多种方法降低NO3和培养厌氧菌

水晶虾の饲养[006]_多种方法降低NO3和培养厌氧菌 (2011-04-21 11:52:58)

标签： 厌氧区 厌氧菌 反硝化作用 硝化细菌 滤筒 no3

分类： 蝦の學院

摘自《观赏鱼之家》，作者：青蛙TONY

    养虾可以说是淡水水族养殖里的最高境界之一,如果你能养好虾,养别的水族生物应该都不会遇到太多难题,而且养虾需要对整个水体的生态环境都有了解才能养的好. 

    养虾第一步就是建立硝化系统,其实大家不管用滤筒,滴流过滤还是上过滤水妖精,有足够的滤材够硝化细菌生殖并且有足够的耐心(通常建立好的硝化系统需要1个月左右)等待硝化细菌繁殖,建立硝化系统应该都不是难题. 

    难的是硝化系统建立以后,虾子每日吃喝拉撒,硝化细菌分解这些有机物剩下的NO3却很难除掉,NO3在自然界中是厌氧菌来分解的,自然界中的厌氧菌是藏在厚厚的河沙和淤泥的底层,因为与氧气隔绝形成厌氧区,厌氧菌就会在这里大量繁殖,分解NO3释放出氮气和氧气,可是厌氧菌在水族箱中很难培养出来,尤其养虾来说,底土铺太厚时间长了容易败坏.如果NO3堆积过多,常见的结果是母虾踢卵,小虾成活率低等

    要创造一个绝对的厌氧环境,本人总结下来有几个办法可以实现厌氧菌的培养. 

    【1】每周定期换水,换1/3,可以有效降低NO3,好处是简单,缺点是对于水质比较硬的地区,换水成本太高,需要用RO软水机或者桶装RO水来换. 

    不换水的方法如下: 

    【2】买一根50米长的水管,一端接在潜水泵,一端放到虾缸中.让水流经过50米的水管流回虾缸,在这个漫长的过程中,氧气消耗大部分,在水管的后半段就可以培养出厌氧区,厌氧菌就会繁殖,他们就会把NO3分解掉,回到缸子中的水NO3会接近与0.注意问题:如果50米管子过细,时间长了可能会阻塞,管子要用深色的,不能用透明的,因为厌氧菌需要不能见光.入水口管子最好抬高,离水面有5公分以上的距离,以免反硝化作用不彻底产生硫化氢毁掉虾缸（这个方法我没有试过，大家有心的可以试试，曾经有网友发帖说过效果还不错）

    【3】台湾KU大发明的三串滤筒法：

台湾KU大曾经有发明过一个三串滤筒法,原理是前两个滤筒放满培菌滤材,让硝化细菌大量繁殖,因为硝化细菌进行硝化作用需要消耗氧气,水流流经前两个滤筒到第三个滤筒的时候氧气消耗差不多了,在第三个滤筒营造出厌氧区,用来培养厌氧菌。

    好处是：因为滤筒水流速度较快，流到第三个滤筒时仍然速度不减，不会因为脱氮作用不彻底产生硫化氢

不足的地方：

    第一、滤筒的容积要足够大,这个足够大是一个很虚的概念,这个要和你的缸子的容积大小匹配,比如说我用三个AT-3338带一个一米的缸子.对于一个60的缸子可能三个3338有点大,但是对于一个1米5的缸子可能3338又不够--这里只是举个例子具体大小要在实际应用中总结，

    二、是取决于滤材,如果有足够的空间没有好的滤材也不行,如果滤材不好培菌效果有限也无法在滤筒里产生足够的硝化细菌,我用的是伊罕的石英球和陶瓷环.但是具体滤材要多少,这个KU大也没有给答案,因为大家具体应用的缸的尺寸和环境各异,没有办法统一

    三、跟虾口的数量有关,这个应该很好理解,虾越多产生的废物越多,硝化作用下来的NO3也就越多.

    四、NO3是厌氧菌-脱氮菌在无氧条件下通过脱氮作用将NO3分解成氮气和氧气,但是如果在绝对无氧的环境下,脱氮菌就会开始以硫化物为食产生硫化氢,硫化氢就会毁掉虾缸,三串滤筒的好处是水流速度快到最后一个滤筒也能带去少量氧气和足够的NO3源,所以不至于产生硫化氢,但是不好的地方是你也不知道他具体会带多少氧气进到第三个滤筒,如果带的太多了第三个滤筒仍然是硝化菌的天下,进行的还是硝化作用.第三个滤筒仍然会成为又一个硝化菌的培菌桶.或者是在第三个滤筒里形成的厌氧区域很小,不足以处理大量的NO3.

    五、脱氮作用需要反应时间,但是滤筒水流速度较快,所以效果好坏大家还需要通过实践观察.

