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比較各種底沙系統
8 n( ^1 t( B9 w轉載作者：p C: y+ _ T) }! B
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+ g& t5 | L7 Q/ u1 _. z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 _ ?. Q+ E6 _1 J$ s( I
各種系統，各有奇技及局限。; A* h) \4 Z# R1 i
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比較硝化作用 & Y1 H9 V/ @8 J
即把NH3/4化為NO2，再把NO2化成NO3。此作用需要氧氣來進行。 - n' O5 V4 \+ o9 Y% c p
硝化作用功能，處理得最出色的底沙系統排名是：
: z! {* s3 }! n) E# k; d( ]1. 沙樽。 3 Y. w" r! y5 W4 k1 R
2. 反方向底喉，是第二叻。
1 |! l6 I" I" G3. 底喉。 . i9 ]/ X9 H* F. ], \
4. 厚底沙。
- Y- H! A9 \0 S5. 充水層。 1 |6 ?1 Z" ]9 m& Z3 _ {% u3 b9 \! H. n
6. 最差是薄底沙。 + F" P6 n6 C. l1 [& r
不鋪沙就直情無此功能。
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\2 `- c% \/ C; z1 A/ x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。
`7 X: k8 C: C" V% U2 ?% Q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。 . c* t; ]% S0 p0 U
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。 ( }! _: @; }& N
" D2 {4 q2 o; z# W7 H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。 # |. d3 d2 l+ v) f
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 Q S1 R$ b; |3 `1 h雙方氧量的差別，是為potential difference。 ! @( R+ V3 N! {- Z! y( w' p
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。
W8 W% U3 L) I5 _2 M9 p4 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。 . W# f! e: Z( M- Z. V- M. k7 u7 X
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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" g6 z4 a. V! ? e" W比較H2S的產生
: f1 j+ Z7 K. t只有厚底沙有無氧區，故只有它才有產生H2S。 # F" i( {# p& n
9 v. Z2 f/ ~1 f/ o# N比較化NO3的功能 " w8 F) t: ?& S( R( m7 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。
1 M' Q7 @+ } N: X9 _7 X, k5 G龍虎旁：
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1. 充水層，功能最醒。
9 L: e7 j* m, l/ ]# L; z' ^2. 厚底沙，第二叻。
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' O( f; f/ S3 u# R. v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？
& C( k7 _/ E7 X* E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：
$ _+ L8 F1 U/ oNO3---->（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。 5 l' c: V5 U) w& T+ Y1 D. k
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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。
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比較對缸水的影響：NO3污染度 . Z" a* t6 A! r% t3 h! g
誰會令魚缸的水有較高的NO3？排名如下：
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- K! K( I6 u; G1. 沙樽，最勁。 / C9 r) z0 P! _0 M/ U' k, Z, x9 r
2. 反方向底喉。
- \$ m- D0 S7 d( J3. 底喉。
0 u% s( T" o$ s& o4. 薄底沙。0 J/ L' V* H. G7 m$ h0 D# L; b
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沒有排名：充水層、厚底沙。
0 n( ~% @- v2 p不會有直接影響：不鋪沙。 " }4 U7 d- u$ h! Z- S1 E
" e( x3 r) T) M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 \# l. |. [. }& z& b# M
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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$ r0 C: T: [+ M) S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）。 ' o% O6 m9 t I* F
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。 * ?- S4 l6 m* R& g+ S, p6 W' w
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。 ) ^, P) Y4 ^3 j! ]9 v- a4 z7 p; \
D' V7 C! k5 c2 D7 O- c1 X) y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。 1 y* c3 M" A( k% z" x
' v6 C5 V. _/ v6 {" W9 e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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比較對缸水的影響：pH
3 w7 D) o/ v! I0 n* Z& d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 s! S4 C% d& i9 o I對缸水的pH有向下傾向力的排名： 3 R7 e- V; e$ o& d, m/ f6 J+ Y: n
0 k; N6 D4 b/ I3 S1. 沙樽，最勁 1 X0 Z. ~8 s. p/ s9 _
2. 反方向底喉。 $ ]8 o+ w& B0 s* O0 F6 V+ L
3. 底喉。
3 H4 y& e- n( E& ^' \4. 薄底沙。
; O% X# D. ` s% R! E0 S5. 厚底沙。
6 v. Q2 x0 d- z; L/ V. N7 d5 @6. 充水層。; X" v4 k: s8 F. y, ]
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不會有影響：不鋪沙。 4 z) ?6 R8 c& p. G$ Z* V( Q1 j3 n* `
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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。 . E1 R# Z( P* A e( S7 D, B) B
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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。
