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比較各種底沙系統
# h* }0 ?; B8 R/ n5 X6 r$ K! V轉載作者：p
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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。) ~5 N- E' T8 r: A" v7 y; g d. Y' D# ?
各種系統，各有奇技及局限。
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比較硝化作用 % n1 |; y: o% T
即把NH3/4化為NO2，再把NO2化成NO3。此作用需要氧氣來進行。
; v" f3 v! a8 G" Y* Z9 s- d硝化作用功能，處理得最出色的底沙系統排名是：
! H3 [- G" R4 ?, ?/ H1 @1. 沙樽。 5 Z }0 b8 I2 a4 h: v% \ Y
2. 反方向底喉，是第二叻。 # B: B4 y6 t: Q9 Y
3. 底喉。
& J' q# ]' J- u# {* Y# ?* q1 U4. 厚底沙。
" i6 a4 C6 R# P1 [% C5. 充水層。 , u2 e4 M- J s( j
6. 最差是薄底沙。 , z* d0 V* Q# a; e( S1 O6 p& q
不鋪沙就直情無此功能。 2 t5 f1 D; d8 s- G2 y
5 C, a% |/ g7 B0 ~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。 7 O8 @; n" D- g. U; |- h# l
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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。
) J& R- {" q( d. l% H$ c0 ^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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5 `% t, o+ ~3 g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。 - D# C8 O+ \. p( r3 ~: ]8 e: {
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。 ; r& |% Y( L8 z8 O
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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。
4 H8 X- a. P0 b8 H( O l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）。 9 a( w0 k1 f; Z8 M2 _) k
雙方氧量的差別，是為potential difference。
% ]5 O8 V9 |. j Z- S# @4 {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。 * e e( y# f4 {$ \. y4 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 c; g' X0 |6 G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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比較H2S的產生 4 |3 `( Z b5 U1 e j1 [6 Q
只有厚底沙有無氧區，故只有它才有產生H2S。 & ]) T* s. O1 o6 V+ q) u& ^, L8 G+ q/ L) S
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比較化NO3的功能 ) I, d, i$ V# c) |" B
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。
( s; S# K `4 R* [" \龍虎旁：
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* d9 _6 C& p: m5 G. S: C0 @: G. U1. 充水層，功能最醒。
6 x* s6 g- N2 B( |( b2. 厚底沙，第二叻。
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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？ $ K- C* D+ m# X4 t3 \
無此功能：反方向底喉，沙樽，底喉，及不鋪沙。
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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： " P2 R3 q, |7 W& @( y9 r0 P+ t# I8 R
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。 % N' K$ A% z. F- o. U5 d
a, J& J6 `& b, a. k2 _1 F9 j7 s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。 * |3 }8 }8 b- f. F& F
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2 A- J2 ^# e1 \- q. A2 O+ ~/ J" Y5 @- t比較對缸水的影響：NO3污染度 % h; R' t0 P$ x! Y" B! I
誰會令魚缸的水有較高的NO3？排名如下：
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1. 沙樽，最勁。
V ?( F2 r3 K1 B6 f+ z6 n7 L2. 反方向底喉。 0 E& O+ Q6 k5 s* c* Z# T
3. 底喉。
8 B! D4 U) ]5 N6 S7 J! e, H4. 薄底沙。
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# Q% @% ~7 f$ ?' |3 Z4 U N沒有排名：充水層、厚底沙。 8 E8 j6 s5 y7 e0 n/ s
不會有直接影響：不鋪沙。
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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。
$ n: ]4 k9 T* t# K* w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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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）。
1 ]* v0 s, x- V8 v* z) J; ]. A8 [1 }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。 ( a% p% h: D) S- @% V3 W5 Z
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。 ! |+ O+ m/ t) _
* Z0 Q, |6 B/ L' B- J! M5 A" C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。
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5 F) m& \$ X/ J/ F+ b4 x. c比較對缸水的影響：pH
2 Z* z' h! _4 P# S W. j! {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。
( f, R) }+ E- f對缸水的pH有向下傾向力的排名： : }" n, m! L& S3 t3 D
. o3 i1 r$ Y7 O b1 }2 I1. 沙樽，最勁
0 j. W3 t i# u6 N0 V2. 反方向底喉。
/ o* Y6 \8 R: q3. 底喉。
- b4 P# Y% O H4 @4. 薄底沙。
% o& M) k! ~7 A& z. C3 V' h5 P6 F5. 厚底沙。
& `9 Y+ b- p* a1 L2 Y6. 充水層。& h5 s* b+ `4 u9 T H+ s
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不會有影響：不鋪沙。 ! S& s* Q( Q) e( M7 W* c
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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。 1 x' ]9 M6 o0 Z& D, l$ [
