完美海水水族箱相关技术(二)
完美海水水族箱相关技术■ 过滤系统（二）在这一部分，我们将去熟悉滴流过滤、反硝化过滤以及蛋白除沫器。
■ 滴流过滤器滴流过滤器是一种有效和可靠的生物过滤设备。由于空气引入量很高，换言之，有极大丰富的氧气供给，它相较于前述的所有过滤装置有着更强的硝化活性。滴流过滤装置有两种：内部滴流过滤和设置于底柜内的外置滴流过滤。当将两种合而为一时，就能使整个装置的容积大大扩展。滴流过滤包含多种功能结构：表面过滤、滴流过滤区、表面过滤+活性碳过滤滤池以及浮球水位控制。（译者按：不懂？看看抽水马桶水箱里面，你就明白了，嘻嘻）小型蛋白除沫器、传感器和电极可与滤池相整合。所选用的过滤介质应有很大的表面积并且不允许存在缺氧区域，常用的有贝壳砂、碎瓷、陶瓷环、白云石以及非常普及的生物球。Dupla开发了它的生物球，有两种：一为直径40毫米表面积达22000平方毫米，另一种直径22毫米表面积3900平方毫米。如此大的表面积使水流在其中分散良好，因此仅需在小空间少量堆叠就能得到极大的生物降解活性区域。在滴流过滤中此类层叠体积应达到水族缸体积的3-5%。为达到最佳过滤效果，水流最好通过分散滤网、喷雾器或旋转臂洒送，同样的，所用循环泵亦应有充足动力保证过滤过程得以稳定充分地进行。一定要避免突然大量水流冲过然后涓滴皆无这种情况发生。水的流速大致为缸体积/小时。滴流过滤特有的优点有：1.依据氧平衡使水体含氧量达到最佳，如有氧气过量（在照明太好的海水缸中发生太强烈的光合作用时可能会出现这种状况）会被马上驱出。2.好氧菌（硝化菌）有极佳的生存环境。3.重要的微量元素在矿化过程中被保存下来。4.良好的菌落活性。在前面提到的所有水上水下有氧过滤中，硝化作用发生在通过亚硝化菌和硝化杆菌群落时，氨/铵盐先被转换为亚硝酸盐最终为硝酸盐。此生物降解过程（亦称硝化作用）的最终产物总是硝酸盐。某些藻类，如珊瑚虫内生小黄藻，会消耗一些硝酸盐但数量极有限。在活岩石内部也会发生反硝化作用（脱氮作用）分解硝酸盐。但对于一些敏感的低等生物，如鹿角珊瑚，它所能忍受的硝酸盐浓度最高极限为30mg/L，不幸的是，在多数海水缸中，达到甚至超过这个数限是很快的事情。如何控制降低海水缸硝酸盐含量？A.用活岩石构筑岩礁结构。B.控制鱼只数量。C.换水时用去离子水和高质量海水盐。D.配备反硝化过滤装置。E.配备蛋白除沫器。
■ 反硝化过滤反硝化过滤或脱氮过滤装置被开发用以防止和降低海水缸中硝酸盐含量的增长。通过反硝化作用，硝酸盐被非自养性细菌（厌氧菌）分解成为单分子氮（N2）和氧，其中氮气被排放入空气中，而自由氧在缺氧环境中会促使厌氧菌将有机物质氧化；此过程被称为硝化呼吸。厌氧菌喜欢水中存在自由氧，因为无氧条件下厌氧菌的硝化呼吸作用，从能量角度而言，对它们无甚好处。要建立起充分的缺氧环境，就必须提供额外的有机碳给菌落群，但不能与氮或磷结合。（译者按：看不懂了吧，各位，想想你们看中文译稿都会有云山雾罩的感觉，可想而知我当时对着原文是如何地不知所云，我好晕L。好在最后我还是弄明白了，哈！哈！哈！:-D 且听我细细道来：简言之，要使反硝化作用活跃应保持环境处于缺氧条件下，而反硝化作用的终产物却有氧气生成，使得缺氧状态不易保持，因此需要额外提供有机碳促使厌氧菌通过硝化呼吸消耗掉反硝化作用生成的氧，从而保证整个大环境的缺氧状态。OK，明白了？还不懂？！那就跳过这一段，甭管它了。 :-P ）配设反硝化过滤可能会引起大麻烦。建立起无氧环境需要数天甚至数周的时间。