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比較各種底沙系統
a3 l1 `2 O* i7 ~% Q! S0 [轉載作者：p. ]( C' Z x" n# w% `, y) { a
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8 s* O* v$ |% K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。
+ d2 Q- s! m; j各種系統，各有奇技及局限。
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比較硝化作用 3 K3 m9 }8 c+ g
即把NH3/4化為NO2，再把NO2化成NO3。此作用需要氧氣來進行。 ' e! b4 Q1 i9 P. Z1 C( Z
硝化作用功能，處理得最出色的底沙系統排名是：
; d `1 e- N. C1. 沙樽。
- v1 l- N2 V6 I o6 ^% o% Q/ J2. 反方向底喉，是第二叻。
: a; h7 d# |& N' c; W* n' H3. 底喉。 / F, s1 u% B$ z! a& w
4. 厚底沙。 , U3 G1 `1 ` M5 m2 d+ y/ N6 C
5. 充水層。
( `0 V& }) c2 H0 v: H, ~. `6. 最差是薄底沙。
0 N# C& \( r0 z) [不鋪沙就直情無此功能。 ( b0 g$ [( X$ { _5 v! ^8 `$ Z
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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。 + a- s# H( [8 t- P
8 ^1 z( s. _2 O2 v. O% f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。
0 {: Q3 ]. y" a2 U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。
+ `* R0 x; ?0 |+ Y& i0 A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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/ S( q4 Z( K. Y0 `& a$ g; _ B# {. G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。 $ X; b8 B+ q/ O- ?0 p
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 U' ]3 c U6 F* ~; v
雙方氧量的差別，是為potential difference。 9 V& ^( _# c! l- 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。 ' J+ Y! M: I6 A- L: F; u) |0 X/ O1 u+ G
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。
1 }3 H. o1 Z: v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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S: |- ]) K; P1 Y" h& S: t; s
- L# `. j7 l6 j* g比較H2S的產生 / {- A" I0 K/ o
只有厚底沙有無氧區，故只有它才有產生H2S。 ( @+ ]2 r1 Q* }8 ^. {7 s. M' _
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比較化NO3的功能 & a: `5 f: j8 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。
. C2 Y1 l; U; J( `龍虎旁： Q- w! s4 f( U! f% U
2 ]- ~5 O! ^$ X# }/ O+ t4 {1. 充水層，功能最醒。 * ^9 M6 s' S) A) `' W' A
2. 厚底沙，第二叻。1 A# Q5 i% v1 W( W
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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？
3 {& r+ d6 \4 U& I0 b無此功能：反方向底喉，沙樽，底喉，及不鋪沙。 . }$ D6 ]$ O2 m2 u( G
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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：
- W& c! B% d9 R! U$ ]) q& E( @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。
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, ~1 j& Q* t3 _- B0 ]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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& R4 A" G7 [, @# x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
; A" z- T' ^; l$ C3 a$ e+ @! l誰會令魚缸的水有較高的NO3？排名如下： . p' s2 O: X- W2 {. a, x; v3 _- V
6 N5 {. E" X3 R* \1. 沙樽，最勁。
8 ^9 M H. E" `: C! H2. 反方向底喉。
2 v$ C# n) W ^9 {0 P! u) E3. 底喉。
2 I( |% Q I/ f; i4. 薄底沙。" u6 E1 a* s' C& B4 J4 M0 k, y+ F( b
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沒有排名：充水層、厚底沙。 1 _) T. a5 i$ H9 T' x+ M
不會有直接影響：不鋪沙。
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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。
7 G. Z( b- w9 X6 ] j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。 $ `! R: Z# w# j: d
) H5 o7 F( k8 K9 {8 V$ |- N( M! u6 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）。 7 S& b( f3 Z9 Q/ J: 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。 * a, s# q6 z. s
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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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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/ y* o" A8 R2 Y3 \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。 $ U$ r0 H1 n7 N6 `; w+ d6 z5 D# k: T
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$ o1 E* f7 Y! y比較對缸水的影響：pH
! j5 j" F0 }% \8 a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。 - p! [4 S8 F, |% e% {7 O$ E
對缸水的pH有向下傾向力的排名： - P& C5 w; q ]' [1 B8 D
8 @ e% U& M* g1. 沙樽，最勁
6 Z' \! m Q2 l5 E2 i9 H6 D2. 反方向底喉。
" s2 A# l# S" T7 }8 S4 Y3. 底喉。 / N4 @. W/ q+ v% X
4. 薄底沙。
/ f* X/ e) L( p( V/ q& t* z5. 厚底沙。
, _2 a6 H9 y$ J6 V: g( [% o$ A6. 充水層。
