草缸中的过滤系统

水对于水草，如同空气对于人，其重要性是不言而喻的。空气的质量极大影响人类的身体健康，水也如此。草缸中保持优良水质的最主要设施就是过滤系统。本文将介绍一些本人对草缸中过滤系统的看法和经验，欢迎大家讨论和指正。
    一、过滤系统的作用
    总的来说，过滤系统对于水草缸来说有2个作用：物理过滤和生化过滤。
    1、物理过滤
    所谓物理过滤，是指过滤系统可以将悬浮在水中的微小颗粒、漂浮在水面上的草叶和油膜、沉淀在缸底的鱼类的粪便和败叶等等收集起来，保持水质的清澈。通过在过滤系统中搭配一些特殊的滤材，过滤系统还可以清除水中的色素，吸附水中的NH4\NO2等有害物质，这其中也有一些化学反应，但是从本质上来讲，仍然是属于物理过滤。
    物理过滤对于草缸具有重要的意义，主要体现在以下几个方面：
    A)水中微粒是有机物与无机物的混合，其主要成分是泥沙的微粒、粪便和水草败叶腐烂后的碎屑、水藻的孢子和细菌团等等。这些物质粘附到水草叶面上后，容易被水藻所利用，成为水藻繁殖的重要营养来源，因此如果没有一个强大的过滤系统，水藻将会变得非常难以控制。
    B)水中微粒会改变水的透射率和反射率，这直接影响到照明系统的效率。一般来说，在50厘米的水深下，清澈的水对于光的衰减率大约是2~4%，而不太清澈（能看到水中明显颗粒，但并不浑浊）的水的衰减可以达到7%~10%，不能小看这5%的差别，这相当于日光灯使用2~3个月后的光衰。
    C)水中微粒会改变光谱分布，尤其是短波长光谱会被严重衰减，而这部分光谱目前被认为是影响水草生长粗壮程度的重要光谱，并且对红色水草的发色也有一定的影响~
    D)漂浮在水面上的油膜和败叶会改变水的折射率和透射率，从而也会对照明系统产生影响。严重时，油膜可以提高水面的反射率5~10倍，使得大量光线直接从反射到缸外，严重影响照明系统的效率。
    E)由沉木、败叶等等导致的水色发黄，除了影响光谱外，也对观赏效果有一定影响，很多人不是太喜欢偏黄的水色。
    F)草缸有时会散发淡淡的腥臭味，影响家居环境，破坏观赏者的审美情趣。
    2、生化过滤
    所谓生化过滤，大致相当于一种“垃圾处理”程序。是利用各种微生物（细菌）来分解缸中的废物，转化为无害的或者对水草有益的产物。这其中包括各种厌氧菌以及好养菌，其中最为重要的是硝化细菌，由于硝化细菌不仅仅存在于过滤系统中，在缸内也有很多分布，因此我们通常把缸内和过滤系统内的硝化细菌统统称为“硝化系统”。而过滤系统中的硝化细菌，这这个硝化系统的最主要成员。
    所谓硝化作用，就是将水中对生物有害的NH4-（氨）、NO2-（亚硝酸根）等转化为无害NO3-(硝酸根）。在草缸中，由于水草本身对NH4-和NO2-也有很强的吸收作用，因此实际上，草缸中的“硝化系统”中，水草也是不可忽视的成员之一。
    由于过滤系统中的硝化细菌只能对溶解在水中的有害物质起作用，而大多数水草获取N元素的主要来源是根部吸收，因此，所谓的“硝化细菌和水草争夺N肥”的忧虑实际上并无必要。而那些根系不发达，主要靠叶面吸收养分的水草，实际上也能利用NO3-获取N，因此，硝化系统在草缸中总的来说是利大于弊。
    另外，一套优良的生化过滤系统，可以利用“良性细菌”充分攫取水中的营养资源，从而抑制那些“有害细菌”的生长，使得水中的菌落分配指标能够处于一个比较平衡健康的状态。
    综上所述，在水草缸中，过滤系统应当是以物理过滤为主，生化过滤为辅。两者共同充分发挥作用，可以保持水草缸中的水质和“卫生环境”始终维持在一个健康的水准上。
    二、过滤系统的种类以及选择
    水族中过滤系统的种类五花八门，目前比较常见的过滤方式主要有：缸外过滤桶、上部过滤、内置过滤、底沙过滤、滴流式生化过滤、缸外底滤等等，这些过滤系统各有其优缺点，由于篇幅所限，不再一一详述。
    在这里，我重点讲述缸外过滤桶，这是水草缸最为适宜的过滤方式。