(引用KU大)原帖与大家分享:

    水晶蝦要養的美白，缸內的硝酸鹽一定要很低，換水可減低硝酸鹽的累積，但同時也會把一些”浮游”益菌給換掉，除了換水之外要如何降低?

    自然界中有個循環俗稱氮循環：

有機物(飼料、糞便)>>氨>>(亞硝酸菌)>>亞硝酸>>(硝酸鹽菌)>>硝酸鹽>>(厭氧菌)>>氮氣

    厭氧菌生存在低氧的環境下，水晶蝦、硝化菌都需大量的氧氣，水中有充分的氧氣，造成培育厭氧菌極為困難，就是有的話也不足需求，所以一般的缸子到硝酸鹽氮循環就止，傳統下來培養厭氧菌的概念就是鋪厚厚的底床，但蝦缸用的是土，土不像石或砂，厚土會敗壞，不適用來培養厭氧菌。

    最佳培養厭氧菌的地方還是在筒子裡！

    以下自己長期研究厭氧菌的一些心得供大家參考

    1.  Eheim 2215串三個 (一個馬達+二個前置)：用多量的菌類去”消耗”氧氣，才能讓最後一個筒子有厭氧菌生存的環境。

    2.  用品質好的濾材：硝化菌越多，最後筒內的氧氣會越少。

    3.  設缸時用品牌好和多量的菌類並維持硝酸鹽在最低 (太高就換水)

    4.  處理缸內的有機物質，有機物質的累積會導致硝酸鹽過高而無法降低。)

    【4】买一个NO3化除器,人家现成做好的,省事,但是价格很贵.

    【5】自己DIY一个NO3去除器,做法如下: 

用RO杯自制了一个硝酸盐去除器 

用RO杯和生化球

输液器来控制进入RO杯的水流速度,刚开始每秒1-2滴进水,这样可以在RO杯里培养出厌氧区(详见下图)

沉水马达用带分出水口的这种,分出来的小口用来接输液器的管子,这样的好处是既可以用来过滤又避免烧坏沉水马达(详见下图)

成品样子(详见下图)

    RO杯外面用黑色胶纸粘上,以免透光,用来培养厌氧菌一般培养厌氧菌需要碳源,很多人用白球,好处是现成的很容易买到,缺点是价格很贵,如果嫌这个东西贵可以定期往RO杯里加点糖水,切忌要少加,加多了系统会破坏. 

    注意事项:

    培养厌氧菌大概需要2周-4周左右时间,这个期间硝酸盐去除器最好不要直接用于虾缸,因为硝酸盐去除器会经历一个NO2飙高,和NO3飙高的过程,等出水口测不到NO3的时候再放到虾缸运行.

    另外去除器要用黑色胶布包好,厌氧菌不喜光. 入水口的管子一样要离水面高一些,防止反硝化作用不彻底产生硫化氢毁掉虾子当NO3接近0时适当调高入水的速度,从原先每秒入水1-2滴改为10滴-这个水流速度是前辈总结的，但是说实在话这个速度很难控制，速度太快，化除器会变成另一个硝化细菌的培菌筒，速度太慢形成无氧区产生硫化氢

    不管是现成的硝酸盐化除器还是自制的硝酸盐化除器都要配合氧化还原电位指示测试器-ORP笔用起来才比较安全(ORP值在负50-负200左右是化除器有效运作的合理范围，如果ORP值小于负200，有毒的硫化氢就会产生）,有的商品化的硝酸盐去除器自带这样的设备.如果自D的话需要谨慎对待.以免硫化氢问题出现

    有关硝化作用和反硝化作用的原理和化学公式,前辈都有总结,我这里也不写那么多了,下面转帖一下前辈总结的帖子,如果有钻研精神的网友可以仔细阅读,对了解整个水体NH3,NH4,NO2,NO3,转化原理会对硝化过程和脱氮过程有更深理解,并且对各种化除NO3的各种原理和方法有更深刻的认识:

    氮（N）是生物重要的化学元素，它由两种有机物形成：蛋白质和核酸。自然界的氮是以氮气（N2）的形式存在空气中，空气中氮气的含量很多，但生物无法直接利用它。一些菌类（主要是蓝、绿藻类（cyanobacteria））能够吸收氮，加以合成氮基化合物，这个过程叫氮固定。藻类被一些生物吃掉，这些生物又再被其他生物生物吃掉，最后的氮化合物就在整个生态系统中扩展起来。当这些氮化合物被释放（尸体，生物脱落物、排泄物）时，它们就被细菌分解，分解的主要产物之一就是氨（NH3）。氨于水中与水结合，就形成氢氧化铵（NH4OH）。这是毒性比较大的物质，能使鱼类血液中的蛋白质变性而失去生理功能。当水体中氨的浓度超过0.2ppm时就会造成鱼类急性死亡，浓度高的氢氧化铵是烈性腐蚀剂。氨的毒性随温度，PH值和水中的盐分而有所不同。由于氨水呈碱性，在越呈酸性（PH<7）的水中，氢氧化铵就越被压制。反之在越呈碱性（PH>7）的水中，它的毒性就越大。氨可以被亚硝化细菌分解,转变成亚硝酸（NO2-），这个过程成为亚硝化，公式如下：

