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■ 過濾系統（一）
海水水族箱如同海底岩礁生態的一個縮影，和自然界中相同的，在這裡的海水水族（魚和無脊椎動物）亦不斷進行新陳代謝，同時排出體內廢物，包括尿素、尿酸、銨鹽和氨等。與此同時，剩餘的餌料殘渣、死亡腐爛的生物（藻類、軟體動物或魚只）也不斷地增加著水中的氨含量。
■ 為什麼要用過濾？
我們可以觀察到自然岩礁體系中保持著生態平衡，所有一切都依據物競天擇原則，那些沒有生存依托的生命體不是停滯發展就是被別的種群所取代。然而在水族箱裡，幾乎一切都已人工化︰海水動物被迫離開大海移進人造海水，在捕運過程中還會受到驚嚇和傷害；人工燈光照明；生態失去了平衡甚至有可能不適宜同養的生物被硬放在同一水族箱裡。我們現下之所以仍能擁有生機勃勃的海水水族箱，完全仰賴于許多海水生物的高度適應能力，先進水族科技支持，以及也是最首要的，一個經驗豐富水族高手的管理。多數情況下，水族箱生態體系是相對小且封閉的，同時其中生物種群密度較高，因此，必須應用與之相稱的過濾裝置或過濾系統組合來處理水體，以除去其中的有害物質和一些有毒性的中間體。選擇過濾系統的首要依據是水族生物的種群密度以及所需的水質要求。
■ 什麼是過濾器？用來做什麼？
在海水水族箱中，我們對過濾的要求並非只是去除水中懸浮物。過濾的目的更在于要透過生化過程將有害有毒的物質轉換成無害無毒的，可以經由循環系統重新回到水族箱裡。
要達到上述目的，沒有細菌的幫助是不可能實現的。這些細菌被粗略地分為兩類︰有氧菌和厭氧菌。前者生存需要氧氣而後者則生活在無氧環境中，從硝酸鹽之類的化合物中獲得所需的氧。這兩類菌有著完全不同的作用。有氧菌把氮氧化成亞硝酸根離子和硝酸根離子，而相反地，厭氧菌又將之還原成氮氣並釋放，我們稱之為脫氮作用。岩礁生態中的生化過程相當複雜，並非本文主題，這裡我們就不作累述。
我們所要強調的，是過濾系統與海水缸大小以及水族生物數量相配伍的重要性，而後者的重要程度更甚於前者。
活岩石（Living stones）是海水水族箱中最重要的過濾介質。
海水生物概念不應該只包括魚隻和軟體動物，也應包括作岩礁造景用的活岩石。在海水水族箱中引入越多的活岩石，整個水族缸體系的生態運作會越穩定。從活石的表面到內部，共同構成了一個很大的分解代謝有機體，因含氧量由外至內層層遞減，這樣就同時為有氧菌和厭氧菌提供了生存空間。
■ 相關結論
一個成功的海水水族箱必須從一開始就保持穩定且適合其中水族生物需要的水體質量。水族箱運作體系中所有多孔材料，如活岩石、貝砂、珊瑚砂及底砂，都是潛在的菌落培養處。多孔材料越多，材質的孔洞越多，所形成的活性分解區域就會越大。
■ 那麼，有哪些可用的過濾裝置呢？
1.生物過濾（Biological Filtration）
生物過濾屬有氧過濾，氧氣參與了這裡發生的硝化回應。由細菌將水中廢物氧化。通常無法在此分解硝酸鹽，除非所用的過濾介質非常粗糙，如活石，同時要求流經的水量有限，而這並非此類過濾的目的及功能所在。
