还是无眠大师的文章
一、物理过滤的效能
所谓物理过滤，就是将水中各种可见杂质滤除的功能。
对一个过滤系统来说，衡量物理过滤能力的方法就是水中杂质的含有率以及颗粒的大小。含有率越低、颗粒越小（小到没有当然最好），说明过滤系统的物理过滤能力越强。对于我们一般的草友来说，这个指标是不可量化测试的，我们既不可能测量水中杂质的干质量，也可能测量水的透光率，我们所拥有的唯一的“仪器”就是自己的眼睛，当然，这个“仪器”已经足够用了，因为我们使用过滤系统的主要目标之一就是为了使水的清澈程度“令这仪器满意”。
虽然对于大多数人来说物理过滤的效能难以量化，但是，根据经验，过滤系统的流量和滤材容积情况，可以辅助我们来判断。
目前，关于过滤系统，可以肯定两个事实:一是流量越高，系统单位时间内所处理的水体越多，过滤效能越高；二是（同类）滤材容积越大，系统单位时间内所吸附的杂质越多，过滤效能越高。基本上可以认为，过滤效能=流量×滤材容积×α。
其中，α是指过滤材料的设计效能，和滤材的孔径、材料强度、表面特性等等因素有关。这也是非常重要的参数，只是我们多数人无法设计和制造滤材，只能选用现成的东西了。
二、流量与流速
尽管提高流量是提升过滤系统效率最直接的方法，但是在水草缸中，这一方法会受到很大的限制，有时候甚至要削弱流量。这是因为，大多数水草并不喜欢湍急的水流。
这是很容易证实的事实。有经验的朋友都会发现，如果过滤系统的出水水流特别湍急的话，往往在出水口附近的水草生长状况要比别处相差很多，甚至有时候水草生存都成问题。
我曾经特意留意网络上关于这一现象的分析文章，大致有几个说法来解释这种现象：
1、水草叶片会自动调整方向以获得充足的光照，在湍急的水流中，由于水草经常摆动，叶片的自我调整功能失效，造成水草不能充分接收光照，或者说由于频繁的变动位置，造成自我调节机能的紊乱。
2、水草本身会在叶片、茎、根附近分泌或者释放一些物质，甚至改变这些区域的水的氧化还原电位，形成一个与环境并不相同的“微环境”，这种微环境可能包括与水中其它地方不同的PH值、硬度、导电度等等，以适合水草对于各种养分以及CO2的吸收。湍急的水流会将这些物质冲走，恶化水草叶片附近的环境，导致水草对养分吸收发生障碍，从而生长缓慢。
3、经过过滤系统处理后的水质与缸内水质可能有微弱的差别，从而造成水草的生理障碍。（个人不太赞同这个说法）
总之，不管怎么说，水流太急是对水草生长不利的因素，因此，我们的过滤系统不可能靠无限制的增加流量来提高效能。
那么，流量到底多大合适呢？
我的回答可能会令多数人惊愕，基于以上原因，流量越小越合适。
但是这并不等于流量为0最好。这是因为流量为0的话，过滤系统等于不存在，也就根本谈不上什么过滤效能了，此外，流动的水有利于将养分、CO2均匀快速扩散到缸内每个角落，尤其是对于密植的水草缸来说，这是非常必要的。
我记得曾经看过一篇文章（很抱歉，找不到出处了），介绍说大多数水草最适宜生长的水流速度大约是1.6CM/S~8CM/S之间，少数椒草可以适应14CM/S以上的流速，有些根系十分发达的水草还能在50CM/S以上的流速中生存（只是我们大多数人并不会养这类水草）。
