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比較各種底沙系統4 ~# ^- i5 Y% ~4 H
轉載作者：p6 }; L8 e, p5 y; j
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" K* ]1 l" J/ _/ k* A; A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。
0 ^( I2 f* P) Q1 g# m0 Y0 o! J各種系統，各有奇技及局限。# y N, ~1 p) ^ n- o ~
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比較硝化作用 5 Z) X# _1 ~: ~$ j5 J
即把NH3/4化為NO2，再把NO2化成NO3。此作用需要氧氣來進行。
0 R, `& E6 {" m- u( b. h硝化作用功能，處理得最出色的底沙系統排名是： . I3 S6 }2 f8 l" [) V& b# o. y. x; s
1. 沙樽。
5 `) p M8 U$ }; Y2. 反方向底喉，是第二叻。
, |7 W/ A9 \! T* ]% ^( P# z/ M3. 底喉。
0 X/ |( P8 a; _: o" i! p' i8 |4. 厚底沙。
" [$ Y3 w$ I( w4 W/ \! k/ E5. 充水層。 1 K9 ^' [0 X8 Z) j: Y; N
6. 最差是薄底沙。 ' J* Z6 X# X; J! S7 w# L
不鋪沙就直情無此功能。 4 F+ o0 z- n) H8 O0 c9 k" N
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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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9 {# v/ F* i/ [( N. O/ D9 N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 L. Y+ @. N' L% |
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。
0 L. ]# ?$ T7 W3 @2 R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。 7 a$ @4 X" P- A4 m5 c+ M# v; g
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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。
- I6 _9 Q% @: V9 G5 y z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）。 7 ]- h3 |0 t, y9 E
雙方氧量的差別，是為potential difference。
( s' Y1 H4 S# R# \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。
/ N V' l" j i4 o N0 S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。
4 G, @) a& I6 ]; E) U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。 1 ?& Q0 F. A$ |' ]
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比較H2S的產生 6 t o% \2 B/ W, t5 l. R6 I
只有厚底沙有無氧區，故只有它才有產生H2S。
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比較化NO3的功能 * j5 t, M" o& n
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。 7 i+ u! D' ?& a! C; ~
龍虎旁： 2 o, j/ W8 D' L) |, }4 d1 G
2 `' C; `& Y% R/ E1. 充水層，功能最醒。 0 C( \% _& j; o! j
2. 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？
2 _7 J3 B4 c* b7 b* A- A% c無此功能：反方向底喉，沙樽，底喉，及不鋪沙。 0 y* t$ y- B; I3 l8 [& T& q0 H k
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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：
) o0 E$ v9 D2 e# Q! \0 x! CNO3---->（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。 ( j( f1 t, k8 a! o5 V! ~
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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。 - H5 y/ B: p0 X
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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。 - S6 X( B0 T. b- K
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0 h0 a" R8 ?) f比較對缸水的影響：NO3污染度 6 Q0 d4 H1 x1 \; T
誰會令魚缸的水有較高的NO3？排名如下：
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# F3 b# w2 L; i+ z% b1. 沙樽，最勁。
- P2 O$ P5 M) e' i2. 反方向底喉。 1 z) U$ V! F! _1 p6 S: x
3. 底喉。 # D) S( f- l& F7 x
4. 薄底沙。
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沒有排名：充水層、厚底沙。
8 E5 h) t9 H; ~7 F, j不會有直接影響：不鋪沙。 0 B7 e( S3 ?& N# |* w' v
. j; g8 W# t3 b( J' ?$ L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。
! {6 s4 c8 i2 R' E! L( n0 G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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% O+ o8 K8 _ X8 G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）。
9 G' O0 ?" }4 [) [6 S6 n# y' ^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。
( [ l l4 ^9 H8 g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。 ) }0 J' ?2 V6 A! Z1 j8 q( ^. _, K- K
' F8 w3 P% p' g* B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。 $ `, ]9 f7 }5 V( m- U& a
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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。 . p4 e Z: {4 ^5 K
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- z) n! y6 [4 n* F4 u1 I$ B: w比較對缸水的影響：pH
' J9 k: k. }" y2 S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。
6 H8 t& W; p& O$ J* W8 w6 ?3 ^: q+ K對缸水的pH有向下傾向力的排名：
( \. @. f1 K* I$ P* m; ], s6 t* J+ L3 N& L1 {
1. 沙樽，最勁
( j8 M/ P0 m+ d c% y5 H9 W2. 反方向底喉。
/ f' | k; |4 I3. 底喉。
+ m) M' c! S) ~ C4. 薄底沙。
* z! k* c, H& r$ c; P1 y4 ~5. 厚底沙。 2 b/ `3 y9 g; E' ^* K( e