生物過濾又被分化成水下有氧過濾，因為過濾介質一直浸沒水中並不與外界空氣直接接觸。用于淡水水族的筒式過濾器是其中最廣為人知的，通常使用不同馬力的馬達抽水幫浦，內部用數層纖維材料及/或多孔材料作過濾介質。考慮到會對菌落供氧不足，因此有效性和實用性受一定限制，這種過濾器不適合海水缸使用。
另一類是底層過濾，和筒式過濾器相似，都靠抽水運作。在缸底打孔的雙層底板上鋪一層5-10cm濃的珊瑚砂，用強力抽水幫浦從砂底抽水。過程中會出現富含空氣甚至臭氧的逆流作用，這額外供給的氧令過濾效果更佳。會形成相當大的菌落區，不過長期運作後將使得底砂層十分緊密並引發藻類滋生，需要徹底清潔或翻缸整理，所以這也不適用於海水缸。
2.機械過濾（Mechanical filters）
可透過機械過濾去除水中的懸浮雜質，在過濾裝置內部和外部都能應用此模式。可作為生物過濾裝置的前置預濾區過濾模式，或乾脆在那裡直接放個機械過濾器，這樣，流到生物過濾區的水中廢物可由機械過濾控制在一定數量內，可以使生物過濾效果更令人放心。
機械過濾用在海水缸裡可以減少水中的有色微小藻類，控制了藻類滋生以及在活石上沈積。要使機械過濾運作有效，需用強力抽水幫浦以達到並保持高速水流，這不光取決於抽水幫浦馬力和過濾器體積，更重要的是要保證對內部間隔層經常清洗，不然很快就會有還原降解作用發生，反倒加重了生物過濾的負擔。只要能保證動力強勁和經常清洗，還是推薦在海水缸過濾循環體系裡應用機械過濾的。
3.活性炭過濾（Carbon filter）
活性炭過濾被用來除去水中有色物質，以改善黃水現象。發黃的水質不僅看上去令人不爽，而且會減弱水中照明強度。活性炭亦被用以去除水中有毒物質。
最好把活性炭裝在網孔袋裡置於滴流過濾的濾池中或生物過濾的出水處，用一段時間後就應更換，不然，時間一長（由活性炭吸附力大小所決定）它就變成另一個機械-生物過濾體系了。
4.藻過濾（Algae filter）
快速生長的藻類，特別是蕨藻屬（Caulerpa）藻類，生長時非常需要硝酸鹽和磷酸鹽，正好可籍以控制水體中這些物質的含量。不過，藻類同時亦會吸收掉水中的礦物質、重金屬離子及微量元素，這一點要注意。
將蕨藻芽枝植入專用缸后會長得很快，最好選用大而平坦的藻用缸。連入循環系統中，並用氖燈給予良好照明。注意經常修剪，移除沈積臟污，而且別讓藻類混入水族箱裡。
5.表層過濾（Surface filtration）
表層過濾是帶溢水功能水族箱所特有的，通常與滴流過濾裝置相連，極少出現下抽水過濾體系中。由於一直處于循環類態，水族箱水體表面不會有藻類和細菌生長，更不會發霉了，水中的溶氧量也大大加強了。
6.區域過濾（Area filtration）
如前述的表層過濾，區域過濾也主要與滴流過濾連用，用在濾池前的靜流區。是沉水過濾的一種，由數個按順序擺放，覆以過濾纖維氈的塑膠閘極格組成。這些塑膠濾芯橫放或豎放都可以。初始運作時的作用像機械過濾到後來就成了生物過濾了。由於水流在此處流速被大大減緩，水中污物極易積存在濾區底部和過濾纖維氈上，因此需要常常清洗或吸除，以防止耗氧過度引起氧化-還原電勢降低。（譯者按︰各位只要知道應常常清洗就行了，至於所提到的氧化-還原電位是啥或代表啥之類，這個我也不懂，建議忽略不計，呵呵︰）或許日後我會專門就此找一篇有關文章來翻譯，不過這是後話，再議，再議。）在移動塑膠閘極格做清理時，要緊別把髒東西帶進/掉進濾池裡頭。如果太忙而不能做到經常清理的話，還是不要在海水缸體系裡應用此類過濾。
