活石的另一个问题在于微孔数量有限,只有在这些微孔的缺氧区域才能发生反硝化反应。 我要在此明确缺氧的概念。化学家和生物学家对于无氧环境的概念是不同的。对于我们水族爱好者,我们用缺氧(anaerobic)定义氧含量极低的情况,而厌氧(anoxic)定义完全无氧条件。


为了促成反硝化作用,必须先断绝氧气和碳源。碳源通常是水中未被处理的有机物,异养细菌可以利用硝酸盐(有时是硫酸盐)的氧,分解碳源。结果是产生无害的二氧化碳和氮气排出水族箱。如果硝酸盐不被分解,留在水族箱中会刺激藻类生长,还有可能危害无脊椎动物。


生物负载较轻的水族箱内运行柏林系统没有问题,但随着生物数量越来越多时,柏林系统有可能过载。硝酸盐和其它废物会累积在水体中,活石自身的健康也受到威胁。


早期的柏林系统都是裸缸或薄底砂。鱼友们一般努力的添加活石,最终,变成了一个活石花园,而没有足够的海水供生物生存。90年代底砂有了突破。如果添加底砂,就直接添加活砂,活砂足够深时,系统的载荷增加了。为什么会这样?因为底砂的面积比活石的面积要大得多,而且足够厚底底砂还可以形成无氧区,进行反硝化反应。


我对厚底砂没有研究,不过我完全相信DSB之父Doc Ron Shimek的理论。我知道还有好多厚底砂的研究推广人员,但Doc Ron应该是最著名的。我听说他的灵感来自于一段名为"Mr. Sandman Send Me a Dream"的音乐。他的文章 Sandbeds 非常值得一读。


无论怎样,拥有厚底砂DSB的支持,我们可以饲养任何珊瑚、鱼类和无脊椎动物。DSB的工作原理是另一回事。


大家几乎都同意厚底砂有一套截然不同的处理程序。那里有一个有氧层,食物是流动的,有二氧化碳,还有氨。砂粒的空隙中氧气有些不足,但毕竟有氧气。这里有自养细菌将氨转化为亚硝酸盐和硝酸盐。当进入砂床深处,氧气消耗了,是缺氧的一层。这里有机物质都以被分解,氧只能来源于硝酸盐。最后,进入无氧层,废物在无氧的条件下进一步分解。
以上是大家的共识,但还有太多的细节。 

现在说说DSB的共识和分歧。DSB生物过滤的最基本原理没有什么疑问了。底砂深处的氧含量减少也是公认的。那么这个系统是如何达到这些还是被热烈讨论的。关于水是如何进入厚底砂并发生生化反应的说法很多,可归结为两大类。第一种是渗透原理。支持者认为由于废物在底砂中堆积,离子渗透反应会很自然的形成,将海水送入底砂深处。这个理论很有可能是正确的,而且砂子还可以作为一种机械过滤。


第二种假说是生物活动影响。提出这个理论的是骨灰级的Doc Ron fosters。他认为渗透作用发生的量很小。实际的机械力来自于砂床内的居民,是它们让砂床始终保持运动。Ron的研究表明,生物活性良好的砂床每隔一天就会被完全搅动。


到底谁是正确的呢?我只能说都有道理。 
出于某种原因,在学术界对假说的争论总是要么没有,要么太多。你不能脚踩两条船。这里,如果两个假设都能被证明,那说明DSB系统内水流是双方因素影响的。渗透?生物搅动支持者认为在厚底砂中,砂粒之间非常紧密,不能发生渗透。我们这里讨论的是分子级别的运动。如果分子能够穿过RO膜,尽管是在一定压力下,砂粒间气体能穿透,无论砂粒有多细,它们的近亲离子也一定能肩并肩的穿过。而且还要将这些离子不断地转换成气体。这些气体会冲出砂床,气体的体积会比离子的体积大得多。气体穿过时更加速了离子的渗透。这使得渗透和气体逸出有了机械原理。


等等,砂床内掩盖的生物开始发出奸笑了。砂床内的细菌分泌一种粘液,由多糖和蛋白质组成,附着在砂粒表面。这层粘液有很多作用。它能把细菌粘附在砂粒上,帮助细菌捕食,及应对环境变化。随着砂床逐渐成熟,菌膜越来越厚。渗透作用的机械作用会越来越微弱,最终粘液将所有的孔都封住,无法通行。


现在回到底砂中的翻砂生物。它们不仅把砂粒及其他物质推到一边,还有一些以这些细菌为食。它们在砂床内大吃二喝的享受细菌分泌的粘液,反而保证了砂粒间空隙的畅通。Ron承认,这种行动很难被发现。确实,蠕虫沿着玻璃爬行留下的痕迹两天就会消失。我相信你在成熟的砂床中一定看到过这种痕迹。但如果这种搅动消失,砂床会在短时间内堵塞。这就是砂床生物影响一派的理论。 
实际情况是两种过滤方法必须同时发生。没有渗透,就不能给无氧区提供脱氮原料,没有搅动砂床就会阻塞,凝固成一坨。


关于生物搅动理论中有一点我完全认同,就是生物的多样性。我经常看到有人在帖子中说:“用些钙砂配合些活石,很快砂子也活起来。”确实底砂中的细菌会迅速的培养起来,但那些起到搅动作用的生物却没有出现。正像Doc Ron所指出的,翻砂生物需要很特殊的生活条件,与多孔的活石是完全不同的。许多神秘的翻砂生物不会在活石的内部或表面生存。它们只能生活在优质的细沙中,而且只能用活砂作为引子,活化底砂。如果你看到过我的其它帖子,你会注意到,我主张“如果有可能,活砂的来源不要单一,最好收集不同来源地活砂。”这样做能形成一个健康而有活力的砂床。


