常用过滤设备、材料的原理、作用、特点和选用

常用过滤设备、材料的原理、作用、特点和选用

海水水族箱里的有害物质很多，如氨、亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐、重金属等。人们养好海水生物的过程就是和这些有害物质斗争的过程。去除有害物质的办法很多，但各有利弊，没有一种办法是最好最有效的，只能结合自己的经验和条件去选择和应用。毒性的高低排列是：氨（NH3）、亚硝酸盐(NO2)、硝酸盐(NO3)、磷酸盐(PO4)、重金属。而硝酸盐一般是最终产物，虽然毒性较低，但浓度太高时一样对缸中生物有害。一般要求是：SPS小于10，LPS10-30ppm，FOT20-50ppm，当然，皮实的SPS如叠牙、瓦等可以到30 ppm左右，皮实的LPS如菇、纽扣等能在50ppm左右生存，皮实的鱼如魔等可以会适应100ppm以上。同样，娇贵的鱼如女王神仙等也要求小于10ppm，娇贵的LPS如闪千手等也要求小于10ppm。所以即使是单独的SPS、LPS或Fot对有害物质的要求也不能一概而论，要根据自己养的生物加以控制。
过滤系统是海水缸的核心，主要作用就是减少或去除缸中的有害物质。常见的过滤分物理过滤、化学过滤盒生化过滤3大类。养海水几年下来，我大部分种类的过滤都试用过，现把个人的经验总结一下。由于条件有限，经验和结论不一定全部正确，仅供参考，部分经验和结果取自鱼友的实验，图片大部分来自网络，在这里一并致谢了。为了便于大家理解，很多过滤都用饮食打个比方，就别拍砖了。后面表中的高、中、低、无是自己感觉的相对量，没有具体测过。
一、基本知识
各种有害物质的产生顺序（氮类）：残屑浮渣（垃圾）-有机废物（蛋白质等）-氨-亚硝酸盐-硝酸盐
腐败过程：垃圾、有机物转变成氨
硝化过程：氨转变成亚硝酸盐再转变成硝酸盐
反硝化过程：硝酸盐转变成气
二、常用过滤方法介绍

1、水泵、造流、造浪

水泵、造流、造浪不算过滤设备，它是给海缸提供连续（水泵、造流）或间断（造浪）的水流，为过滤系统提供必要的水流条件，同时吹走垃圾，并给生物提供生存和繁衍的条件，所以这里一起介绍了。
选择：Fot可以选用较大的水泵和较小的造流。Sps可以选用较小的水泵和较大的造浪。lps一般选择每小时流量为缸中水体的5-10倍的水泵、造流或造浪，造流最好多个不同大小的混用，以产生乱流。

2、蛋白分离器

蛋白分离原理图
严格来说，蛋分不算过滤设备，它是采用气泵或水泵产生大量的气泡，利用水中的气泡表面可以吸附混杂在水中的各种颗粒状的污垢以及可溶性的有机物的原理，通过蛋白质分离器将这些气泡全部集中在水面形成泡沫，并将吸附了污物的泡沫收集在水面上的容器中，将垃圾和有机物从海水中分离出来，从而减轻了生化系统的负担。它还能增加水中生物必须的溶氧量，同时会排出珊瑚必须的CO2，也会氧化水中的微量元素，如铁、钼、锰等重要的微量元素，还会造成盐分的丧失。所以，我并不认为蛋分选择都是越大越好，而是要根据具体情况合理选择。
具体来说：Fot可以选用大一点的蛋分，是利用其分离垃圾速度快的优点，以便快速分离鱼便。sps应先用好一点的蛋分，是利用其分离更彻底的特点，以便保持较高的水质。lps一般选择处理量是水体1-2倍或水泵每小时流量为缸中水体的5-10倍即可，经济适用。混养缸应按要求高的生物选择蛋分。

使用蛋分，我的比喻是只吃米饭面食，虽然味道不鲜美，但是能吃饱管用，且营养不全面，建议绝大部分人使用。

3、过滤棉（袋）

属物理过滤，主要作用是滤除颗粒垃圾，有一定的生化过滤作用。使用中要定时清洗，要用原缸水清洗，以保留棉中硝化细菌。使用时间长了应更换，有多个过滤棉的最好不要一次全部清洗或更换。
生化过滤棉属碳化棉，寿命比普通的长，但成本高一些，生化过滤效果好一些。部分滤材声称有其他特殊功能，我试过，效果不明显。
因不及时清洗容易积累垃圾，故一般适合养鱼使用，养珊瑚可用可不用。
用滤棉过滤，我的比喻是吃甜点，可有可无，建议新人使用。