    所谓缸外过滤桶，就是将滤材、水泵统统集中在一个封闭的桶状容器中，通过水管与草缸中的水体连接起来，利用水泵将缸中的水吸入桶内，然后经过滤材过滤后再放回缸内。在这个过滤过程中，被处理的水体始终是封闭的，不与空气发生接触，因此属于一种“封闭式”过滤系统。
    三、过滤桶的性能优劣
    对于过滤系统来说，衡量其是否有效的主要指标有2个：单位时间内处理水体的能力和处理功能的效率。
    单位时间处理水的能力，主要是看“流量”指标，显然流量越大，单位时间内流过过滤系统的水越多，处理能力越强。
    处理效率，主要是看滤材分配是否合理，滤材与水的接触面是否够大（与滤材的结构以及滤材的数量有关），滤材上端生物群落是否健康。
    我们平时在推荐草缸过滤系统时，都会机理推荐缸外过滤桶这种形式，这就很容易给人一种错觉，那就是过滤桶的水处理能力一定很强。可是很不幸的是，这真的是“错觉”，过滤桶无论在物理过滤还是生化过滤方面，都不是最强大的。如果要追求这两个方面，显然缸外滴流式多级过滤系统要强大的多，与之相比，过滤桶在流量、滤材数量、硝化系统工况各个方面都占据绝对的下风。
    但是，有一点原因，使得我们不得不采用过滤桶这种并不完美的过滤形式，那就是-CO2。当然，过滤桶体积小，易于清理也是我们选择它的一个主要原因之一。
    我们知道，CO2是水草生长所必须的条件之一，它是水草获取C元素的主要来源，虽然空气中也含有CO2，并且会溶入缸中，但是对于大多数茂盛的水草缸来说，这点CO2显然是不太够用的，因此我们不得不人工添加CO2。由于CO2容易聚集在水的表面，并且极易逸出，因此水面的波动会加速CO2的散失，使得水中的CO2减少，影响水草的生长。因此，我们必须选择水面波动影响最小的过滤系统，来保持水中CO2的浓度。这方面，内滤和过滤桶都能满足要求，但是内滤从美观方面以及适用性、效率方面都不及过滤桶，所以，我们仍然会选择过滤桶。
    了解了选择过滤桶的主要原因后，我们会发现，在某些可以不用人工添加CO2的草缸中，我们实际上并不需要过滤桶，可能一个大点的瀑布过滤就能解决问题。
    四、过滤桶参数的选择
    过滤桶的主要参数包括：流量、功率、扬程、容积。
    1、流量：流量是指单位时间内过滤桶能够通过最大的水体体积，单位是L/H，即每小时可以通过多少升水。一般来说，厂方给的这个参数是指“无滤材流量”，也就是水泵的流量，如果加上水管、滤材、阀门等诸多因素后，由于这些因素造成的“水阻”，实际流量将会大大缩小，严重时，可以降低到这个流量的50%以下。因此，当我们看流量时，最好先打个对折再说。
    对于大多数草缸来说，通常建议每小时循环2~3次即可达到要求，也就是实际流量=缸的容积*2或者3，例如一个200L水的草缸，需要流量为400~600L/H，加上水阻因素，需要配置流量为800~1200L/H的过滤桶。
    2、功率：是指过滤桶内水泵的功耗，一般来说，水泵的功率越大，水流越强，扬程越高，过滤桶抗水阻的能力越强。但是，由于除了功率外，水泵本身的工作效率以及水路的设计也会影响到上述因素，因此，我们可能并不需要太在意功率这个因素。
   3、扬程：由于水具有水压，水位越高水压越高，因此当水位高于一定程度时，水压和水泵的力量达到平衡，此时的水位就是“扬程”。在我们的过滤系统中，并不太需要考虑扬程问题，因为封闭式过滤系统进出水的水位差别会非常小。
    但是我们还是要看看扬程这个指标的，扬程越大，代表水泵的带载能力越强，克服水阻的能力强，也就能适应更多的滤材。
    4、容积：这个问题很容易被忽视，实际上却是相当重要的指标。容积越大，意味这可以装载越多的滤材，系统的过滤效率越高。相对于滴流过滤来说，过滤桶最大的劣势在于容积，底部滴流过滤的容积轻易可以做到100L以上，而过滤桶往往只有10几L。所以我们很多时候，需要考虑大容积的过滤桶，并且，还要想其它办法来扩展过滤桶的容积。
    五、过滤桶滤材的选择与放置
    1、滤材的选择
    既然我们了解了过滤桶主要作用，那么我们可以有针对性地选择滤材了。
    目前市面上的滤材种类很多，根据功能的划分，主要有4种：
