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比較各種底沙系統/ w/ E1 c* M, Z; ?* u
轉載作者：p! ]8 U* ?7 c, X( ^. G; r7 |6 J
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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。, S! `. h% i* K: N
各種系統，各有奇技及局限。! Z9 |4 w+ T" X/ Y
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比較硝化作用 0 e7 \" Y; }9 \" L7 _- V1 h+ z
即把NH3/4化為NO2，再把NO2化成NO3。此作用需要氧氣來進行。 ' Q$ _1 y4 t& u) z S6 h
硝化作用功能，處理得最出色的底沙系統排名是： * t6 \: Q: B2 N A6 U
1. 沙樽。
' A6 H( `( U: X9 Y# P2. 反方向底喉，是第二叻。
- [# u3 Y2 `: }& w4 |3. 底喉。
4 a% I J1 U8 v; m( l G* Q4 f ]4. 厚底沙。 / P. t+ T2 U: B0 m& Q3 u
5. 充水層。 ; T8 N2 G- A9 {/ {: Q; h
6. 最差是薄底沙。
) X% l/ A; S" a6 H2 g* t5 M6 v不鋪沙就直情無此功能。 6 ~+ [* _2 b& w/ c: ?
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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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2 R6 L" d" V, {0 ^# ^- f6 s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。
" T9 |5 i* j+ x8 J$ A& x3 \% j( d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。
$ v; N! H4 `: ~7 i9 P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。 , A3 p O: s$ E1 ]
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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。 + y. P& c/ D$ s# p6 H* j
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）。 & v% z) K: F. E
雙方氧量的差別，是為potential difference。
+ g5 w# _; B* l w! K1 _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。
' R W2 P( E* Z8 c) w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。 * A5 `" f0 }+ h/ 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。
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, [! O* E! F* \* R( `3 [比較H2S的產生
( o; {; B+ j4 o5 L* w只有厚底沙有無氧區，故只有它才有產生H2S。 $ L. L/ N3 L& h; h7 C1 Z) F
0 Q* Y5 | M4 O* X比較化NO3的功能
2 o! @! H; G# e& o* @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。 + }- T; F! q# Y' `& C5 ]7 G [
龍虎旁：
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1. 充水層，功能最醒。 ) k6 j! R$ |7 s% w
2. 厚底沙，第二叻。0 S& v: U; F% d8 m; a" `
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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？
6 t, _) @% ^& F無此功能：反方向底喉，沙樽，底喉，及不鋪沙。
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0 M7 v' |4 @; d! d/ t) {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： 3 M- G5 r9 I# |$ `6 d- M
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。 8 k0 A; J8 C% o* d! |" ~& r
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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。 $ S/ X' S u- d" U
+ Q1 B+ L! P& K" Y R2 q# m+ j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 / b% s5 ]2 P$ v
誰會令魚缸的水有較高的NO3？排名如下：
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% Z9 u8 R& ~2 s5 A- u1. 沙樽，最勁。
" \; [) Q h c) o2. 反方向底喉。
/ }- E$ s8 c9 c3. 底喉。 D {4 r$ |# f: B- k2 \# V
4. 薄底沙。; U- Q4 X! N# x6 ~
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沒有排名：充水層、厚底沙。
' L4 B8 x" s; B' x8 x5 \; i不會有直接影響：不鋪沙。 & O+ r% O" ^2 {" W
6 e5 V- X/ t; l2 L* r3 w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。 5 d# G# [5 T0 V- E; ^4 @
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。 ) B) b- L# X; I) t
- m0 a Q6 s4 Y' y. W9 M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）。
% n$ z1 D: J, b7 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。
/ D/ B$ P& @0 h1 ^! O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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) d+ i; c2 w4 m4 u! H- A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。 ( R* e8 |# ~5 }0 S$ n E- R# Y
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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。 3 o' P: b' L7 C* R6 V1 v
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# [) p, Q, M5 e4 {3 u9 g3 L/ {比較對缸水的影響：pH
0 w4 J. ^ ?+ Z5 N3 @5 q7 F9 X2 n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。
9 S& D: e9 Q% x/ Y% G對缸水的pH有向下傾向力的排名： . I0 g- _/ Z7 l
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1. 沙樽，最勁
( P& }8 X; A* V& o# z2. 反方向底喉。
4 Z2 i! t0 @+ E3 F4 w3. 底喉。 $ H- ?& e# {5 s. {' L
4. 薄底沙。
2 s. ]$ j- R! s& M/ s: B5. 厚底沙。
. d3 `' M/ \9 i8 N, N7 w6. 充水層。+ k! }) U8 ]3 [, k r
' ~8 q+ O+ Q. Q不會有影響：不鋪沙。
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$ c: @0 I. Q4 u$ u0 i' f4 Q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。
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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。 ; R" k& k$ i9 v/ ?; a3 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 F8 d" R! Y) Q2 v0 {) B# ~& N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。
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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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% D i: x) O% n4 p z' q比較貯存PO4的能力 $ x8 k, p' F$ n6 w) Q/ y
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 z& e( E2 a& X
貯存PO4功力旁： # k) `7 C6 {! Z ?