7.水外有氧過濾（Emerse aerobic filters）
和水下有氧過濾相反，其過濾介質並非浸沒水中，水流經過的速度會比較快，從而給菌落帶去充沛的氧氣供給。（譯者按︰估計是指水流沖刷而下的意思。）
■ 過濾系統（二）
在這一部分，我們將去熟悉滴流過濾、反硝化過濾以及蛋白除沫器。
■ 滴流過濾器
滴流過濾器是一種有效和可靠的生物過濾設備。由於空氣引入量很高，換言之，有極大豐富的氧氣供給，它相較於前述的所有過濾裝置有著更強的硝化活性。滴流過濾裝置有兩種︰內部滴流過濾和設置於底柜內的外置滴流過濾。當將兩種合而為一時，就能使整個裝置的容積大大擴展。滴流過濾包含多種功能架構︰表面過濾、滴流過濾區、表面過濾+活性碳過濾濾池以及浮球水位控制。（譯者按︰不懂？看看抽水馬桶水箱裡面，你就明白了，嘻嘻）小型蛋白除沫器、傳感器和電極可與濾池相整合。
所選用的過濾介質應有很大的表面積並且不允許存在缺氧區域，常用的有貝殼砂、碎瓷、陶瓷環、白雲石以及非常普及的生物球。Dupla開發了它的生物球，有兩種︰一為直徑40毫米表面積達22000平方毫米，另一種直徑22毫米表面積3900平方毫米。如此大的表面積使水流在其中分散良好，因此僅需在小空間少量堆疊就能得到極大的生物降解活性區域。在滴流過濾中此類層疊體積應達到水族缸體積的3-5%。為達到最佳過濾效果，水流最好透過分散濾網、噴霧器或旋轉臂灑送，同樣的，所用循環幫浦亦應有充足動力保證過濾過程得以穩定充分地進行。一定要避免突然大量水流沖過然後涓滴皆無這種情況發生。水的流速大致為缸體積/小時。
滴流過濾特有的優點有︰
1.依據氧平衡使水體含氧量達到最佳，如有氧氣過量（在照明太好的海水缸中發生太強烈的光合作用時可能會出現這種狀況）會被馬上驅出。
2.好氧菌（硝化菌）有極佳的生存環境。
3.重要的微量元素在礦化過程中被保存下來。
4.良好的菌落活性。
在前面提到的所有水上水下有氧過濾中，硝化作用發生在透過亞硝化菌和硝化細菌群落時，氨/銨鹽先被轉換為亞硝酸鹽最終為硝酸鹽。此生物降解過程（亦稱硝化作用）的最終產物總是硝酸鹽。某些藻類，如珊瑚虫內生小黃藻，會消耗一些硝酸鹽但數量極有限。在活岩石內部也會發生反硝化作用（脫氮作用）分解硝酸鹽。但對於一些敏感的低等生物，如鹿角珊瑚，它所能忍受的硝酸鹽濃度最高極限為30mg/L，不幸的是，在多數海水缸中，達到甚至超過這個數限是很快的事情。
如何控制降低海水缸硝酸鹽含量？
a.用活岩石構築岩礁架構。
b.控制魚只數量。
c.換水時用去離子水和高品質海水鹽。
d.配備反硝化過濾裝置。
e.配備蛋白除沫器。
■ 反硝化過濾