只有水中溶氧被耗竭，厌氧菌的新陈代谢达到高峰时，反硝化过滤才真正起作用。而在此之前，必须精确补充与被消耗硝酸盐等量的有机碳（促进厌氧菌硝化呼吸）。把握有机碳（乙醇、乳糖、醋酸等）的正确添加量可不是那么简单的，只有通过准确监测水体氧化-还原电势才能进行可靠控制。当测量值高于-50mv时，表明反硝化作用尚未开始，水体中的硝酸盐和亚硝酸盐含量较高。只有当氧化-还原电势值低于-50mv时，才意味着反硝化过滤已开始运作。然而，一旦电势值低过-200mv，就会有浓烈的臭鸡蛋味散发出来！（H2S，硫化氢，剧毒！！！）记住要不惜一切代价防止这种情况发生！可以通过提高流量来增加O2和硝酸盐的供给防止产生细菌性硫酸盐降解。水流量极低时，会迫使厌氧菌完全消耗掉硝酸盐后转向消耗分子氧。（而水流量太大或有机碳供给不足时，出口水体便显现亚硝酸性）。流量掌控以使整缸水在1-2周内被循环一次为适中。由于经过功能良好反硝化过滤的水体中是不含硝酸盐的，因此这个流量完全能保证在水族箱中稳定一个低的硝酸盐含量。经反硝化处理后的出水应绕经滴流过滤或蛋白除沫器以除去可能存在的有毒终产物或中间产物。还应提及的反硝化过滤的另一项优点是：在缺氧环境下，被沉淀的微量元素会被再次溶解于水。有效可靠的反硝化过滤装置，一些还包括了溶解乙醇用的扩散袋，现已能在专卖店找到。体积不大价格也可以接受。（译者：呃……原著者是发达国家人士，故我认为此话并非放之四海而皆准，国情有别嘛，呵呵）反硝化过滤装置一般仅向那些骨灰级高手、发烧友和好事之徒推荐使用。如果不能同时配备氧化-还原电势监控设备的话，我建议最好放弃使用，否则操控太难而且不安全。非造礁珊瑚（软珊瑚），如杯状珊瑚（Tubastaea ssp.）和太阳花珊瑚（Diodogorgia nodolifera），需要每日喂食数次且仅适养于特别的水族箱中。由于它们对硝酸盐也很敏感，因此反硝化过滤装置对这类喜阴珊瑚十分有用。
■ 泡沫移除蛋白除沫在海水缸中的功用类似于废水处理中的浮选，基于有机分子在水与空气接触的表面会有序整理的原理。有机分子由亲水基和疏水基组成。只要给予一定时间，有机分子会在蛋白除沫器内人工生成的气泡表面以亲水基朝水疏水基朝空气方向的形式紧附其表。这时冒出水面的气泡就会稳定而不易破碎。仅在泡沫层最上方的气泡会碎裂或重新结合成更稳定的泡沫，富含无用的有机废物，被定时推向一侧并引入废液槽，是呈深黑褐色的污液。
■ 蛋白除沫器顾名思义，蛋白除沫器是用以除去水族箱中由藻类、海水生物以及食饵残屑所释放的有机废物。然而，它是靠物理作用而并非如前述的过滤系统靠生物作用。一个运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产物在水族箱中的积聚。专卖供应商可提供一系列产品，从带气泡石的小型装置一直到数公尺高以喷射装置产生气泡每小时处理水量达几立方米的巨无霸。不过也有结构紧凑可以设装于水族箱底柜中的蛋白除沫器。到目前为止，一切看上去都还简单而直接。建议使用强力蛋白除沫器，因为它能有效去除水中的有机废物，如果水中有机废物较多（如喂食后），除沫作用会很强烈；而当有机废物含量低了它也会相应缓和下来。然而，微量元素也被同时除去了，如果除沫作用太过头的话就会发生水体营养缺乏和失衡。
特别在污染相对低的珊瑚岩礁造景缸中，这是完全可能而且现实的问题。成功运用蛋白除沫器的岩礁造景爱好者常会采用相对较剧烈的局部水体交换方式（译者：就是我们常用的每周/二周换水方式，而不是用水位监控设施即时添加）以补充微量元素，这个方法看来是有效的。也有用市面有售的微量元素添加剂的，但是额外添加如钼、锰、镁、锶之类的微量元素一直是一个颇有争议的话题，因为目前我们还没有找到简易精准的科学手段可以测出水体中这些元素的浓度。我认为，为防万一，最好保守使用这些添加剂，比如说实际添加量低于说明上的额定量。