    2NH3+3O2--->2HNO2+2H2O+热 

    HNO2（亚硝酸）也溶于水，释放亚硝酸根离子（NO2-）。高浓度的亚硝酸盐对植物和动物也是有害的，但它会被硝化细菌继续分解成硝酸盐（NO3-），这个过程成为硝化：

    2HNO2+O2--->2HNO3+热  

    这样的话，含氮的有机物就会被分解为毒性较弱。在水族箱中，氮通过这个过程慢慢被分解为无害的硝酸盐。但硝酸盐又是植物的营养剂，会导致藻类的大量生长。所以，通过换水来降低硝酸盐的浓度。在缸中种植植物，也会吸收相当多的硝酸盐。

    硝化细菌存在于水族箱的任何地方，但它在光线不强，水流缓慢，溶氧丰富的地方更容易繁殖。因为亚硝化细菌、硝化细菌都是好氧菌，所以，充足的氧气对氮循环非常重要。如果水中缺氧，硝酸盐会被厌氧细菌再次转化回亚硝酸盐和氨，这个过程叫反硝化(NO3- +2e+2H+ --->NO2-  +H2O)。这种反硝化反映非常可怕，自然界中也有这种情况发生，像已知的河流反坑现象，同样的现象发生在鱼缸中就会使宠鱼的生命受到威胁，甚至死亡，这个问题要值得重视。

    反硝化过滤

    反硝化过滤或脱氮过滤装置被用以防止和降低海水缸中硝酸盐含量的增长。通过反硝化作用，非自养性细菌（厌氧菌）将硝酸盐分解成为单分子氮（N2）和氧，氮气被排入空气中，自由氧在缺氧环境中会使厌氧菌将有机物质氧化；此过程称为硝化呼吸。厌氧菌喜欢水中的自由氧，促使无氧条件下厌氧菌的硝化呼吸作用。从能量角度而言，对它们无好处。要建立起充分的缺氧环境，就必须提供额外的有机碳给菌落群，但不能与氮或磷结合。要使反硝化作用活跃应保持环境处于缺氧条件下，而反硝化作用的终产物却有氧气生成，使得缺氧状态不易保持，因此需要额外提供有机碳促使厌氧菌通过硝化呼吸消耗掉反硝化作用生成的氧，从而保证整个大环境的缺氧状态。

    反硝化过滤搞不好会引起大的事故发生，建立起无氧环境需要很长的时间。只有水中溶氧被耗竭，厌氧菌的新陈代谢达到高峰时，反硝化过滤才真正起作用。在此之前，必须精确补充与被消耗硝酸盐等量的有机碳（促进厌氧菌硝化呼吸）。把握有机碳（乙醇、乳糖、醋酸等）的正确添加量可不是那么简单的，只有通过准确监测水体氧化-还原电势才能进行可控制。当测量值高于-50mv时，表明反硝化作用尚未开始，水体中的硝酸盐和亚硝酸盐含量较高。只有当氧化-还原电势值低于-50mv时，才意味着反硝化过滤已开始运作。然而，一旦电势值低过-200mv，就会有浓烈的臭鸡蛋味散发出来！（H2S，硫化氢，剧毒！！！）记住要不惜一切代价防止这种情况发生！可以通过提高流量来增加O2和硝酸盐的供给防止产生细菌性硫酸盐降解。

    水流量极低时，会迫使厌氧菌完全消耗掉硝酸盐后转向消耗分子氧。（而水流量太大或有机碳供给不足时，出口水体便显现亚硝酸性）。流量掌控以使整缸水在1-2周内被循环一次为适中。由于经过功能良好反硝化过滤的水体中是不含硝酸盐的，因此这个流量完全能保证在水族箱中稳定一个低的硝酸盐含量。经反硝化处理后的出水应绕经滴流过滤或蛋白除沫器以除去可能存在的有毒产物或中间产物。

    还应提及的反硝化过滤的另一项优点是：在缺氧环境下，被沉淀的微量元素会被再次溶解于水 

    本人认为最安全的办法是三串滤筒法,虽然效率不像NO3去除器那样高,但是虾缸还是安全第一,本人目前所有虾缸也都采用三串滤筒配合定期换水加种植根系水草吸收NO3的办法.自己DIY的硝酸盐去除器仍在摆烂缸中运行,到目前为止运行正常没有倒缸,效果还需进一步观察,有心得再和大家报告.