4、过滤环（玻璃环、陶瓷环、细菌屋、火山石、碎珊瑚等）

属生化过滤，主要作用是为硝化细菌（亚硝化细菌和硝化细菌）提供生存和繁衍的空间。
硝化细菌的作用原理：海水生物的排泄物及残余饲料等垃圾，由腐败细菌分解成氨，然后氨会被亚硝化细菌转化成毒性小一些的亚硝酸盐NO2，但即使是浓度不太高的亚硝酸盐对海水生物来说还是会致命的。接着亚硝酸盐NO2被硝化细菌转化成毒性较小硝酸盐NO3。这样，海水生物就不容易中毒了。但浓度过高的硝酸盐对海水生物来说还是会有很大影响的。

过滤环使用时间长了容易堆积垃圾，会产生腐败和大量的硝酸盐，严重时会造成翻缸，故要定期进行清洗和更换。要用原缸水清洗，以保留环中硝化细菌。使用时间长了应更换，最好不要一次全部清洗或更换。
过滤效果高低分别为细菌屋、玻璃环、陶瓷环、火山石、碎珊瑚。火山石、碎珊瑚属于天然的材料，还有添加有些微量元素的功能。部分滤材声称有反硝化功能，我没有试过。有鱼友试过，效果不明显。
因不及时清洗容易积累垃圾，故一般适合养鱼使用，养珊瑚可以不用或少用。
用过滤环过滤，我的比喻是吃风味小吃，口味不同喜好也不同，建议普通渔友（含新人）在fot使用。

5、活性炭

属化学过滤，主要作用是为吸附有机物，有一定的物理过滤作用。使用中要定时更换。
因吸附效果有限，故一般适合临时性使用，正常海缸可以不用或少用。
用活性炭过滤，我的比喻是吃咸菜或开胃食品，胃口不好时吃一点，建议普通渔友使用。
6、活石

属生化过滤，著名的柏林法就是靠高品质的活石来同时达到硝化和反硝化过程的，能同时完成氮循环的全部过程。
活石的硝化作用与玻璃环类似，即通过活石中的亚硝化细菌和硝化细菌把海水生物的排泄物及残余饲料等垃圾转化成毒性小一些的亚硝酸盐，然后再被转化成毒性较小硝酸盐。反硝化的作用是通过活石内部的反硝化细菌，在微氧条件下将硝酸盐中的氮(N)通过一系列中间产物(NO2、NO、N2O)还原为氮气(N2)，从而减少海水中的硝酸盐含量。
两种国产活石的特点。
西沙活石：轻质，它不单质量轻而且空洞非常多，是它的缺点就是非常酥脆，若果都用它搭建造景的话，很容易发生坍塌的危险。

海南活石：由硬骨珊瑚的骨架构成的，它比西沙的珊瑚骨活石结实一些，重量稍微重一些，上面的藻类更丰富一些，红色钙藻很适量的有一些，有时上面有许多的小生物。

Fot一般不用活石，因经常会使用各种药水。sps应先用较好的活石，效果好，造型奇特。lps一般选择普通活石即可。
使用活石基本上没有副作用，缺点是活石较贵，同时对造流和蛋分要求较高。
活石因原来的环境不同其上生长的生物也就不同，故不管是大海中的新鲜活石还是渔友缸里的老活石，甚至是看似很干净的死石，在更换环境后都会有不同程度的生物死亡，所以建议大家采用和以后养殖时相同的条件养好活石（养水），即照明、蛋分、造流、温度等情况基本和以后正常饲养时一样。
使用活石，我的比喻是吃套饭，健康卫生，也不难吃，就是不一定吃得饱，建议大多数渔友（含新人）使用。
7、海沙（厚底砂、活砂、海泥）

铺一定厚度的底砂，其中靠近水的部分因富氧，可以培养硝化细菌，作用与玻璃环类似，用来把垃圾处理成硝酸盐。离水较远的部分是微氧区，可以培养反硝化菌，作用与活石的反硝化类似，用来将硝酸盐处理成氮气。厚沙系统要求有较好的翻砂动物或其他措施来防止腐败的出现，可以通过在底砂下设置充水层来防止腐败，底砂用纱网分成微氧层和好氧层，是相对有效和安全的方法，要寻求较好的种砂（活沙、海泥）来启动系统的菌层形成。
厚底砂培养较慢，但成本很低，效果较好，如使用海泥还有增加各种微量元素的作用。但因维护不好容易出现腐败造成全缸生物死亡，危险度极大。
用厚沙系统，我的比喻相当于吃野生菌，无毒时味美好吃，营养高，有毒时会把性命丢，只适合非常有经验的渔友在大缸里使用。
8、普通碳源（酒、酒精、醋、糖等）

