过滤——水体水质维护

时间:2021-6-4 作者:qvyue

       养鱼就应该给鱼一个能好好活下去的环境。鱼缸中的过滤系统担负起维持鱼类生存环境的功能,因而这里过滤的含义不再只是字面的过滤作用那么简单,还包括所有能够抵抗、逆转水质变化的反应过程。

       鱼缸中在养鱼过程中会导致水质变化的过程有:1.鱼类活动耗氧、2.鱼类代谢产物、3.鱼类粪便的微生物降解、4.动植物残骸的降解、5.残余饲料的降解、6.底砂等材料的崩解、7.植物对无机盐等小分子的吸收、8.植物光合作用、9.空气中的灰尘等进入水体。过滤系统的作用就是对这些变化过程进行利用或抵消,最终完成维持水的各种组分的含量、理化性质的稳定。

过滤——水体水质维护
过滤总结图:几乎所有的过滤系统都是对上图元素的选择、变形、整合完成的。

关键词:造流、曝气、物理过滤、好氧发酵、硝化作用、植物吸收


详述:

过滤1:搞个大鱼缸少养一点儿鱼

当水体相对于鱼的总体积而言足够大时,鱼的生命活动对水体的影响就很小很缓慢了,这种情况下只要不作死在水里大把撒饲料等乱七八糟的东西,水体自身的调节能力(挥发、自身微生物、藻类的作用)就能长久够维持水质。

缺点:对大多数现代没地的人而言条件难以实现(比如家里有个鱼池、湖……或者忍住就养一两条小鱼)

过滤2:曝气、造流

水中对鱼有最直接影响的是氧气含量和氨氮排泄物(主要为氨,还有部分尿素、尿酸,一般情况下氨通过鱼鳃直接排放到水中,浓度较高时其危害大家可以想象强制不让人小便或尿毒症),它们能迅速对鱼产生危害,几个小时内就能送鱼归西。

处理办法:曝气,通过往水里打入空气来提高水中的溶氧量并带走氨气,曝气量依据鱼的数量而定。

缺点:对鱼来说,在水中大量曝气就相当于把人扔进瓢泼大雨里淋着,长时间曝气就容易引起疾病,气体成分过饱和把鱼鳃给堵上了,就相当于那个大雨里的可怜人呛了水。

因为流动水中水体与气体之间更容易发生物质交换(氧气溶解,二氧化碳、氨气挥发等),因而造流也可以起到曝气的作用,而且能够避免过饱和使鱼得气泡病。但是缺点在于耗能,造流泵功率足够才有效果,而且对部分娇弱的鱼(体型臃肿、病态,鳍过大、躯干无力的人工育种鱼等)并不适用大流量,或者需要调整水流在缸里造一处水流较小的场所供其躲避。一般鱼缸过滤系统需要每个小时把鱼缸里的水过滤2到6遍可以作为选择水泵流量的依据。

还可以将水流出口设置在水面以上,水流将空气带入水中,曝气造流二合一,缺点是噪音大,对于需要安静的地方不适用。

水泵、气泵以及水流是鱼缸噪音的主要来源,相比之下变频水泵在同等流量时要更加安静一些但是体积更大。在水泵周边放生化棉也有消音效果。                                                                                                             气泵至今没见到安静且气量大的(小缸实在想要的话,可以试试电子气泵,寿命稍短,气量小,但是足够安静)。                                                                                                                                               水流中只要不混入空气,就没什么噪音了。选择光滑的管道要比波纹管之类的好一些,要么选很软的可以消除震动,要么选很硬的管道固定牢固,让它震动不起来。

过滤3:硝化细菌除氨

大量曝气的缺点明显,因而不能完全解决氨氮的清除问题,自然界中,解决氨氮问题的重要途径是硝化细菌的硝化作用,能将氨转化为亚硝酸也能将亚硝酸转化为硝酸。在过滤系统中设置适合硝化细菌生活、工作的环境,一方面能够模拟自然界的氨氮消除,另一方面也为其他微生物的生长繁殖提供基础。