蛋白除沫器最显见的缺点就是能耗很高（译者：主要应该是指蛋白除沫器在工作中脱除大量水质中所含不良有机物质的同时，也会造成某些微量元素被脱除。），而且会损失浮游生物，而海水缸中浮游生物本来就不够。在海水水族爱好者圈中，近几年关于蛋白除沫器与滴流过滤的争议颇为热烈。这种情形可能还会持续下去，直到所有臆测和假设都经由长期的研究实验被证实或推翻为止。最终你的海水缸是用滴流过滤还是蛋白除沫器，亦或都用，要综合考虑无脊椎生物和鱼只的品种及数量来做决定。水族商亦可提供完整的海水缸套装，包括有滴流过滤、蛋白除沫器和反硝化过滤，管道也排设完善。对于独立水族箱而言是很合适的。尽管乍看上去价格不菲，着实会吓人一跳，但是细算下来，购买零配件自己组合的话，加起来的费用也不见得低多少。而且自己组配的话，无论从难度还是审美角度来看，都不怎么让人安心。
如果是一个包含飞盘珊瑚（Disc anemones）、海葵（Crustaceous anemones）、肉质软珊瑚（leather coral）、皇冠青蛙鱼（mandarin fish）和小型礁岩鲈（reef perch）等海洋生物的岩礁造景缸，绝对是用不着价格昂贵的蛋白除沫器的，用了甚至反而对飞盘珊瑚和玫瑰珊瑚有害。然而，多数成礁珊瑚，如鹿角珊瑚类（Acropora）、杯形珊瑚类（Pocillopora）、针状珊瑚类（Styrophora）和八放珊瑚类（Porites），则需要控制水体营养不能过剩才能生长良好。要给予特别的照看和饲喂，从某种角度而言，还要有蛋白除沫器。
■ 滴流过滤器滴流过滤器是一种有效和可靠的生物过滤设备。由于空气引入量很高，换言之，有极大丰富的氧气供给，它相较于前述的所有过滤装置有着更强的硝化活性。滴流过滤装置有两种：内部滴流过滤和设置于底柜内的外置滴流过滤。当将两种合而为一时，就能使整个装置的容积大大扩展。滴流过滤包含多种功能结构：表面过滤、滴流过滤区、表面过滤+活性碳过滤滤池以及浮球水位控制。（译者按：不懂？看看抽水马桶水箱里面，你就明白了，嘻嘻）小型蛋白除沫器、传感器和电极可与滤池相整合。所选用的过滤介质应有很大的表面积并且不允许存在缺氧区域，常用的有贝壳砂、碎瓷、陶瓷环、白云石以及非常普及的生物球。Dupla开发了它的生物球，有两种：一为直径40毫米表面积达22000平方毫米，另一种直径22毫米表面积3900平方毫米。如此大的表面积使水流在其中分散良好，因此仅需在小空间少量堆叠就能得到极大的生物降解活性区域。在滴流过滤中此类层叠体积应达到水族缸体积的3-5%。为达到最佳过滤效果，水流最好通过分散滤网、喷雾器或旋转臂洒送，同样的，所用循环泵亦应有充足动力保证过滤过程得以稳定充分地进行。一定要避免突然大量水流冲过然后涓滴皆无这种情况发生。水的流速大致为缸体积/小时。滴流过滤特有的优点有：1.依据氧平衡使水体含氧量达到最佳，如有氧气过量（在照明太好的海水缸中发生太强烈的光合作用时可能会出现这种状况）会被马上驱出。2.好氧菌（硝化菌）有极佳的生存环境。3.重要的微量元素在矿化过程中被保存下来。4.良好的菌落活性。在前面提到的所有水上水下有氧过滤中，硝化作用发生在通过亚硝化菌和硝化杆菌群落时，氨/铵盐先被转换为亚硝酸盐最终为硝酸盐。