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比較各種底沙系統
1 @+ m2 Q7 {* w# B轉載作者：p& n$ D' A1 M+ r3 p
( k& u: P4 V; u4 B' u$ t; B
, U! m0 I& K- c4 z6 `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。+ [( h( A1 Q. b$ F" a. I$ c* C
各種系統，各有奇技及局限。4 ^5 l# n' @- b
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比較硝化作用 1 Q) a- A7 U' O3 \. b* Q0 w( Z0 s5 t
即把NH3/4化為NO2，再把NO2化成NO3。此作用需要氧氣來進行。
/ [. P3 P$ ^1 j& n% _硝化作用功能，處理得最出色的底沙系統排名是： . ?/ x9 ?0 J2 p0 z
1. 沙樽。
' ~4 H. r R9 R# j6 i. H6 V* |2. 反方向底喉，是第二叻。 8 D9 `( H5 p+ [5 L2 s; i2 I8 M) J
3. 底喉。 6 b, N/ w3 v. n" R" @* }' X" j% r
4. 厚底沙。
2 j7 b" J$ \9 _! s5. 充水層。 ' f7 i) `/ [2 r3 K/ X* f/ ]' Q; P
6. 最差是薄底沙。
: e. O- s/ {, j" Y* G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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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。
9 l- v# f( f8 t( `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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4 ?8 O4 n2 u2 m) H% e8 Y4 P1 ?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。
9 f2 h+ G% o( @4 G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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5 y/ e, E) |) b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。 p3 Q1 b# J- m2 q( [1 j4 y. Q
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）。 * P# |1 U' x7 h3 }" n
雙方氧量的差別，是為potential difference。
" A, a1 Q* y# w6 d1 Q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。
, B$ P0 [( T: a5 W# P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。 % s, ^/ l' B, l
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。 # U) F& C( C7 z' a" i
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比較H2S的產生 " o/ W2 D; ~0 t* E
只有厚底沙有無氧區，故只有它才有產生H2S。
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9 x. ~8 f. Y7 ]0 v比較化NO3的功能
j+ C* D' B. m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。
1 Q6 h Y( k- N* U, V( @$ v龍虎旁： 5 B) R4 @6 K2 b6 U: U/ @" ]
0 r' w! c+ ]8 [3 h+ p8 H7 a1. 充水層，功能最醒。 1 ]/ c( |% q7 F9 j s, A4 P0 w
2. 厚底沙，第二叻。: v+ ~1 W* Y/ J& U
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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？
7 G1 L, u: f0 S- r' g& R' O) Q' |5 I無此功能：反方向底喉，沙樽，底喉，及不鋪沙。
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9 g4 r1 E8 {7 s5 O# \( o9 ]; A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： : w# P! _6 K7 G5 k% K1 h1 u# L6 Y
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。 7 C9 \: Q4 N1 h
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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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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。 # J5 w% c+ U. A/ S2 f
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( G7 m0 |8 P! A9 W4 v* D$ O6 _比較對缸水的影響：NO3污染度
; P2 |# b' ^ A6 L2 l3 T1 Q6 ^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。 . }. l; U2 a# |( X2 Y! b
2. 反方向底喉。 6 ^% {, u! U/ Q
3. 底喉。
' ?+ @% B1 D$ R/ N7 \, h4 z4. 薄底沙。- }8 }9 |6 Z+ F
9 [% U3 |$ Y9 L3 J沒有排名：充水層、厚底沙。 4 r* x1 U, O- c0 T
不會有直接影響：不鋪沙。 ; q2 }8 F; ]+ {4 s7 g
: A, r! V! G, Q2 Y) m9 E0 p
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。
) M8 W% N* E, G. V! t: N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）。 * k4 K) ?! }- [1 Q& [5 T1 q
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。
3 l2 B& K' M' i5 a; ]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。 ( N% u$ B c; [; R( E( c v
4 E: L3 U" f$ ?2 }, e0 Y& _1 D9 @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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" n0 g" E( W9 W5 h" ~4 v' j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。 2 T4 v9 p. y" c3 O! H; I
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& V4 w8 n" d) {5 R, {比較對缸水的影響：pH
! v" r: C- r4 p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。
. J- [+ [* V4 Z4 c* d; @, o對缸水的pH有向下傾向力的排名： % T/ ~1 n( n" v9 Z3 R4 M8 N( O- ^" ~
% y4 _* _; J! p' L* x5 s( f; `1. 沙樽，最勁
5 Q( H5 s H& B8 h5 y2. 反方向底喉。
" a p- N# H* a' @3. 底喉。
* a0 c7 o/ r: P2 h3 m# D9 t, D4. 薄底沙。 ) q) Z; g: N3 b$ B
5. 厚底沙。
, o( W" m5 W+ t: P4 N6. 充水層。
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0 ?6 S) `7 H1 [0 j不會有影響：不鋪沙。 / a6 U; W m9 s6 p( J+ x
