P& M: ]
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。 % N8 p' k$ _/ A# J
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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 p8 W; `6 ]: y/ c4 w
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比較貯存PO4的能力
' g9 v0 L$ V1 H3 N/ E7 Q2 L, l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。
+ d& o1 q3 ]$ \: I" Q& ]貯存PO4功力旁：
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1. 充水層。
8 k" Z1 \# `2 h2. 厚底沙。 : Z0 B0 |1 R6 |3 ?: P2 I: s
3. 薄底沙。 ' j3 |# P. S; U
4. 底喉。
, p' ^! m( `9 @! C5. 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。
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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。
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; c* {2 m* K5 P! B2 W2 @8 B) ]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。 2 u& i0 g' F) C. A4 w) h5 ~$ K6 {
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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。 : L& ?4 l0 F# C; r- w
9 V; c2 ~+ [: _. h沙樽內的水流更快，pH最低。
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0 m; o% `3 q ]4 j) C比較打理麻煩度
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# r4 X; E& J* l a0 r+ T" P' a. g1. 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 d. |% t# s% N5 Z6 M5 M
久不久要清洗水泵，保持水速。
; ]/ a' x9 T# |3 A9 ?2. 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。
3 w( M$ I( h$ J8 K久不久要局部攪沙，防止沙粒黐在一起，及清洗水泵。
( G" Q8 R3 f9 u6 o4 w3. 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。
+ j) [2 x4 W, _# L( E: z2 B久不久要清洗水泵。 r: l! R2 v" q2 Y
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。 / |- i' a& g- o
太多藻長在沙面，會減弱擴散作用，要清除。
1 d6 W2 \' P- r+ n1 g7 y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。
6 m/ [0 P$ {( T3 p5. 不鋪沙就只須久不久吸缸底垃圾
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) \; q" z8 p' ]8 ?" o& f C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。
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系統升級
1 A5 J( P" A+ V, N* S: o( I以氧為首。
2 I; U- k; I* M% T1 P8 c4 c- 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。 : m6 w9 S+ d: ?8 e) c
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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。
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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。
, ?) m" O8 z. O' i. @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。
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k) _; U# O! B0 i7 Z: ?. Y) C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。
- y6 D' X/ h6 @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。 ! X8 M8 F% N3 ^4 o7 n: ^
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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。 , c' x1 _) ], x# X. e: Q- g
( [5 e# O7 v) h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。 : [. N& v) E5 i }+ D* V; z
$ T. O$ d1 F3 y2 P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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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。 5 w' N2 y$ Q7 M
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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。 0 b+ s* ]- V/ u
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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。 + k$ `5 m& L+ l9 j! X
+ Y) M* k* Q, J% v3 \7 |停電又如何 $ H# X" @; U3 E6 M
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。 ; T6 I0 ?9 A: d8 O
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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。 4 [5 [+ \ a4 B" H/ Z
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沙粒的溶解 + H+ z. M1 a# S K: [
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。
9 }: s4 Y1 y1 d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。 8 U5 B9 f5 p# U* ]9 v1 n8 l3 y! {6 `
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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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