过滤系统之生态循环过滤系统

一、生态循环
1、养水的基本原理
养水的核心思想是建造一个微生物系统，把主要有害物质分解成无害物质；
2、主要的有害物质
鱼的粪便和食物残渣；
3、主要的微生物系统
1.喜欢氧气的细菌比如酵母菌
负责把粪便和食物残渣等有机物分解成氨；并增强鱼的抗病能力；
2.喜欢氧气的硝化菌（不是消化菌哦）
负责把氨分解成硝酸盐；这个过程比较复杂，大家可以看文章后面的资料连接；
3.不大喜欢氧气的细菌比如乳酸菌
负责把硝酸盐分解为气体挥发掉或者再还原成氨；并提高鱼的免疫力。
完成上面的几个步骤后，鱼的粪便和食物残渣在24小时内被分解干净，水中的有毒物质（主要是氨和铵，来自鱼的排泄物）含量能够长期保持极低的水平，比每天一换的水的平均水平要低。
4、怎样操作
1.居住的地方
细菌要有家才能大规模繁殖，过滤器是它们最主要的家，房子越多越好，性价比最好的房子是玻璃环和沙子。
假如养鱼的水总共有100升的话，那么你需要有10升以上的直径3毫米的沙子作滤材或至少1升的玻璃环。多点更好，虽然浪费了，但是有个储备能够应急。房子要提早建好，等待细菌们的入住。
2.呼吸的氧气
这些喜欢氧气的细菌对氧气的消耗量是巨大的，甚至比缸里的鱼还厉害，因此，一个有效的充氧手段是不可以少的，可以用气泵、水流溅落等多种方法解决。假如有了大量住房后水仍然很混，那么是增加氧气的时候了。
3.足够的食物
只要缸里有鱼，细菌们就会有食物，增加食物就能够促进细菌们的繁殖，但是太少了细菌们吃不饱，太多了又会撑坏了，所以增加的速度很关键，这个我们后面讲。另外我们要用一块过滤棉来把大块的食物打碎以便细菌们开吃。滤绵在过滤槽前面，占据滤槽10%的空间就够了。
4.一定的水流
水流给定居的细菌们带来氧气和食物，水流大了就把细菌们的家冲走了，水流小了，带来的氧气和食物又不够。对于100升水的缸，你应该有600升/小时以上流量的泵，以及一套水循环管道，并且制造良好的水流以便把粪便和食物残渣带给细菌们。
5.合适的温度
鱼和细菌们在24-28度之间是可以很好的生长和繁殖的。如果水比较冷，一个加热棒就可以解决了。一般100升的缸有个100瓦到150瓦的加热棒就很合适了。
6.稳定的水质
由于细菌们基本上住在水里，他们喜欢比较稳定的水质，一旦水质剧烈变化，它们就要搬家了。在水流经的滤槽里放置少量的活性炭或者麦饭石，大概占据滤槽的10%的空间就足够了。
7.培养的方法
首先，应该给咱们的装了100升已经晒好的水的鱼缸来个大扫除，把过滤器、过滤棉、玻璃环、活性炭（或麦饭石）、水、泵、加热棒沙子、石头、草等等东西通通按照设计放到缸里或滤槽里合适的位置用高锰酸钾消毒，给20克高锰酸钾就可以了，这时的浓度是1/5000；浸泡半个小时后就全部干干净净啦（也可以用这个浓度的高锰酸钾液擦洗鱼缸并浸泡其他器材）。然后，把鱼缸和所有器材冲洗干净。
接着在鱼缸里灌入晒好的水（推荐方法），或者用自来水灌满并等待一天。
这时，就可以请细菌们入住了。把从鱼店里买来的干粉硝化菌（推荐）10克或液体硝化菌15毫升倒进缸里；
然后，再把从药店里买来的酵母菌素片和乳酸菌素片各3片用缸里的温水尽量完全化开，把比较清澈的部分倒回缸里，把剩下的残渣扔掉或倒入过滤槽这些不明显的地方都行；另外，酵母菌的来源还可以使用超市里买来的发面的酵母，不过要小心假货哦。
这样，咱们就完成了“播种”的过程；这个时候的鱼缸通常是一片雾蒙蒙的，这是菌种在飘荡，没关系，几天内就会清澈的；