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1. 充水層。
$ Q& S( Y% w% d2 w0 u+ o& P2. 厚底沙。
V% d% G* z/ V5 _ W3. 薄底沙。 $ E" C' {5 b1 |
4. 底喉。 1 S: G. M6 K4 l" w: e& L. W
5. 反方向底喉。# u; P! @6 c6 A+ X1 ~- P% @& q, S
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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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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。 . r* S; [' h# ~: [+ y
. j O: B$ D1 }+ n& y5 J% }2 F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。
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5 w* S9 a) o- j r* B& q3 |比較打理麻煩度
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3 W' Y! ~, ]0 f7 e% r( N( N6 H1. 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。 , b7 P( B, [9 ]2 G' L3 z& _
久不久要清洗水泵，保持水速。
8 D% W3 {3 o$ }* o. d/ W+ U2. 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。 1 X0 b+ R4 k; {/ m% v' v
久不久要局部攪沙，防止沙粒黐在一起，及清洗水泵。
0 {# T. g8 c* K3. 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 a" E0 A1 h+ o/ q$ ~久不久要清洗水泵。
. w4 R$ c: z, a- E9 P% q4. 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。
* ?. n8 h( I! S9 T7 k3 i! [太多藻長在沙面，會減弱擴散作用，要清除。 , y' q4 {! j4 B' i9 E
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。
% j- A4 \6 x) k5 }+ D) A5. 不鋪沙就只須久不久吸缸底垃圾% V8 S0 G) [* L. G+ e7 [; ~
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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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; T+ y# ~% X0 k5 a& p1 N系統升級
0 R6 H$ @, s- |0 V- `8 _1 a7 P以氧為首。 9 h" Y% s/ ?/ l9 z/ e8 K
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。 0 e8 T# R) \1 p1 u4 S j& D( b
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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。 & G" h4 x; _" o& I1 u/ i& {' i+ ~
# [3 H+ A. F$ \; n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。
$ Z- p# d7 v1 x' D% h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。 8 x, O! B4 O* v" ^; r# 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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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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- w- C, S1 X) |; j8 h1 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。
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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。 1 s4 x% |2 @& v3 {" G5 d, W
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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。
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, F; X. Z. G: |+ ?4 l% F6 e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。 % k2 D9 [" t5 \. Y$ x) F7 m2 R ?
$ }% b8 V* P% A% C9 L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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! o' K+ W. s# E6 d. B! D& X4 `, |停電又如何
; ~ I" @, x/ R( W, `7 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。 ! G) a7 \9 P+ s# @1 |+ b; C7 P
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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。
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. W$ ~! L& C6 y, @5 }2 \$ r4 o$ f9 H沙粒的溶解 : A: t: Y6 K0 V) w4 l: R+ Z+ Y
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。
4 n X A7 [; _$ r7 T$ v" ]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。 9 `+ \2 K0 b2 y$ h
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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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