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[交流] 自然过滤

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337627 发表于 2013-11-5 20:14:23 |显示全部楼层
遥远的传说

很久很久以前,其实也不是太遥远,一条小鱼在一个鱼缸里不停游来游去。他是一条无惧的小鱼,在这个惨淡的鱼缸里独自面对丑陋的氨野兽。现在所有的养鱼人都知道这个丑陋的野兽,他们也知道必须有一条勇敢的鱼去满足这头野兽的饥饿。毕竟,一旦出现一个硝酸盐仙女,这个恐惧的氨野兽就永远不会归来。正因如此,一条勇敢的小鱼变成了英雄,尽管这个英雄将面临死亡… …
这个故事到处流传了很久,以致深入人心。无论如何,这些故事都基于一些事实。在饲养热带鱼的早些年。鱼儿经常直接加入到一个几乎消过毒的鱼缸。一个洗干净的鱼缸是一个无疾病的鱼缸,所以添加任何东西都会造成污物聚集。一个好朋友(消化细菌)在缓慢地成长,经过大概10日的时间才开始变得有效,当出现消化细菌把蛋白质和其它有机氮化学物转化为剧毒的氨的晚上。最终结果是有益细菌需要有效地处理剧毒的氨,让一个超级干净的鱼缸变得安全。不久,这个道理被认识,所有水族饲养人员开始用不同的方法处理氮化学物。


淡水生物过滤

在二月,我谈及一些机械或化学过滤的过滤器。即蛋白质分离器,一种机械过滤的形式,还有一些过滤桶,就是依靠一些材质过滤,例如机械式(滤袋过滤)或者化学过滤(活性炭、吸磷棉)。这些是一些重要的过滤模式,但在水族里面,生化过滤才是最重要的过滤方法。
你是否属于那些逃掉生物课,或者只对生理卫生课的讨论感到兴趣的学生。当一些有机废物进入鱼缸,细菌开始吞噬那些废物,利用氧气分解那些废物。在很早的1950年,这个事实被广为人知,过滤系统发展的模式是鼓励细菌在菌床大量繁殖,例如沙床,这会对消除和分解有机物起到作用。这将会允许在一个有限的鱼缸里面能够安全地饲养更多的鱼。在淡水世界,这是主流模式。
在一个淡水缸,我们能够用底沙过滤,干湿生化球过滤。这些半机械的生化过滤方法是所有成功的淡水鱼缸中的重要方法。底沙过滤为消化细菌提供一个非常大的表面积,但也有缺点,就是要消耗水中的溶氧,如果消化过程反应剧烈,就会大量消耗水中溶氧。干湿生化球过滤也是消耗大量的溶氧,以保持消化细菌分解有机物。淡水饲养通常忽略开缸,一些菌种(通常一条小鱼)加入到鱼缸中,淡水鱼通常能够通过考验,忍耐水中的氨而存活下来。
在海水界的早期,这种干湿过滤模式也是主流。在那时,通常是一些FO缸,干湿过滤很有效。随着无脊椎动物的逐渐流行,浮现了一个问题。通过滤材的过滤模式虽然能够有效消除氨和其它有机物,但他们也留下大量硝酸盐,氨化学物的氧化产物。这个对于鱼来说,只要很低浓度就会对无脊椎动物产生毒害。
解决方法来自印尼和欧洲。一个叫Lee Chin Eng的印尼人,收集了一些来自海岸的他称呼叫“活石”的石头加入到他的鱼缸中。这让他能够养活一些珊瑚和其它以前从来没有养活过的无脊椎动物。在欧洲,蛋白质分离器作为因能够控制有机物,从而减少有机物转化为氨的机器而广为宣传。后来这两种方法互相结合,成为“柏林”系统。作为珊瑚饲养,这个方法很快被接收。