下面，当然是给细菌们找食物啦。既然咱们的缸里有100升的水，那么就放养4条3-4厘米长的小鱼吧！它们是先锋，所以必须是身强力壮、不怕死的小家伙，进入鱼缸之前要用1/5000的高锰酸钾水浸泡10分钟消毒，避免带着病菌进入鱼缸；之后，正常的饲养它们几个，每天喂两次，每次的食物必须在1到2分钟内吃完。然后咱们就等待吧。假如水质在第二天浑浊了，就适当换点水，然后适当减少喂食。就这样等待3天；
第4天，假如水质变的清澈无比（有时侯第2天就水清了，但还是要等待到第4天再操作），那么水就快养好啦！这时要继续测试一下微生物过滤系统的应变能力。只要把喂食量增加一倍就可以了。一直等待3天；期间稍有浑浊要仔细观察，只要没有腥臭味散发出来就不必换水；
第7天，假如水质仍然清澈无比，这时我们可以把比较娇贵的鱼请进鱼缸了。先换点水，然后少放几条，少量喂食，观察几天，再继续放另外一批；就这样我们以后每个星期给鱼缸换1/5的水，配合每天定时、定量、定点的喂食，就可以获得长期稳定的“好”水了！
但是，这样的“好”水里仍然有些潜在的“半有害物质”的存在，假如它们积聚过多就会危害鱼们，因此必须要通过定时换水，来稀释它们，维持“好”水的稳定。
那么，怎样才能长期不换水呢？让咱们继续往下看：
5、怎样才能长期不换水
1.长期不换水的核心思想
长期不换水的核心思想是把分解有害物质的工作进行到底！这时的对象就是那些“半有害物质”了。
2.分解“半有害物质”的基本思路
全世界都在研究这个课题，咱们也一样，当然咱们的原则是“少花钱、多办事”啦。
咱们的基本思路就是通过藻类或一些快速生长的水生植物把这些“半有害物质”吃掉！咱们把它叫做“低等生物脱氮还原系统”！
3.“低等生物脱氮还原系统”的建设方法
利用藻类对光线的敏感反应，在过滤设备里设置独立的滤槽并配合合适的光照（用色温在2500K左右的节能灯），大量培养褐藻、绿藻甚至黑毛藻；
或者在滤槽里、缸里栽种大量的水生植物，除了水草以外还有类似万年青、开运竹、浮萍、槐叶萍甚至是水葫芦这样的东西；
当然最合适的方法是通过种植大量的水草来解决，但是水草的种植需要良好的灯光器材、肥料和维护方法，这里就不详细说啦。
这些大量的藻类或植物会把“半有害物质”基本消除，并成为养水的最后一道工序。这样我们就基本完成了整个鱼缸的水的氧化分解脱氮还原这个大循环体系。初步的使缸里的水成为具有自我净化能力的水系统。也就基本上完成了一个长期不换水的鱼缸生态循环过滤系统的建设。
需要注明的一点是，我们认为定期的换水是维护鱼缸生态稳定的不可或缺的手段。
长期不换水并不是最好的养鱼的方法，不仅仅因为比较难以建立，更重要的是我们认为养鱼要“竭力创造它们需要的条件，而不是强迫它们适应现有的条件”
二、建立有效的循环系统
建立有效的循环系统实际上意味着建立有效的基础来确保鱼缸氮循环的正常进行。如果在最初建缸时没有建立有效的循环系统，那么在加入鱼儿后，就会出现“新缸症状”，而这通常会让您折鱼。
任何生命主要由四种基本元素组成：碳（C）、氧（O）、氢（H）和氮（N）。
通常还会有其它元素的存在，但这四种是最基本的，因为它们是组成蛋白质的基本元素，组成生物有机体的基本材料是核酸，它是一切生命的核心。因此鱼类和所有的生物一样，通过摄食吸收这些元素，而将那些不需要的东西排泄出去。
通常情况下，鱼是以二氧化碳（CO2）和氨（NH3）的形式将这四种元素排泄出的。这看起来是不是有点奇怪，可我们人类也同样也是这样的。排泄出的尿液也会分解成CO2和氨，因此在水中就会有两种新的成分出现。CO2通常是气体，最终是会从水中逃逸的（过滤和加强通风可以缩短CO2从水中逃逸的时间），只有氨会继续留在水中。非常不幸的是氨会残留在水中，并对鱼儿产生毒性，哪怕是只有很少的量。