此生物降解过程（亦称硝化作用）的最终产物总是硝酸盐。某些藻类，如珊瑚虫内生小黄藻，会消耗一些硝酸盐但数量极有限。在活岩石内部也会发生反硝化作用（脱氮作用）分解硝酸盐。但对于一些敏感的低等生物，如鹿角珊瑚，它所能忍受的硝酸盐浓度最高极限为30mg/L，不幸的是，在多数海水缸中，达到甚至超过这个数限是很快的事情。如何控制降低海水缸硝酸盐含量？A.用活岩石构筑岩礁结构。B.控制鱼只数量。C.换水时用去离子水和高质量海水盐。D.配备反硝化过滤装置。E.配备蛋白除沫器。
■ 反硝化过滤反硝化过滤或脱氮过滤装置被开发用以防止和降低海水缸中硝酸盐含量的增长。通过反硝化作用，硝酸盐被非自养性细菌（厌氧菌）分解成为单分子氮（N2）和氧，其中氮气被排放入空气中，而自由氧在缺氧环境中会促使厌氧菌将有机物质氧化；此过程被称为硝化呼吸。厌氧菌喜欢水中存在自由氧，因为无氧条件下厌氧菌的硝化呼吸作用，从能量角度而言，对它们无甚好处。要建立起充分的缺氧环境，就必须提供额外的有机碳给菌落群，但不能与氮或磷结合。（译者按：看不懂了吧，各位，想想你们看中文译稿都会有云山雾罩的感觉，可想而知我当时对着原文是如何地不知所云，我好晕L。好在最后我还是弄明白了，哈！哈！哈！:-D 且听我细细道来：简言之，要使反硝化作用活跃应保持环境处于缺氧条件下，而反硝化作用的终产物却有氧气生成，使得缺氧状态不易保持，因此需要额外提供有机碳促使厌氧菌通过硝化呼吸消耗掉反硝化作用生成的氧，从而保证整个大环境的缺氧状态。OK，明白了？还不懂？！那就跳过这一段，甭管它了。 :-P ）配设反硝化过滤可能会引起大麻烦。建立起无氧环境需要数天甚至数周的时间。只有水中溶氧被耗竭，厌氧菌的新陈代谢达到高峰时，反硝化过滤才真正起作用。而在此之前，必须精确补充与被消耗硝酸盐等量的有机碳（促进厌氧菌硝化呼吸）。把握有机碳（乙醇、乳糖、醋酸等）的正确添加量可不是那么简单的，只有通过准确监测水体氧化-还原电势才能进行可靠控制。当测量值高于-50mv时，表明反硝化作用尚未开始，水体中的硝酸盐和亚硝酸盐含量较高。只有当氧化-还原电势值低于-50mv时，才意味着反硝化过滤已开始运作。然而，一旦电势值低过-200mv，就会有浓烈的臭鸡蛋味散发出来！（H2S，硫化氢，剧毒！！！）记住要不惜一切代价防止这种情况发生！可以通过提高流量来增加O2和硝酸盐的供给防止产生细菌性硫酸盐降解。水流量极低时，会迫使厌氧菌完全消耗掉硝酸盐后转向消耗分子氧。（而水流量太大或有机碳供给不足时，出口水体便显现亚硝酸性）。流量掌控以使整缸水在1-2周内被循环一次为适中。由于经过功能良好反硝化过滤的水体中是不含硝酸盐的，因此这个流量完全能保证在水族箱中稳定一个低的硝酸盐含量。经反硝化处理后的出水应绕经滴流过滤或蛋白除沫器以除去可能存在的有毒终产物或中间产物。还应提及的反硝化过滤的另一项优点是：在缺氧环境下，被沉淀的微量元素会被再次溶解于水。有效可靠的反硝化过滤装置，一些还包括了溶解乙醇用的扩散袋，现已能在专卖店找到。体积不大价格也可以接受。（译者：呃……原著者是发达国家人士，故我认为此话并非放之四海而皆准，国情有别嘛，呵呵）反硝化过滤装置一般仅向那些骨灰级高手、发烧友和好事之徒推荐使用。如果不能同时配备氧化-还原电势监控设备的话，我建议最好放弃使用，否则操控太难而且不安全。非造礁珊瑚（软珊瑚），如杯状珊瑚（Tubastaea ssp.）和太阳花珊瑚（Diodogorgia nodolifera），需要每日喂食数次且仅适养于特别的水族箱中。由于它们对硝酸盐也很敏感，因此反硝化过滤装置对这类喜阴珊瑚十分有用。