条件:较高溶氧量、硝化细菌能够附着的表面、鱼缸水体流经硝化细菌菌落

办法:用水泵、气泵等制造水流,流经具有较大表面面积的滤材,可以附加在滤材区曝气提高含氧量。

缺点:为了提供充足的附着表面,常需要大量的滤材,使过滤系统体积过大不美观。

过滤4:好氧发酵清除有机废物

消化系统虽然能够消除氨氮但对于上述3、4、5三类鱼缸主要污染物却没有直接处理的能力。这些有机废物要嘛自己勤快些动手捞出来,要嘛让微生物来分解。如果这些污染物直接在鱼缸里被微生物降解,将导致悬浮于水体中的微生物量增加,水体变浑浊,消耗氧气,之后厌氧发酵产生有毒有害的次生代谢产物,然后鱼就死了……所以必须将水中的有机垃圾分离出来,收集到一起,提供氧气,进行好氧发酵(好氧发酵能够减少次生代谢产物的产生)。

条件:附着生长的细菌(免得细菌菌体散布到水中把水弄混),被集中起来的有机废物,有机废物需要被水流和滤材打碎、硝化细菌清除发酵产物,较高的含氧量

办法:我们的硝化系统已经满足绝大多数的条件,只需要使用能够拦截、收集、打碎有机废物的滤材(毛刷、过滤棉、生化棉等)就好,其拦截能力越强水就能越清澈,而且透水能力强的滤材应放置在透水能力差的材料之前保证收集废物的同时完成打碎废物和水流的任务且不发生堵塞或水短路(水从滤材边上等通路不经过滤材直接流回鱼缸)。这里需要的细菌一般都能都自行生成,但若追求快速建立系统,可以去买农用EM菌,里面混杂了多种具有降解能力的细菌、真菌。

缺点:处理能力与滤材体积正相关,比较占地方;不能清除难以分解的废物。

过滤5:物理过滤

在鱼缸中的鱼太多,或者没有足够的空间来做生物过滤的情况下,生物过滤就难以清除所有的有机废物了。这时候就需要物理过滤来先把大块的有机废物给除掉,剩余的微小有机废物再交给生物过滤处理。同时,那些难以分解的废物(比如来自空气的尘土,崩解的底砂,甚至是老旧滤材的碎屑)也需要由物理过滤来清理。

办法:(1)沉淀:沉淀池(槽);(2)过滤:筛网、过滤棉等过滤(3)鱼粪分离器等设备(4)蛋白质分离器。了解原理才能选择合适的物理过滤。

原理:

(1)沉淀:靠废物的自然沉降,因而需要一个较大的沉淀池或沉淀槽和合适的水流方向,比较缓慢的水流速度,再通过排污管手动或自动排出沉淀到的废物。

(2)过滤:筛网的原理很明了直接根据自己鱼缸或鱼池中可能产生的废物来选择孔径就好。过滤棉的过滤主要是靠惯性截留作用和拦截滞留作用因而过滤棉的细密程度不同其拦截能力就不一样,拦截能力强的过滤棉就要经常清洗,同时注意选择纤维比较结实的过滤棉,耐用之外也能避免过滤棉纤维自身崩解成为系统中的垃圾。缺点是必须定期手动清洗,是一项较重的负担。

(3)鱼粪分离器:原理类似于工业上常用的旋风分离器,通过离心来富集废物,然后排出,效果强大,但对流速、管路有要求(大流速,得有排污口),适合大型鱼缸或者锦鲤池。

(4)蛋白质分离器:用泵(把水气混合,打出细碎的气泡,适合海缸)或微孔曝气管(适合大型鱼池)产生大量细碎的气泡,从而有了巨大的气液界面,然后通过这些界面的表面吸附作用吸附水中的蛋白、有机物等,携带废物的气泡比较轻能浮在上层,方便分离。