反硝化過濾或脫氮過濾裝置被開發用以防止和降低海水缸中硝酸鹽含量的增長。透過反硝化作用，硝酸鹽被非自養性細菌（厭氧菌）分解成為單分子氮（N2）和氧，其中氮氣被排放入空氣中，而自由氧在缺氧環境中會促使厭氧菌將有機物質氧化；此過程被稱為硝化呼吸。厭氧菌喜歡水中存在自由氧，因為無氧條件下厭氧菌的硝化呼吸作用，從能量角度而言，對它們無甚好處。要建立起充分的缺氧環境，就必須提供額外的有機碳給菌落群，但不能與氮或磷結合。（譯者按︰看不懂了吧，各位，想想你們看中文譯稿都會有雲山霧罩的感覺，可想而知我當時對著原文是如何地不知所雲，我好暈L。好在最後我還是弄明白了，哈﹗哈﹗哈﹗:-D 且聽我細細道來︰簡言之，要使反硝化作用活躍應保持環境處于缺氧條件下，而反硝化作用的終產物卻有氧氣生成，使得缺氧狀態不易保持，因此需要額外提供有機碳促使厭氧菌透過硝化呼吸消耗掉反硝化作用生成的氧，從而保證整個大環境的缺氧狀態。OK，明白了？還不懂？﹗那就跳過這一段，甭管它了。 ）
配設反硝化過濾可能會引起大麻煩。建立起無氧環境需要數天甚至數周的時間。只有水中溶氧被耗竭，厭氧菌的新陳代謝達到尖峰時，反硝化過濾才真正起作用。而在此之前，必須精確補充與被消耗硝酸鹽等量的有機碳（促進厭氧菌硝化呼吸）。把握有機碳（乙醇、乳糖、醋酸等）的正確添加量可不是那麼簡單的，只有透過準確監測水體氧化-還原電勢才能進行可靠控制。當測量值高于-50mv時，表明反硝化作用尚未開始，水體中的硝酸鹽和亞硝酸鹽含量較高。只有當氧化-還原電勢值低于-50mv時，才意味著反硝化過濾已開始運作。然而，一旦電勢值低過-200mv，就會有濃烈的臭雞蛋味散發出來﹗（H2S，硫化氫，劇毒﹗﹗﹗）記住要不惜一切代價防止這種情況發生﹗可以透過提升流量來增加O2和硝酸鹽的供給防止產生細菌性硫酸鹽降解。
水流量極低時，會迫使厭氧菌完全消耗掉硝酸鹽後轉向消耗分子氧。（而水流量太大或有機碳供給不足時，退場門水體便顯現亞硝酸性）。流量掌控以使整缸水在1-2周內被循環一次為適中。由於經過功能良好反硝化過濾的水體中是不含硝酸鹽的，因此這個流量完全能保證在水族箱中穩定一個低的硝酸鹽含量。經反硝化處理后的出水應繞經滴流過濾或蛋白除沫器以除去可能存在的有毒終產物或中間產物。
還應提及的反硝化過濾的另一項優點是︰在缺氧環境下，被沈澱的微量元素會被再次溶解于水。
有效可靠的反硝化過濾裝置，一些還包括了溶解乙醇用的擴散袋，現已能在專賣店找到。體積不大價格也可以接受。（譯者︰呃……原著者是發達國家人士，故我認為此話並非放之四海而皆準，國情有別嘛，呵呵）
反硝化過濾裝置一般僅向那些頂尖級高手、發燒友和好事之徒推薦使用。如果不能同時配備氧化-還原電勢監控設備的話，我建議最好放棄使用，否則操控太難而且不安全。
非造礁珊瑚（軟珊瑚），如杯狀珊瑚（Tubastaea ssp.）和太陽花珊瑚（Diodogorgia nodolifera），需要每日喂食數次且僅適養于特別的水族箱中。由於它們對硝酸鹽也很敏感，因此反硝化過濾裝置對這類喜陰珊瑚十分有用。
■ 泡沫移除
蛋白除沫在海水缸中的功用類似于廢水處理中的浮選，基於有機分子在水與空氣接觸的表面會有表面張力的原理。有機分子由親水基和疏水基組成。只要給予一定時間，有機分子會在蛋白除沫器內人工生成的氣泡表面以表面張力朝空氣方向的形式緊附其表。這時冒出水面的氣泡就會穩定而不易破碎。僅在泡沫層最上方的氣泡會碎裂或重新結合成更穩定的泡沫，富含無用的有機廢物，被定時推向一側並引入廢液槽，是呈深黑褐色的污液。
■ 蛋白除沫器
