滤材～转贴

逆风 · 发表于 2010-1-6 19:11:36

在饲养的过程中，过滤系统是至关重要的。但是人们经常讨论的问题是：“生化球和陶瓷环的区别是什么，究竟该如何使用”。本人在设计和建立自己的水体过滤系统时也遇到了同样的问题，在查阅了相关资料并且进行实际实验后，得出了一些结论，愿意在此和大家分享。

一，生化过滤原理回顾

生化过滤，顾名思义就是用生物化学的办法，过滤掉水体中的有害物质。其主要工作就是通过提供适宜的环境，培养并维护硝化细菌群落。关于硝化细菌，这里不做赘述。生化过滤系统通过滤材表面的结构和大量的氧气供应，满足硝化细菌存活和工作的环境基本条件。

二，滤材的分类

对于我们经常使用的生化过滤材料有两大类，即以陶瓷环为代表的陶瓷环类以及生化球为代表的生化球类。

陶瓷环类还包括玻璃环，陶瓷珠，如果玩家为了生化用途，把珊瑚沙，活性炭放置在生化过滤系统中，也应该算做陶瓷环类。其特点是微孔结构明显，质地相对坚硬，重量较重。

生化球，包括为小水体设计的各种尺寸的生化球，生化块等等。其特点是以塑料材料为主，表面上有复杂的凹道，重量较轻。

三，陶瓷环工作原理

陶瓷环类滤材是传统的生化过滤材料，由于其具有大量的蜂窝式微孔结构，极大的增加了滤材的表面积。这些表面积作为硝化细菌附着的温床，可以大量地聚集菌落，但是，陶瓷环类的滤材，本身没有为硝化细菌供氧的能力，需要辅以水体暴氧，才能为硝化细菌的工作提供良好的环境。

四，生化球工作原理

生化球是一种新兴的生化过滤滤材，其表面具有复杂的凹道纹理。当水滴从生化球表面流过的时候，水滴会沿着凹道改变方向，进入下一个生化球的凹道中，再次改变方向。因此，水滴穿过生化球堆的流程极大的加长，增加了硝化细菌的作用时间。这种水流特点仅限于水滴流过，当大量水流流过的时候，凹道的作用就不明显了。由此推论，生化球在滴流过滤中适合使用，其实，生化球本身就是为滴流设计的。

那么，生化球由于没有蜂窝式的结构，不能提供足够的表面积，又是如何为硝化细菌提供温床的呢？这里不得不提出生物膜理论。多数情况下，细菌都是以聚集成团块的方式存在着的。研究者把这种粘性物质以及被其粘结而成的细菌团块称为“生物膜”。在生物膜中细菌只站三分之一的体积，余下的空间则由细菌分泌的一种成分复杂、被称做“胞外基质”的粘性物质占据，生物膜中心的细菌处于休眠状态。生物膜中的主要成分，本身可以为硝化细菌提供保护和食物。由于其是具有黏性的，所以可以大量附着在生化球的凹道里。事实上也是如此，我们在生化球中看到的大量的褐色黏液，就是生物膜。

生化球就是利用表面上附着的生物膜，对硝化细菌提供大量的营养和良好的生存环境的。

五，陶瓷环和生化球的比较使用

根据以上叙述的原理，我们明显可以得到一个结论，即：陶瓷环类滤材适合沉浸在水中的溢流式使用；生化球类滤材适合在滴流过滤中使用。以下表格可以明确对二者进行比较：

溢流式过滤中滤材比较

陶瓷环类

生化球类

分结论

水流过程
全部滤材沉浸在水里，水流均匀流过。
全部滤材沉浸在水里，水流均匀流过。
滤材沉浸在水里，水流穿过滤材的过程是相同的。生化球的凹道结构在此不起任何作用。

表面积
蜂窝式微孔结构，提供大量的表面积，以附着硝化细菌
表面凹道结构，表面积不足，附着的硝化细菌有限。

在表面积的比较上，生化球远远无法和陶瓷环相比.

溶氧
依***水体打入空气，达到高溶氧
依***水体打入空气，达到高溶氧
二者在溢流中，对于氧气的供应需求是相同的。

总结论
溢流过滤里面，在对表面积的需求中，生化球显然甘拜下风。而二者对溶氧的需要和贡献都是相同的，所以由此得出结论，陶瓷环类滤材适用于溢流过滤，生化球类滤材适用于滴流过滤。

滴流式过滤中滤材比较

陶瓷环类

生化球类

分结论

水流过程
水滴从陶瓷环中穿过。由于水滴较细，因此即便由于浸润作用，穿过陶瓷环的的水滴也是很难保证均匀的。
表面凹道结构，可以随机改变水滴的方向，保证滤材中的水流均匀。通过凹道的作用，加长流程。

在滴流过滤中，水滴的流程对于过滤效果产生决定性作用。陶瓷环的结构显然不满足此种要求。

溶氧
在水滴的滴落过程中，自然溶解氧气。但是由于陶瓷环类的重量较大，表面平整，因此堆积起来总体密度较大，造成瓷环堆内部无法进行气体交换。
在水滴的滴落过程中，自然溶解氧气。由于生化球是轻质材料，生化球堆不会造成很大密度的挤压，同时生化球表面的凹道又是很好的换气道，所以生化球的气体交换是比较畅通的。
二者在滴流中，溶氧的原理相同，但是由于结构的差异，气体交换效率上迥然不同。

总结论
滴流过滤中，陶瓷环的蜂窝状微孔结构显然无法发挥优势，而生化球在此结构中优势明显。