0 b ~$ ?# _. \2 ^; d) c* i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。 7 I6 l: r- @- L
/ _7 `; P" |* b& i, C1 u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。
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! ^$ p" k5 z" S/ h. N$ [ Z$ K3 j比較貯存PO4的能力 3 H7 Z2 h% \( \8 z1 |
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。
6 X) q! _2 d8 Y* z" Q/ d貯存PO4功力旁：
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; i" S6 m0 P# ?6 @$ u1. 充水層。
3 w6 j i+ O z2. 厚底沙。 & ?$ K6 a$ @% z# L/ C
3. 薄底沙。
q0 b7 k5 O, A+ D! E: i4. 底喉。
' T) U1 X" N. |2 o( `9 k b5 q- g5. 反方向底喉。
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5 Q0 d" I l8 v* x; Y4 B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。 ( A: ^" W' n( B; l# M' Q! f( J( S
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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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" } o: ?, M4 R7 M: G5 J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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. N/ t0 Q' v( `& e2 @+ F7 i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。 2 e4 @1 }- q1 d- S2 v1 X' R& Q: B
- T/ W$ ]& q$ L4 u0 B: U; z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。
% O1 ]& V& X2 T' t+ f# k) ^久不久要清洗水泵，保持水速。
( f4 T t/ c. Z8 q+ x, T2. 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。
2 X' e* C+ }/ d/ t+ W1 E久不久要局部攪沙，防止沙粒黐在一起，及清洗水泵。 0 R9 @/ x& e, [4 @( n1 i
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。
# C7 d/ T/ }+ M2 l( q; ^; B久不久要清洗水泵。 ' M' E5 o2 N. T. I+ \# }% D
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。 . K s/ L3 t$ k0 _7 C$ ?* A2 v: w
太多藻長在沙面，會減弱擴散作用，要清除。 8 V. |9 j' F) v! U9 H" K/ @& ?
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。 ' T4 x+ H x! Y6 k& P6 u( A
5. 不鋪沙就只須久不久吸缸底垃圾
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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 - h ?- a6 D0 j {; a8 p! s
以氧為首。
) o" Z; z0 `) F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。 ' J7 T& h9 i3 D# @$ {
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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。 + f2 F3 ~7 [0 e2 c, I
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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。
$ E1 n- t' o3 a6 R6 t$ V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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" {& I' s7 L; M# p. _& F7 e+ i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。
% T! [- v7 s; t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。 6 P" x( t* V8 {8 d
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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。
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- k' p* S, G$ d% L! m3 ?2 P9 Y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。 1 P, a. {" E$ k& A1 H; l/ W# h$ c7 M a
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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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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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2 T9 J5 w1 q9 Q$ M- B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。
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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。 ( F9 B! ]9 f W" y) P; ]/ A6 W# a
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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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2 o' C0 O, c" v1 A: d% w$ u. c停電又如何
1 l9 j( V" h/ M! L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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4 M3 g" P- M7 U1 y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。 , G# {7 T" V3 Y/ G$ q L6 F/ M; O
9 ?: f3 T* m( ]沙粒的溶解 " k# n2 y, `" d8 L9 R6 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。
5 Q6 ]. P' o. n) @* i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。 . w8 s. J L) D) u
+ O" Z9 R. F% \1 `, B# x9 D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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