■ 泡沫移除蛋白除沫在海水缸中的功用类似于废水处理中的浮选，基于有机分子在水与空气接触的表面会有序整理的原理。有机分子由亲水基和疏水基组成。只要给予一定时间，有机分子会在蛋白除沫器内人工生成的气泡表面以亲水基朝水疏水基朝空气方向的形式紧附其表。这时冒出水面的气泡就会稳定而不易破碎。仅在泡沫层最上方的气泡会碎裂或重新结合成更稳定的泡沫，富含无用的有机废物，被定时推向一侧并引入废液槽，是呈深黑褐色的污液。
■ 蛋白除沫器顾名思义，蛋白除沫器是用以除去水族箱中由藻类、海水生物以及食饵残屑所释放的有机废物。然而，它是靠物理作用而并非如前述的过滤系统靠生物作用。一个运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产物在水族箱中的积聚。专卖供应商可提供一系列产品，从带气泡石的小型装置一直到数公尺高以喷射装置产生气泡每小时处理水量达几立方米的巨无霸。不过也有结构紧凑可以设装于水族箱底柜中的蛋白除沫器。到目前为止，一切看上去都还简单而直接。建议使用强力蛋白除沫器，因为它能有效去除水中的有机废物，如果水中有机废物较多（如喂食后），除沫作用会很强烈；而当有机废物含量低了它也会相应缓和下来。然而，微量元素也被同时除去了，如果除沫作用太过头的话就会发生水体营养缺乏和失衡。
特别在污染相对低的珊瑚岩礁造景缸中，这是完全可能而且现实的问题。成功运用蛋白除沫器的岩礁造景爱好者常会采用相对较剧烈的局部水体交换方式（译者：就是我们常用的每周/二周换水方式，而不是用水位监控设施即时添加）以补充微量元素，这个方法看来是有效的。也有用市面有售的微量元素添加剂的，但是额外添加如钼、锰、镁、锶之类的微量元素一直是一个颇有争议的话题，因为目前我们还没有找到简易精准的科学手段可以测出水体中这些元素的浓度。我认为，为防万一，最好保守使用这些添加剂，比如说实际添加量低于说明上的额定量。
蛋白除沫器最显见的缺点就是能耗很高（译者：主要应该是指蛋白除沫器在工作中脱除大量水质中所含不良有机物质的同时，也会造成某些微量元素被脱除。），而且会损失浮游生物，而海水缸中浮游生物本来就不够。在海水水族爱好者圈中，近几年关于蛋白除沫器与滴流过滤的争议颇为热烈。这种情形可能还会持续下去，直到所有臆测和假设都经由长期的研究实验被证实或推翻为止。最终你的海水缸是用滴流过滤还是蛋白除沫器，亦或都用，要综合考虑无脊椎生物和鱼只的品种及数量来做决定。水族商亦可提供完整的海水缸套装，包括有滴流过滤、蛋白除沫器和反硝化过滤，管道也排设完善。对于独立水族箱而言是很合适的。尽管乍看上去价格不菲，着实会吓人一跳，但是细算下来，购买零配件自己组合的话，加起来的费用也不见得低多少。而且自己组配的话，无论从难度还是审美角度来看，都不怎么让人安心。
如果是一个包含飞盘珊瑚（Disc anemones）、海葵（Crustaceous anemones）、肉质软珊瑚（leather coral）、皇冠青蛙鱼（mandarin fish）和小型礁岩鲈（reef perch）等海洋生物的岩礁造景缸，绝对是用不着价格昂贵的蛋白除沫器的，用了甚至反而对飞盘珊瑚和玫瑰珊瑚有害。然而，多数成礁珊瑚，如鹿角珊瑚类（Acropora）、杯形珊瑚类（Pocillopora）、针状珊瑚类（Styrophora）和八放珊瑚类（Porites），则需要控制水体营养不能过剩才能生长良好。要给予特别的照看和饲喂，从某种角度而言，还要有蛋白除沫器。