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+ e: l* [/ w$ _0 G# u: f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。 6 W4 C; n8 \3 M4 v7 X# x6 x# W( N
+ K' K$ D4 Z$ [1 ]$ n# O \( [薄底沙的硝化作用不及頭三名，所以冇出產咁多H離子。 ; n9 Y# J2 y2 T: Q
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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。
! j6 [7 y/ F/ h/ _; B- V+ D5 C6 X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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比較貯存PO4的能力
! d! P! K' g0 h/ w6 o$ h) d" 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。 4 L `) `3 O; X; x2 A* k9 J5 C: g
貯存PO4功力旁：
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( i* I, J1 M; S* I8 R* i( t; M# R1. 充水層。 p6 @3 V& y) s' e
2. 厚底沙。
: N0 ]% L; ~( P% o( U% R! c3. 薄底沙。
2 E9 {# g4 f+ V, E$ _3 p. n+ P4. 底喉。
6 X+ u4 `& p8 y; p( {& a% D( ?2 X5. 反方向底喉。
+ D4 e" ^1 q5 a- T' s) `5 A8 B# q9 _ j; ]: { p/ 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。
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) C7 Q; l( G2 B- [2 P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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c& j9 z5 X+ {: Q0 v6 q9 _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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; C6 a2 \! z0 c4 z* x$ a* M1 Y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。 ) L0 q6 V _) L6 I
) M3 ]( q# I$ N沙樽內的水流更快，pH最低。
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* N9 [- j% f" s1 f. T比較打理麻煩度
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6 `5 K3 n' \$ F/ ]) c: ^$ w1. 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。
! @4 ` M9 l* m9 r. x4 j久不久要清洗水泵，保持水速。
, _$ p* A5 L' d; ^ E" X2. 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 D6 A& ^* P, w. e
久不久要局部攪沙，防止沙粒黐在一起，及清洗水泵。
/ H$ d9 i" n y% \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。 3 [" C" g. G6 V; _" K7 }5 g, t
久不久要清洗水泵。
6 r9 _- \6 L: @' w' c7 P4 S1 j4. 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。
, P& O: C3 q. ^" S) I4 W太多藻長在沙面，會減弱擴散作用，要清除。
! i' k9 r: F5 M0 p4 v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。 : U a/ \' [) Z3 i. p1 X! o9 \8 B
5. 不鋪沙就只須久不久吸缸底垃圾5 F) g4 N3 I0 H6 ^5 K$ @* f+ ?
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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
' i) e. P0 Z7 {3 J以氧為首。
% V; Q9 U$ l: s0 D! U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。 , D; B& |% n5 C5 C: l6 a8 g% R8 {
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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。 ! |& h5 ^& O& K% H' r4 H1 L! R
4 F `* ]: k/ S) M
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。 . d1 H# {9 @) E1 [$ T7 j5 F
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。 # g1 F5 k0 j% A* w) a
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。 5 x4 E9 N1 i, _! P3 W2 K/ f
7 c1 Q V: W( G, D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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& m e0 L8 t; k* _6 R8 P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。
2 R, Y* E- B7 ^- Z* j( O- ]' O" ? T- [/ L2 O+ h$ [& i; ]
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。 ( g! D. x2 B1 I
/ }1 w! L. t5 @# t6 X7 a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。 2 ]1 T+ }3 ^; O+ l' H
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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。 , z; ?" d8 m( b+ L, d
. P8 d; s: d+ e/ K% v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。 9 m, F; j: p, |; S$ T' |
- c1 [( |+ s4 T# h- `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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; L( J) B' ^$ |+ _8 v; y d停電又如何
' w: h$ t* s6 |. M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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' h! A* K+ L5 G6 C# ^7 N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。 & f4 B& ^1 T6 \3 F
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沙粒的溶解
5 Q# O) G7 x( U p* Z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。 $ s6 P% }9 P5 `: X, R3 [
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。 - s6 p2 F7 f5 O0 F1 U; h% E. C: m
" y7 C0 g/ V! ^, p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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