活石

除非你是第一次在珊瑚饲养方面看到这个文章,不然每个人都会知道在现代海水饲养缸里面都运用一种我们叫做自然过滤的方法进行饲养。这就是为何我们称活石是成功海水饲养的基础,即使有一些人喜欢养鱼,他们也通常在鱼缸扔几块活石进去。
现在,什么才叫活石?你问一百个珊瑚爱好者就有一百种答案。最基础表述就是那些拥有钙藻,有不同生物生长在上面的多孔珊瑚石。好了,活石正如它表面看起来的那么高品质,其内在也发挥了高效。
其实,并非石头上的藻类让石头“活”起来。事实上,在大多数缸里面,考虑到活石上藻类的缓慢生长率,并不能在氮循环过程中起到削弱氮化物的作用,而是活石里面存在的菌,让石头“活”起来。在这个月头我讲的一个小故事中,我讲述了很多珊瑚爱好者喜欢往自己缸中添加有益的细菌,并希望他们能够整天愉快地在鱼缸畅游,处理蛋白质变成氨,另外一些细菌将氨转化为亚硝酸盐和硝酸盐。实际上他们拼命地躲藏在活石中间。他们和他们的亲戚朋友互相拥抱在一齐,躲在石头里面,绝不冒险跑到石头外面的水中。
只有很少一部分细菌存活在水中。他们不是强壮的奥林匹克游泳运动员,他们很容易被一些住在缸中有纤毛的原生动物所捕获。他们因为这些捕食者的存在而不能无限增长。粘在石头或者其它材质会安全得多。他们通常会在食物沉淀下来的底层表面存活。每平房英寸活石表面能够容纳数倍相同体积在水中游泳的细菌。
活石表面成为驱除氨和转化氨变成亚硝酸盐、硝酸盐的强劲引擎。后面的情况由生长非常缓慢的靠无机物质生存的生物引起(细菌通过化学反应获得能量大于自我复制或者直接氧化碳元素),这种生物适应后逐渐加快在活石表面上繁殖。你现在还需要加一条鱼或者加一些食物下缸吗?活石,就是最自然的氮处理工厂。
在自然界,活石上存在的不局限只是菌膜。那些游泳的纤毛虫在活石的表面上吃这些菌膜,不断地在活石表面上生长,跟着它成为了轮虫的食物,然后珊瑚虫吃轮虫,在活石表面生长起来,然后海绵、管虫,这些生物都在活石表面开始生长。
活石的质量和构造决定于活石的起源还有活石运送到你缸的过程。
现在,真正你买到的活石无论在网上或者其它地方,他们都经历了一个危险的旅程达到你家门,例如… …
一些划着独木舟的土著,潜水下去珊瑚礁收集活石。在“收割”完活石后,经过几日的旅程回到营地。然后通过慢船运送到三番市,在哪里直到你下定购买,然后再通过空运到达你家。
根据活石来自的地方,我们通常命名他们:斐济活石、汤加活石、马歇尔活石、加勒比海活石。各类活石主要区别是不同的多孔性。活石神话的重点是活石的多孔渗水性。一个平滑的没有孔、没有缝隙的石头能够很好完成将氨转化为硝酸盐和亚硝酸盐的工作。但问题是大多数无脊椎生物不能忍受高浓度的亚硝酸盐和硝酸盐。然后,其中方法之一就是降低氧浓度到接近零。有一些细菌能够利用硝酸根(no3)里面的氧离子,用来代谢食物。这个转化就能把硝酸盐转化为无害的氮气,通过气泡排出鱼缸。
有微小孔的活石可以利用那些孔径消耗氧气,并将硝酸盐转化为氮气,多孔渗水就有这个好处。
这就是“柏林系统”运行的原理。在海水缸,有一个蛋白质分离器可以去除一部分融解在水中的蛋白质,余下部分由活石处理。
有几个德国人,想养一些鱼和珊瑚,他们用一个曾用一个几吨的鱼池养过淡水鱼。当他们用同样的方法,用“柏林系统”饲养海水,刚开始的时候,效果很好,但很快就走下坡路了。原因就是活石本来有很多孔径,活石的表面逐渐给菌膜覆盖,小孔的内部也会逐渐覆盖,经过一段时间后,小孔里面的细菌呈几何级递增,把孔径堵住了。活石内部的孔径变得完全没有空气,细菌为了进行氧化作用,必须夺取硫酸根中的氧离子,变成了硫化氢气体,这个是剧毒,这样就减弱了活石中有益细菌的数量,从而降低了活石降低硝酸盐的作用。一个只有很多活石和蛋白质分离器的缸不久就会出现麻烦。
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