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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。 $ J2 W5 d5 B9 r0 z9 k( B# l
) r9 s& [5 ?* T& t9 v" Y. z' r薄底沙的硝化作用不及頭三名，所以冇出產咁多H離子。 1 ?- u" S" @9 A
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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。 4 `: _ ?7 p/ 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。 / m3 `5 Q) `1 ?) Y! q( X
. z$ ~1 i) D" P+ G, S0 ?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。 6 ]9 x$ [, K( m8 @
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9 d9 y. h4 O& x5 ]8 n$ u7 u比較貯存PO4的能力 + y1 _& t, T5 g( m. Z3 M/ O
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。 ' Z" M2 m O; i5 K( u) @4 F
貯存PO4功力旁： - i! q1 k# R& J- d+ }6 v `
; q; Z- k1 P& z, i1. 充水層。 6 W3 h m) B- J: u5 D
2. 厚底沙。 " W2 e4 T, I6 r* i0 k8 J6 X
3. 薄底沙。
E0 a$ e- C. S2 t3 I9 X' `; b4. 底喉。 ' {$ K- ~8 R! Z0 m
5. 反方向底喉。, o N; W h8 _/ K
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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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4 b$ D% g6 E& W: R0 e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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7 l8 q# l, l/ O: O( ?- O0 y; T! W( n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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' ^7 J( I) j7 u9 D! j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。
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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。 # I0 k/ f! _. J7 U) e% R6 L6 O
久不久要清洗水泵，保持水速。
7 D: N* u. U% A( O6 h2 E% b2. 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。
) B5 T+ t. m0 q; u$ r久不久要局部攪沙，防止沙粒黐在一起，及清洗水泵。 7 | o! 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。
0 c- b; k9 e/ C4 T* `: Y久不久要清洗水泵。
/ c& l5 ^8 P' }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。
7 c6 k4 g$ n8 _( U太多藻長在沙面，會減弱擴散作用，要清除。 " S% I& [- ]+ _" v* s' F$ l
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。 . M# E% u( X: o( i9 P& `3 y- ~3 L3 h
5. 不鋪沙就只須久不久吸缸底垃圾
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! c' V$ B: U% c# z0 f; ~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
! M1 b) ]5 d' c2 H8 C( R. T2 F以氧為首。 ! g# t0 _$ ~' F9 \, k- W+ ?
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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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。
; Q4 [+ |5 [8 ~5 t1 S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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% Q7 b f. n7 j; L+ T# t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。 6 `6 @4 L' s b% @! N
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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' j+ a3 o* k' b& n( 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。 & H$ `) e* f# f4 o" p9 F3 |) w
; U2 ~- S q: l( p4 q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。 $ K3 K* f0 n e8 B& W6 G! t$ @
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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。 3 p* w2 G3 \$ {9 t
& v5 X8 X3 x3 q; s0 B0 x0 K" b1 D- 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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* U) e0 W( U" R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。 ' @, A6 W6 m3 n3 w
! y/ x6 ~1 I) Y0 U8 z- u. W" X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。 - O/ T3 D1 n* c0 ]# r
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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。 & V( |+ o8 u; Z$ D7 U
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停電又如何 / e4 @6 @! `; v8 L& R- ^
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。 D9 c3 T( ], m$ M2 d# e
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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。 ' r- u/ T, E; I
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沙粒的溶解
: p6 c! x* [3 B# T9 |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。
- D# O1 o8 @7 [$ \4 f, S' ]% {0 y7 `5 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。
' J! L" X. f& J- |# W# C3 A8 B* a0 X0 ]% K
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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