顧名思義，蛋白除沫器是用以除去水族箱中由藻類、海水生物以及食餌殘屑所釋放的有機廢物。然而，它是靠物理作用而並非如前述的過濾系統靠生物作用。一個運作良好的蛋白除沫器可以有效防止硝化作用和反硝化作用所生成的有毒有害產物在水族箱中的積聚。
專賣供應商可提供一系列產品，從帶氣泡石的小型裝置一直到數公尺高以噴射裝置產生氣泡每小時處理水量達幾立方米的巨無霸。不過也有架構緊湊可以設裝于水族箱底柜中的蛋白除沫器。
到目前為止，一切看上去都還簡單而直接。建議使用強力蛋白除沫器，因為它能有效去除水中的有機廢物，如果水中有機廢物較多（如餵食後），除沫作用會很強烈；而當有機廢物含量低了它也會相應緩和下來。然而，微量元素也被同時除去了，如果除沫作用太過頭的話就會發生水體營養缺乏和失衡。特別在污染相對低的珊瑚岩礁造景缸中，這是完全可能而且現實的問題。
成功運用蛋白除沫器的岩礁造景愛好者常會採用相對較劇烈的局部水體交換模式（譯者︰就是我們常用的每周/二周換水模式，而不是用水位監控設施即時添加）以補充微量元素，這個方法看來是有效的。也有用市面有售的微量元素添加劑的，但是額外添加如鉬、錳、鎂、鍶之類的微量元素一直是一個頗有爭議的話題，因為目前我們還沒有找到簡易精準的科學手段可以測出水體中這些元素的濃度。我認為，為防萬一，最好保守使用這些添加劑，比如說實際添加量低于說明上的額定量。
蛋白除沫器最顯見的缺點就是能耗很高（譯者︰主要應該是指蛋白除沫器在工作中脫除大量水質中所含不良有機物質的同時，也會造成某些微量元素被脫除。），而且會損失浮游生物，而海水缸中浮游生物本來就不夠。
在海水水族愛好者圈中，近幾年關於蛋白除沫器與滴流過濾的爭議頗為熱烈。這種情形可能還會持續下去，直到所有臆測和假設都經由長期的研究實驗被證實或推翻為止。
最終你的海水缸是用滴流過濾還是蛋白除沫器，亦或都用，要綜合考慮無脊椎生物和魚只的品種及數量來做決定。
水族商亦可提供完整的海水缸套裝，包括有滴流過濾、蛋白除沫器和反硝化過濾，管道也排設完善。對于獨立水族箱而言是很合適的。儘管乍看上去價格不菲，著實會嚇人一跳，但是細算下來，購買零配件自己組合的話，加起來的費用也不見得低多少。而且自己組配的話，無論從難度還是審美角度來看，都不怎麼讓人安心。
如果是一個包含飛盤珊瑚（Disc anemones）、海葵（Crustaceous anemones）、肉質軟珊瑚（leather coral）、皇冠青蛙魚（mandarin fish）和小型礁岩鱸（reef perch）等海洋生物的岩礁造景缸，絕對是用不著價格昂貴的蛋白除沫器的，用了甚至反而對飛盤珊瑚和玫瑰珊瑚有害。然而，多數成礁珊瑚，如鹿角珊瑚類（Acropora）、杯形珊瑚類（Pocillopora）、針狀珊瑚類（Styrophora）和八放珊瑚類（Porites），則需要控制水體營養不能過剩才能生長良好。要給予特別的照看和飼喂，從某種角度而言，還要有蛋白除沫器。
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發表於 2009-1-22 10:45:18
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發表於 2009-1-22 16:37:58