实际上氨可以和水产生化学反应形氢氧化氨（NH4OH）。要处理这一问题的一个办法是通过每天或者更频繁（如果鱼儿的密度很大的话）的换水，但这是不切实际的。因为养鱼是一种休闲爱好而不是为了锻炼身体的肌肉。另一个办法是用某种物质来吸收这些氨。确实有一些东西可以满足这项要求，但必须频繁地更换，而且这些物质在特定的环境下可能会失效（比如缸中需要加入NACL处理病鱼或是增加盐份时），但归根结底这不是一种自然的方法。
实际上有一种非常便宜的方法（事实上可以不花任何钱）来克服这一问题。水中有两种细菌，因此在往缸里装水时它们就会在缸里存在。它们分别是Nitrosomonas（亚硝化单胞菌）和Nitrobacter，它们也被称为 “硝化”或“有益”细菌。它们是好氧细菌，也就是说它们必须在有氧的环境中才能存活，因此它们通常可以在水流较激的地方存在（比如过滤器内部）。在那里它们会聚集在一起并开始产生作用。它们吸收氧气和氨作用产生亚硝酸盐（NO2-），然后将亚硝酸盐转化为硝酸盐（NO3-）。这个反应过程可以用以下方程式表示： Nitrosomonas : 2 NH3 + 3 O2 è 2 HNO2 + 2 H2O + 能量反应所产生的能量被细菌自己吸收用以生化反应的需要。这一反应所产生的亚硝酸是一种弱酸，会在水中分解成氢离子（H+）和亚硝酸基（NO2-）。亚硝酸（或亚硝酸基）在水中不稳定，因为第二种细菌会吸收它们并进行以下化学反应： Nitrobacter : 2 HNO2 + O2 è 2 HNO3 + 能量同样细菌的生化反应过程吸收了释放出来的能量。这样的反应过程产生的硝酸是强酸，在水中会离解成氢离子（H+）和硝酸根（NO3+）。硝酸盐可以通过水草（包括藻类）自身的生化反应过程被吸收掉。请注意以上两个反应过程都有氧气的参与。
这两种有益菌只分别参与其中一种的化学反应。应该注意的是亚硝酸盐毒性要比氨小些（但仍然毒性很大），而硝酸盐的毒性就小了许多。这一过程被称为生物过滤。硝化细菌是不会再进一步转化硝酸盐了，它必须通过换水或是缸内的水草吸收来除去（如果水草足够多的话）。那么为什么硝化细菌不能立刻将有毒的氨“吃”掉呢？这是因为我们的缸中的硝化细菌数量还不够。因此我们要做的是给出足够的时间和氨来培养这些菌落，使其在较大的养殖密度情况下仍然可以有效发挥作用。这一过程称之为建立有效的循环系统或称“氮循环”。
典型的循环特征是，起初氨的含量会升高，然后是亚硝酸盐浓度增加同时氨的浓度下降，最终亚硝酸盐浓度下降而硝酸盐的浓度上升。新缸症状是指氨的浓度越来越高而硝化细菌的数量却很有限，这时如果一开始放鱼的密度太大，由于硝化细菌没能迅速繁殖，使得氨的浓度急剧升高，导致鱼儿中毒死亡。
三、建立有效循环系统的方式
1、有鱼循环
为了避免这种情况发生,可以先往缸里加入一到两条小鱼，然后等到水中的氨含量上升又下降。必须记住的是，这些先加入的鱼应该是便宜的容易成活的，而不是最终要饲养的鱼，因为你必须做最坏的打算。
这是一这种最自然的循环方式，硝化细菌的多少与缸中鱼的数量成比例，也与我们的投饵习惯有关。但不利的方面是在起初阶段您可能会损失一两条鱼或者您只能以一些您不喜欢却比较便宜鱼进行开缸。
2、无鱼循环
这也是一种建立有效循环系统的方式。这种方法本质上是不通过加入鱼儿来向硝化细菌提供其食物。简单地说，可以通过每日往缸里加入少量的氨，同时维持过滤系统正常运转的办法。缸中的有益细菌可以迅速生长并形成有效的循环。
我知道有许多不同的方法，这些方法虽然差异很大，但只要在加鱼之前加入大量的氨（当然，可以通过氨的刺鼻气味来确定氨是否过量）并进行大量的换水。这种方法的优点是不会折鱼，也不用加入我们不需要的鱼，或许还可以缩短循环时间。这种方法的弊端在于你无法确切知道有益细菌的菌落能否足以支撑你打算饲养的全部鱼儿正常生存。可以通过逐渐加鱼的办法来克服这一困难，但这样做则刚好丧失了采用这种方法的优势。另一方面，如果硝化细菌菌落大于鱼儿所排出的氨的量，那么就会有部分硝化细菌会饿死并污染您的水质。