物理过滤和生物过滤互补,一定程度上也可以相互替代,两者以合适自己鱼缸的方式搭配起来用,最好。

过滤6:灭菌

鱼缸里有有机物、无机盐、光照、溶氧量,因而很适合微生物的生存,包括细菌、简单的真菌、单细胞藻类、原生动物等等。微生物在多数情况下是无害的,甚至有些种类对于鱼缸里的动植物是必需的。但是微生物量较多时会改变水体的颜色和透明度不利观赏,而且在富营养化时(比如不小心喂多了,鱼放多了,因为不当操作导致死鱼死虾然后尸体腐烂……),微生物大量繁殖并开始产生次生代谢产物、消耗氧气,从而危害整个鱼缸(次生代谢产物多是为了杀死其他生物甚至同类,来获得更多供它们分解利用的有机物)。再者,灭菌对于防治鱼类疾病也有很好的作用。因而灭菌对于控制水质也是很有效的。

生产上常用的灭菌方式有臭氧灭菌、紫外灭菌等,咱们老百姓的鱼缸里可以用的方式就是紫外灭菌(方便廉价,副作用小,好控制,但需要定期更换灯管)、电解灭菌(产生高氧化态物质然后搞死微生物,类似臭氧灭菌),还有过滤灭菌(用滤菌膜、大滤筒加细密过滤棉、纯水机之类,成本稍高一些)。

灭菌对微生物是不加区分的,为了保证鱼体表、肠道微生物以及生物过滤模块中的微生物能够正常生活,并且避免生物过滤中的菌体进入鱼缸,灭菌模块应该放在过滤系统靠后的位置(臭氧灭菌等用化学法灭菌 的方式应严格控制剂量,避免对鱼缸内的动植物及其共生微生物造成杀伤)。

灭菌是对鱼缸进行治标的办法,迅速有效(像是吃药),但是必需治理微生物大量繁殖的源头,做好前面的物理过滤、生物过滤才能长治久安(像是饮食营养的调理)。


通过前面几种过滤手段,水中的有机废物能够被分解,氨氮含量、氧含量都能保持正常,已经可以较长时间不换水。但是,有机废物被分解后产生的能溶解在水里的无机盐、小分子、沉木溶解出的色素、单宁等物质还是会逐渐积累,所以必须有清除这些废物的途径。

过滤7:吸附

对于鱼缸里的色素、无机盐之类的物质,用吸附的办法很有效。可以通过吸附介质吸附,也可以通过电吸附的方式来消除。吸附介质包括活性炭、离子交换树脂等。吸附模块根据吸附材质的不同,放在过滤系统的开始(活性炭这种比较容易碎的)或末尾(离子交换树脂这种相对娇贵一些的)比较好。

缺点:太贵了,不是强迫症或者神经病级发烧友再或者不差钱的土豪,一般不用,但对于特定场合还是有用的(部分鱼的孵化、育苗)。

过滤8:换水

在一般鱼缸里,换水是解决这些可溶物质的最佳途径。而在有稳定优质水源的地方,如果水价不高或用过的水有恰当的去处(灌溉、浇花、清洁……俺家附近的洗车店就把鱼养地非常棒),一边加水一边排水是个好办法,甚至成本还能比其他需要开泵的过滤方式更便宜。

缺点:没有专门管道的小缸换水比较累,部分地区水源本身就很有问题,用纯净水又比较贵。

过滤9:引入植物

自然界的水体通常都没有那么多水可以换,也还能长久保持优良水质,原因就在于植物对这些小分子物质的吸收作用。而且不同的植物对这些离子的吸收能力不同,偏好性也不一样,所以通过进入尽可能多的植物就可以维持水体中无机盐浓度的稳定,整个过滤系统完成从饲料到植物的转化。

方法:(1)种植水草:如今水草种类丰富,有比较大的选择余地,但水草对水质、光照要求较高,而且很多喜欢吃水草的生物都不能养。

(2)藻屏过滤:光照下,让水流通过比较粗糙的表面。粗糙是为了方便藻类附着。藻屏不能放在深水里以免供气不足。优点在于藻类生长速度快,对水质要求低,藻体本身可以充当过滤棉的作用。

缺点:需要光照,没阳光就得花银子。

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