属生化过滤，原理是在缸中直接添加含酒精的白酒等碳源有机物，加快各种细菌的繁殖，细菌的繁殖将消耗各种营养盐，通过蛋分有效排出细菌，从而减少海水中营养盐的含量。同时，适当的添加有机碳源能有效刺激反硝化细菌的作用，加速脱氮反应的进行过程，从而也降低硝酸盐等的浓度。该方法成本很低，效果较好，但要天天使用比较麻烦。因添加量还没有有效的计算法，须使用者自己去尝试。浓度低了，作用不大，浓度高了，容易翻缸造成生物死亡，而合适的浓度余量又很小，还容易造成菌种失衡，故危险度很大。
用普通碳源，我的比喻相当于饮酒止渴，喝少了不解渴，喝多了会中毒，只适合有经验的渔友在fot里使用。

9、合成碳源（ZEOvit、黑白球、硫磺珠+钙石）

属生化过滤，原理是采用合成碳源材料，培养各种细菌（含硝化细菌和反硝化细菌），可以有效地降低有机物和硝酸盐，有些材料还有增加微量元素作用。因碳源使用量经厂商研究调整好了，造成使用不容易发生不足或超标，故比较安全可靠，效果较好，但使用成本较高，须定期更换材料，否则容易失效，甚至变质，使用不恰当也会出现菌种失衡。
使用合成碳源，我的比喻相当于吃馆子饭菜，味美价高，不小心也会拉肚子，适合钱多有一定经验的渔友在sps中使用。

10、植物（藻缸、ATS、UAS）

属生物过滤，通过培养高等藻、低等藻或红树林等植物，植物生长会大量吸收营养盐和微量元素，从而减少海水中的营养盐。因不同藻对环境的适应能力不一，有些不容易存活，有些容易疯长后白化死亡，有些还会危害珊瑚。养藻过滤效果好、成本低，但饲养不好容易出现负面作用，如大量消耗微量元素，大量藻白化造成翻缸等。如果将藻作为生物的食物甚至做成饲料，那微量元素和蛋白质将重返海水缸里被生物利用，属良性循环。
不同的藻对光照强度、波长有不同的要求。一般来说绿色藻喜欢红色、黄色光，红色藻喜欢绿色、蓝色光，褐色藻喜欢蓝光。如果多养绿色藻，那选择低色温灯较好，如果多养红色藻，选择高色温的灯较好，如果什么藻都养一点，选择正白灯较合适。灯具选择荧光灯管、卤素灯和LED灯都可以，但LED灯要选择频谱较全的，最好不要用单色灯珠。照明时间根据作用不同设置。强调过滤作用可以夜间开，强调微生物生长和美观可以白天开，一般8-12小时即可。藻的种类尽可能地多一些，不同的藻吸收不同营养盐的比例和种类会有差异，多一些藻的种类，也符合生物多样性的目标。
用植物过滤，我的比喻相当于吃野菜，味道不错，省钱，吃多了会消化不良，适合有一定经验的渔友使用。
11、超滤过滤

属物理过滤，有一定的生化过滤作用。是以较高压力为推动力，采用中空纤维超滤器（膜）的膜分离技术。海水在高压水泵推动下，流经膜表面，小于膜孔（20－1000A°）的水及小分子（无机盐和营养盐）通过膜，成为净化海水回到缸里，比膜孔大的垃圾及溶质（重金属、大分子营养盐）被截留在膜表面沉积，成为浓缩液，然后通过排污和清洗可以去除，从而减少海水中的垃圾及大分子营养盐。如连续使用，截留在膜表面的垃圾和大分子营养盐会被硝化细菌转化为硝酸盐而通过膜流到缸里，故应及时排污和清洗膜。如间断使用，安装膜的壳内会出现富氧、微氧和缺氧情况，因而会产生硝化、反硝化和腐败情况，故要合理调整水泵开关间隔时间和清洗膜的间隔时间。超滤过滤效果好、成本较低，但不好掌握，经常清洗膜也比较麻烦。还有高压水泵噪音较大，寿命较低。
使用超滤，我的比喻相当于自己种菜做饭，营养和味道都不错，花钱不多，就是有点麻烦，适合有一定经验的渔友在小缸里使用。
12、微电解过滤

属电化学过滤。采用电泳技术，使用专门的电极媒介，在电场作用下，使带电颗粒（垃圾及营养盐）在电场作用下，向着与其电性相反的电极移动，然后被电极媒介吸附或转化，从而降低海水中的垃圾及营养盐。使用成本较高，效果还可以，须定期更换媒介材料，否则容易失效，长期使用还会损失部分微量元素。
使用微电解，我的比喻相当于吃果盘和甜点，吃饱饭后可以来一点不错，适合钱多有一定经验的渔友在fot中使用。
三、各过滤方式的比较

其他如用滤筒、沉淀池、生物球等的，因在家庭海水缸里不常见，就不介绍了。
总之，各种过滤设备和材料各有利弊，没有哪一种是最好的，也没有那些是最有效的，更没有一个配比是最合适的，只有扬长避短，结合自己的经验和条件去合理选择和综合运用，才能达到养好海缸的目的。

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