有些鱼友更喜欢为确保安全，加入硝化细菌菌种，加快循环进度，缩短循环时间。有许多这类产品可以在市场上买到，它们含有硝化细菌活株，可以在循环过程中加入缸中。依我的经验，我并不认为这种方法比通常的办法有什么更好的效果，只是当鱼缸出现失衡情况时它们的作用比较明显。移植硝化细菌。这可能是一种最好的办法了，但也有一点小小的缺点，就是要求您已经有运转正常的缸（或者您的朋友有也行）。您可以从这些熟缸里引入硝化细菌，这些硝化细菌通常在多孔渗水材料的表面，特别是滤材里。您可以从老缸的过滤器里取部分滤材放到新缸的过滤器里。您也可从熟缸里取部分陈水、底沙或岩石等放到新缸里。
另一种方法是将准备在新缸里用的过滤器加到熟缸里运转10天左右。我通常都会在缸中设置2~3个生化棉过滤器，这样做只是以防临时需要增加一个新缸（比如用于饲养仔鱼或隔离鱼儿）。如果新缸比老缸还大，我通常的做法是将陶瓷环装在尼龙丝袜里（或者其它任何可以供硝化细菌生长的多孔材料）然后放在老缸过滤器的出水口附近。经过10天左右的时间，陶瓷环就会长满硝化细菌。那时您就可以将它们取出放到新缸的过滤器里了。如果您在加些陈缸里面的水那就更保险了。
我认为最后一种方法最好，因为您使用的硝化细菌已经完全适应了您所要求的水质条件。此外这是最安全和最迅速的建立有效循环的办法。我常常采用这一方法，通常可以在一个星期以内，通过逐步换水，将所有的鱼儿加入到缸中（即使是1300升的NON-MBUNA缸也如此） 。遵循这一方法，我从未遇到过氨中毒和折鱼的问题（通常我所遇到这鱼的情况也不是在这一阶段发生）。
从技术角度来讲，在循环500生的缸时要用100升的陈水，循环1300升的缸时则用了300生的陈水。利用水草建立循环。这种方法没有什么秘密可言。除了需要在缸中种植一些健康的水草（最好是生长迅速的品种）您可以往缸里加或不加些鱼儿。这种方法可以完成有效的氮循环而不会导致硝酸盐的聚集。
我在设置500升和1300升的缸时就是采用这一方法，同时结合上面所述的硝化细菌的移植方法。通过这两种方式，我在一个星期内就可以将我想养的所有鱼全部加入到缸中，而且没有遇到任何的氨或亚硝酸盐和硝酸盐引起的一些麻烦。
无庸置疑，我虽然对我的做法十分自信，但在第一个星期里，每天还是对氨、亚硝酸盐、硝酸盐含量做了两次检测，在第二个星期则每天检测一次，之后的第一个月就只须每周检测一次了。一切就绪之后，缸中的有益细菌菌落就建立起来了，这些硝化细菌菌落虽然可以自己存活，而不需要您的特别护理，但有些注意事项您始终必须牢牢记住。非常不幸的是，这些硝化细菌菌落在某些情况下会被破坏，对于任何一个鱼友必须清楚地了解这点。如果这一情况被忽略，那他很可能需要重新建立这种有效的循环系统。
开缸时将所有的鱼儿一次性全部放入是十分冒险的事，很可能造成巨大的麻烦。
3、什么会损害有益细菌菌落
过滤系统的管理或电源故障是导致有效循环系统崩溃的最常见的因素。如前所述，硝化细菌是好氧细菌，它们必须依靠氧气生存，它们利用氧将氨转化成亚硝酸盐和硝酸盐。当过滤系统出现故障时，水中的含氧量就会显著下降，如果这种状况延续一段时间，水中的氧就会下降到不足以维持这些硝化细菌维持生存的水平。
通常这种情况的发生会在2~24小时之内，这要取决于原来水中的含氧量。这种情况一旦出现，除了有益细菌死亡生物过滤功能丧失之外，您的缸中将迅速充满细菌残骸和其它有机污染物。如果出现过滤系统停止运转超过3~4个小时，加强换水是十分重要的。