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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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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。 ; o3 ]& d# ?: K$ Y/ |! g
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。 ! h! f) k7 e* U# |$ e
7 O( M6 ^) y c- A# e0 f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。 4 ?4 p7 r8 y1 [
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比較貯存PO4的能力
( o+ T; t! ?& i, s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。
3 o) m- v9 {6 o, h5 x1 a貯存PO4功力旁：
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, S0 m) g$ u" m% t2 F1. 充水層。 2 t# A- y. b) j- Z
2. 厚底沙。 $ |2 W2 ^5 x% y9 J+ G" W
3. 薄底沙。
% J; I7 h% J: \% _( g/ \4. 底喉。
! u* o. [1 L: k5. 反方向底喉。! v" W: E O; r; p0 @4 I3 |
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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。 + g" N8 `% Z% r) t' i5 v5 E! H
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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。 ; Z& j& X( J" h6 |, y
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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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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。 ! b8 A t6 e# L9 {
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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。 ' V) L$ P! p$ O
久不久要清洗水泵，保持水速。 & V) ^. i8 D( t0 M$ D1 T9 g% H7 W
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。
& h0 L3 e# h1 W; N. E( o# D久不久要局部攪沙，防止沙粒黐在一起，及清洗水泵。 ! m Y* ?/ `* A$ ^) c9 X
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。
, N2 l" ]& I) o# o( z9 c$ e久不久要清洗水泵。
# ?0 r; ~' ~' y- x" F1 e4. 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。
3 F$ b" j& ?- S( Z0 Y太多藻長在沙面，會減弱擴散作用，要清除。 3 W$ N3 O& t7 F
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。 3 b5 Y' R5 }% ?" B& b2 W7 S* s& U
5. 不鋪沙就只須久不久吸缸底垃圾+ N# Z0 n) x+ z6 B2 G+ h
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* o5 L* ~- g* f! [( M ^- z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。 $ C, Y! K* B3 q
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系統升級
8 _! S% Y* O7 y2 g5 K以氧為首。
. Z( Z$ W( j" b# L' X! R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。
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* _7 v/ \4 y( w6 q2 S9 U7 C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 {5 L g; P5 s7 \. \/ T1 Y& } t
% c% |; P4 q, A9 A9 ^& u/ Q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。 / { n/ ~1 t: p/ n
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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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。 & I; Q9 o/ v1 q
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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+ K1 v: L1 p: t9 ^7 u, |9 u3 v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。
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$ M# {* C& ?: |/ C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。 ; z7 N- _$ k( U1 @2 I* J. H
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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。 2 s/ M' o3 E( ~( e
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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。
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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 f! b) L6 r. b5 P
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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。
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; U6 U4 A) V d( x0 M" Y停電又如何
8 o6 ~6 P( F9 P/ _! r: 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。 * Y. m/ K6 d/ j2 }
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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。 - q% B9 r1 B6 m; I$ L3 e# U8 g
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沙粒的溶解
U/ j/ Z% _8 D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。 8 I0 i# O& L( K: T
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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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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