6. 充水層。
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不會有影響：不鋪沙。
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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。 * x* f: D$ c- ^2 H( j
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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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, M- b o4 \9 j3 ~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。 ' L O M0 C6 @
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。 . g/ k" b8 o/ }1 `' h* S, S
- h/ C( H/ y A# r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。 - r4 m' A- b" S6 i% |" o6 U
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2 F2 X' s& Y: Z* B比較貯存PO4的能力
$ U8 f) ~: k9 l/ F& G& z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。 5 x/ ]% S; ?# w z o2 t, d z b
貯存PO4功力旁： 2 |$ L4 n/ X& M" u2 H
$ x s ~1 Q5 w1. 充水層。 / j; m% g) @$ C
2. 厚底沙。 0 S& w; n4 q% S, d$ \* B- V$ H. ?
3. 薄底沙。 2 o# l8 M, a( }9 O* {0 V4 e: R" \0 E
4. 底喉。
9 i' `: V, ~: I! ~$ y5. 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。 * f1 Q! u; ?7 ]' S; C
& p2 j, _6 g( u) [& g3 u$ H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。 0 y( G& G4 r% a5 }! N# F, y9 Q
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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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2 Y/ F6 o, E9 d1 U* F( ]沙樽內的水流更快，pH最低。
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U! O$ s( I. _4 G8 r; u1 n$ J1 g- L比較打理麻煩度 ' G% c$ Y! N4 E
/ i Q+ l! w# B2 D+ S+ B4 n. R1. 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。
5 @2 w8 p5 E% i) Q# @久不久要清洗水泵，保持水速。
- L+ q9 D( R' F4 P# v2. 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。
, q ?1 X. w3 C" B( m久不久要局部攪沙，防止沙粒黐在一起，及清洗水泵。 ! R- ]& v: o G4 I* p# K" j- Z
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。 4 ]( A0 d8 g' W% n* W/ |; V- j
久不久要清洗水泵。 5 U, i! S& M, u& F. B
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。
/ W( q4 C. k' X6 q太多藻長在沙面，會減弱擴散作用，要清除。
W+ ]! d% X) b& x( a& w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 s' e t2 z- a) Y' _. v- c
5. 不鋪沙就只須久不久吸缸底垃圾 A9 q7 Z' \5 s, n2 C/ B8 N) x
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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
0 h" @: N- P5 Q8 ^5 f以氧為首。 4 R$ g6 D. c4 x$ k' D0 T' y
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。 Z3 K: c' v- @
0 b- J8 g t/ @- m d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。
9 x6 l& a5 _/ U( V% C+ C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。 7 a* `1 [3 Q5 p3 Z
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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。 7 d X$ r. v' y* M5 s2 h
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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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。 s+ L' m+ n0 p, i/ }
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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。
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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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; ?: C3 d4 J: m' C. M6 s8 c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。 # x/ P; r8 B8 ^
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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。 0 C' u; V( L8 G, z- N
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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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+ v: ]! U1 S! r/ p4 h. z停電又如何
) I) E/ a1 D! N% H5 ?" C! j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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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。 / ]+ b1 r: t% H7 ?
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沙粒的溶解 - J! W& v& K7 w% I% A/ g0 A
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。
, B2 f/ W) n6 G7 c+ k; R/ J* z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。 0 x- _, J# Y! d7 U* [
4 |3 h V! G; c6 y
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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