药物是另一个破坏有益细菌菌落的主要因素。某些药物在杀死病原体的同时也会伤害有益细菌。通常情况下药物是通过攻击微生物的基本结构或生物通路的方式来杀死微生物病原体的，因此有益细菌也同样会受到攻击。每次使用药物时请仔细阅读药品包装盒上的文字说明，看看该药物是否会伤及有益细菌，这是一个良好的习惯。如果可以选择，请尽量选择那些对有益细菌伤害最小的药物。
下面列出一些会伤及有益细菌的药物供大家参考。氯四环素（10MG/升）和土霉素（50MG/升）会对有益细菌产生伤害。福尔马林（15~25MG/升）会对循环系统产生许多负面的影响。亚甲基蓝（1~8MG/升）会导致氮循环严重和长时间的破坏。
在使用这些药物时，鱼友应尽量使用隔离缸对病鱼进行下药。您必须非常小心地每隔一天进行一次换水，就当成没有生化过滤和其它过滤系统存在的情况一样来处理。我推荐每隔一天进行80%的换水，同时加入药物进行药物流失补偿。其它那些对氮循环的不会造成太多影响的药物应尽量采用。因此，象铜（0.5MG/升或更多），NIFURPRIRINOL（1MG/升或更多）以及磺胺甲基嘧啶（50MG/升或更多）不会对硝化细菌造成伤害。应该注意的是上述所列药物只是适用淡水鱼缸，对海水缸的情况会有所不同。
四、滤材的更换
正如前面所说的，过滤材料中生长有大量的硝化细菌群落，滤棉、陶瓷环以及其它您所使用的多孔材料是数以百万计的细菌的聚集场所。
有时您的过滤系统会因为碎石或者其它微小颗粒（比如食物，细沙等）造成阻塞。这可以通过过滤器的出水口的流量减小来判断（如果出水口是设置在水面就很容易察觉出来，而这种设置是一种较实用的做法），这时就必须采取措施了。您可以拔下过滤器并将阻塞物清除出去，同时更换全部滤材，这样做可以确保您的过滤器的流量保持原来的状态，但却犯了一个错误。因为您已经把数以百万计的有益细菌也全部丢弃了，这样您将您的缸置于危险之中。而只有残存的一小部分有益细菌（在底沙、玻璃、植物等其它任何地方）可以进行硝化作用了，而这时鱼儿的数量还是不变的。在此情形下，硝化细菌必须重新生长，直到可以重新承载全部鱼儿的正常生存。这种情况最终常常会导致“新缸症状”的出现。更槽糕的是，因为您的缸不是新缸，鱼儿的数量是满负荷的，要恢复正常状态需要一个较长的时间，而实际情况往往导致问题迅速恶化。
因此，如果您需要更换滤材，避免一次全部更换，应保留一部分。如果缸中有两个过滤器（作者通常同时使用六个以上），您可一将其中一半的过滤器的滤材彻底更换，等2~3周之后再更换另一半过滤器的滤材。如果您只使用单个过滤器，您应该用缸里的陈水轻柔地清理滤材然后重新将这些滤材放回到过滤器中。请不要用自来水清洗，因为自来水中的氯会杀死硝化细菌。
记住只能使用缸中的陈水或者是经过除氯的熟水。为安全起见，最好使用两个以上的过滤器。
五、氨、亚硝酸盐、硝酸盐的检测
显然给您的鱼缸做氮化物的检测是至关重要的。这项工作并不难，只需要花不到三分钟的时间，可以避免折鱼的情况发生氨浓度读数的提高是一个警告信号，但我们可以采取一些措施。最重要的一点是您不能惊慌失措。首先可以加大换水量，加入硝化细菌，如果可能的话，还可以从其它熟缸里再移个过滤器到缸里。如果从其它熟缸里移部分陈水过来也是个良好的做法。
亚硝酸盐浓度的提高意味着过度投饵，有机物（没吃完的饵料、鱼尸体或植物）的腐败，以及不正确的鱼缸维护。种植水草的缸硝酸盐的浓度较不易提高，因为水草可以将它们吸收掉。
当您发现水质发黄时，有害物质已经大量聚集，大多数情况是鱼儿的死亡是一个提前的征兆。

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