原版柏林系统后,厚底砂又是一个突破点。柏林系统能成功饲养很多珊瑚,而有了厚底砂,则能在相同尺寸的水族箱内容纳更多品种的生物。经过20年的考验,厚底砂已经证明了自己,而且即将有一场厚底砂的风暴。

已经四点了,我要下午茶了。下一周,咱们讨论裸缸。

活石和活砂不必耗费巨资,但想在这两项上省钱,还是算了吧。Doc Ron在许多文章中指出,砂床的厚度要足够,开缸时使用适当大小的砂粒,和真正的活砂。近来,有许多人发帖说:“买些钙砂,用活石或活石碎块混合,自然就会形成活砂。”他们只是在兜售富有细菌的死砂。
兄弟们,闭门造车是不能培养出真正的生物过滤的。你需要一些“真东西”。这里有个方法可以帮你省些银子。
有点像Jaubert的方法,在底砂中埋一个无氧区。说明一下就是在底砂中创造一个空间,增加水流,提高废物处理效率。在此方法被引入后,有很多失败的报道。此方法要求用6英寸以上厚度的真正活砂。面对这样高的预算,很多鱼友改道薄底砂或减少活砂量。这样会导致底砂中缺氧和无氧地带不断变换严重阻碍了改方法。达到材料标准的例子都比较成功。我对该方法的疑问是为什么要那么深的底砂。4英寸的已经足够了,浪费了太多金钱,所以该方法在水族界没能普及。
这意味着上述方法失传了?没那么容易,这个帖子是去年发起的:Plenum Wasting. 有兴趣的可以读一读。使用这种方法经常用悬浮过滤"sludge wasting",定期要将淤泥从系统中清除。这个主题有些过劲儿了,方法是不成熟的方法,你需要有些经验才能尝试。
我知道你们有些人嗜酒如命,舍不得钱买活砂。那么继续使用裸缸吧!让我也喘口气。
裸底不是一种过滤方法。裸缸不会承受太多的生物载荷,否则会细菌爆发,水质雾蒙蒙的,还会伴有绿藻。


所以我们一直在寻找更好的过滤方法。1
年多以前,有一个小组复古了原始的没有底砂的柏林系统。他们想不依靠活砂提供的过滤进行。


现在我站在DSB这一边,但不能说裸缸的支持者是错误的。有些事情改变了,他们增加了水循环的速率。典型的循环速度是每小时整缸水的3-5X。而现在至少每小时要10X或20X或更多。在高速水流的作用下,活石微孔的作用发挥得更好了,所以可以应对硝酸盐。关于蛋白分离器我们也进行了很大的改进。如果在蛋白分解之前将其排出,那么氨就不会产生,硝酸盐更不是问题了。厚底砂的最主要目的之一是消除硝酸盐。如果活石和蛋分能搞定这些,为什么还要花钱买厚底砂呢?
为什么裸缸总是先被新手们接受呢?


我要告诉大家为什么厚底砂DSB是适合新手的。

为了保证公平,我把裸缸的经典帖子链接发在这里,大家自己选择:Starboard Reef 。这是裸缸在RC上的发起贴。要小心,这是一篇超级长的帖子,其中还会有分支。这篇帖子给了大家为何要选择裸缸最好的理由,也忽略了最大的问题。 


我说过,裸缸依靠活石的过滤功能进行所有的自然过滤,用蛋分去除溶解有机物。这是柏林系统最初的设计理念。厚底砂的引入主要是应对越来越多的硝酸盐问题。如果设置正确,厚底砂会进行脱氮反应,甚至进一步处理堆积在底部的垃圾。如今的高速水流是原始柏林系统的活石处理能有有所增强。还有,裸缸的老手们会每天清理水族箱底部的垃圾,而且不给水族箱过多的生物压力。这种维护方式省去了购买昂贵底砂的费用。 


有人说我是专门发活砂的横财才会这样宣传DSB的,诚实的说,我没从中得到一分钱。


Starboard Reef之前,Doc Ron 关于旧缸综合症(OTS)的文章中提到,老活石中的重金属堆积会突然释放,毫无预警的杀死水族箱内的生物。这只是理论上的一种情况,到今天很少有报道案例,而且原因也不好说。实际上,在厚底砂引入前,旧的柏林系统中有所报道。 


另一个让人关心的问题是磷酸盐。有人说裸缸比厚底砂更容易控制磷酸盐。当然,有规律的清理水族箱底部会去除磷酸盐,厚底砂不会去除磷酸盐,只能将其转化为无机磷酸盐。正当BB一族高兴之时,藻缸去硝法压制了它们。藻缸不是什么新鲜东西,熟悉DSB的人都知道,底砂上种植藻类定期收割能提高水质。换句话说,藻缸起到了平衡系统的作用。而藻缸也几乎是裸缸最主要的no3输出方式。


你不是说过,活石也能进行反硝化反应吗,难道你反悔了?当然没有。活石只能应对一阵子,之后便需要处理(煮石)。活石被放进全黑的环境中,让堵住空隙的生物藻类死亡,腐败。微孔结构被生物物质阻塞,反硝化反应早已停止,处理活石的过程是活石自我调整的过程,不需要的东西被消耗,需要的留下来。这个过程能重新活化活石。新手们,当我订购活石的时候,我希望其中的生物越多越好,让它真正的活起来。处理活石会起到相反的作用。60年前,这种自我修正的方法在植物法废水处理中已被证实无效。(译者:既然无效,为何还有人用煮石消除丝毛藻呢?Frown