    A)物理过滤类：细过滤棉、羊毛垫
    过滤棉主要是由白色化纤（氨纶、腈纶？一直没弄清楚）经过无纺工艺制成，纤维细密，有弹性，在市面上常常成块或者成包出售，价格低廉。细过滤棉经过压紧后后空隙非常小，可以阻挡水中细小的颗粒。由于过滤棉具有相当大的表面积，实际上同时也具有一定的生化过滤作用。
    羊毛垫是比较高档的物理过滤材料，采用细密的羊毛为原料，经过压制工艺而成，一般厚度在3~5mm，可以平铺和叠加。羊毛垫具有更细密的空隙，并且物理性能稳定，过滤效果更好。
    过滤棉由于工艺、材料成本不同，质量和价格也不同。总的来说，我们应该选用质地细密、颜色洁白、弹性好的产品。质量好的过滤棉可以经过多次清洗仍能恢复原状，质量差的过滤棉使用1~2个月就会缠结收缩，失去过滤效能。实际上，优质的过滤棉由于使用耐久，其时间单位成本上并不高。比如JBL的过滤棉。
    羊毛垫价格差异更大，总的来说，都差不太多~并且由于其质地过于细密（滤材配置不当的话容易造成阻塞），实际上在缸内的用量并不大。
    B)生化过滤类：陶瓷环、玻璃环、石英球、生化球
    陶瓷环是采用陶土和沙子经高温烧结而成，一般都是做成环状，所以叫“陶瓷环”。陶瓷环具有丰富的空隙，表面积巨大，是硝化细菌的理想的菌床。玻璃环实际上是陶瓷环的一种，含沙量（实际上是石英）更高，烧结温度也更高，空隙更为丰富。需要注意的是，普通陶瓷环的质量良莠不齐，很多陶瓷环的烧结温度过低，容易粉化，并且容易硬水，这对于水草缸是相当负面的作用，因此，我们应该选择质量更好的玻璃环，并且由于用量不多，实际上也增加不了多少成本。
    石英球是德国依罕公司特有开发的一种生化滤材，据说其生化过滤效果更加优秀。不过我们的草缸实际上并不需要这种滤材，稍后我会解释原因。
    生化球是用塑料制成的生化过滤材料，具有较大的表面积，利于硝化细菌的附着。基于和上面同样的理由，对于水草缸来说，我们并不需要它。
    C)兼具物理和生化过滤：生化棉、生化丝、粗过滤棉、陶瓷沙
    生化棉实际上是具有一定弹性的发泡塑料，空隙适中，表面积大，兼具物理和生化过滤作用。
    生化丝是一种水处理用滤材，是采用塑料纤维挤压缠绕制成的，和生化棉类似，但是耐久性更强，几乎是“永久性滤材。”
    粗过滤棉也是用化学纤维经过无纺工艺压制而成，其纤维比普通过滤棉要粗硬，通常是绿色的。其空隙相对要大。
    陶瓷沙也是一种过滤材料，具有丰富的表面积以及稳定的物理性能，也是属于半永久性滤材。不过需要注意的是，陶瓷沙具有一定类似与活性炭的吸附作用，因此需要考虑其对液肥的影响。
    由于这些滤材都是兼顾物理和生化过滤的，因此其物理过滤效能比细过滤棉和羊毛垫要差。
    D)特殊功能滤材：活性炭、吸氨石、麦饭石、珊瑚沙、银离子陶瓷环、负离子陶瓷环、草泥丸等等
    活性炭是一种吸附性滤材，主要作用是脱色和除臭，水族中使用的活性炭多数是由椰壳制成，质地细密多孔。活性炭据说对液肥有吸收作用，因此在使用时需要考虑液肥用量。不过我在实践中对此并未有什么感觉~
    吸氨石是一种火山岩，又叫沸石，是一种天然矿物，据称对水中的NO2和NH4有吸附作用，并且其细密多孔结构也具有一定的物理过滤作用，德国依罕经常推荐此种滤材。
    麦饭石、珊瑚沙都是向水中释放矿物质的滤材，在草缸中不适用，同样还有火山岩，不再赘述。
银离子陶瓷环、负离子陶瓷环，大致是在陶瓷环中添加某种矿物或者化合物，使其缓慢释放某些物质，能够起到杀菌消毒的作用，这对于鱼来说具有一定好处，但是由于使用者不多，尚无法判断其性能的优劣以及是否有其它副作用。
    草泥丸中富含大量腐殖质，会释放酸性物质降低水的PH值，并且改善菌落分布，有利于鱼虾健康。遗憾的是，草泥丸还会释放色素，造成水色变黄。对于需要欣赏美景的草缸来说，无法令人接受。

多多学习了

终于看完了，太熬人了

分享是一种美德

过滤系统这么麻烦？

帮顶

学习了

学习了

学习了  很好啊·~~~知道了各种材料的性能