我们由此可以计算一下我们所采用的出水口的流量是不是合适，例如，我们常常用16MM内径的弯管做出水口，根据上述参数，相对于较为合适的过滤桶流量为115L/H~600L/H之间。当然，这是以紧贴出水口附近的流量来考虑的，实际上我们并不会这样种水草，并且水在流出出水口后还会扩散开而降低流速，因此，过滤系统的设计流量可放宽2~3倍，也就是200L/H~1800L/H均可。由此我们也可以看出，过滤桶厂家设计水管的粗细时绝不是拍脑袋就上的。当然，在这个范围内我们还是希望出水速度偏小一些，这就要对出水口做一些改动，后文会提到，不再赘述。
我们实际使用时，并不需要考虑太多，前人早已给我们总结了规律，2~5倍水体容积为宜，实际上，如果效率足够，流量达到2~3倍时已经足够。这里的2~3倍是指真正的流量，而不是厂家过滤桶上标注的流量（标称流量）。很多时候，二者相差很远，在滤材分配合理的情况下，实际流量越约为标称流量的50%~70%。
三、过滤效率与滤材
所谓过滤效率，就是在一次过滤过程中，过滤系统能够滤除水中多少杂质。
物理过滤可以划分为两种过滤形式：吸附和沉淀
吸附，是指水中的杂质在经过滤材时，被滤材的微孔所阻挡，从而停留在滤材内；沉淀，是指水中的杂质在重力的影响下逐渐沉积在容器的底部（或者其它某处）。在我们的过滤系统中，这两种形式是同时存在的，多数情况下，我们会比较重视吸附这一环节。反映到我们的过滤系统中，吸附主要是由滤材来完成的，而沉淀则需要滤材和容器空间来配合完成。
如果是想当然地去考虑问题，我们很容易会得到一个看似正确实则错误的结论，那就是“滤材越细，物理过滤效果越好”。其实，这个问题只需要我们稍微深入思考一下就能理解，请记住“过滤效能=流量×滤材容积”这个等式，任何影响到流量和容积的因素都会导致过滤效率的变化。当滤材过于细密时，由于滤材的吸附作用加强，意味着滤材很容易被堵塞，滤材的堵塞就会影响流量，从而影响到过滤效率。当然，这个问题我们可以通过经常清洗滤材来解决，但是，这一方面背离了我们要“轻松养草”的初衷，另一方面，频繁的拆装过滤桶不得不说是对产品质量的一种“极端考验”。
那么，我们就必须同时重视沉淀这个环节。如何重视？很简单，使用孔径较大的滤材，以及尽可能减缓过滤系统中的水流。看起来矛盾了是吧？对，这的确是有矛盾，通过折中的方法来解决矛盾，这正是许多过滤系统制造厂家长久以来研究的问题，一个好的过滤桶，绝对不是拍脑袋就能设计出来的。
最新回复
市面上销售的滤材大致就是那么几种，比如说细过滤棉、生化棉、陶瓷环（玻璃环）、生化球、生化珠等等，所有的滤材都被厂家宣称为“最有效”的滤材，但是实际上，单独使用其中任何一种滤材，结果都是效率低下的。
我们大概很多人都有这样的经历，随着使用时间越来越久，过滤桶的流量变得越来越小，小到一定程度时，我们会判定是过滤棉太脏了，水路堵塞了。于是我们打开过滤桶，却发现过滤棉只有一块地方很脏，还有很多地方都是白的。
显然，这时过滤棉的使用效率就太低了，由于少数区域的阻塞而导致整块过滤棉不得不进行清洗。这种清洗不仅仅是劳累的问题，更糟糕的是由于过滤桶的寿命和清洗次数有很大关系，频繁拆卸，会导致过滤桶寿命大大降低。
那么，我们必须想办法，使得过滤棉的使用效率能得到提高，并且尽量做到不易堵塞，少拆卸滤桶，从而节省我们的银子。
我们有现成的例子可以学习，那就是污水处理厂。
肮脏的污水经过污水处理厂的一道道处理环节后，可以变成相对干净的“中水”，用来冲厕所、浇花。中水还可以做进一步处理，变成符合饮用标准的自来水。
我们的过滤系统，实际上就是一个小小的“污水”处理厂，而且令人高兴的是，这个处理厂的负担其实很轻，它的“原料”大多数时候都并不算脏。
污水处理大致有沉淀、降解、粗过滤、细过滤、吸附、消毒等几个过程，除了消毒外，其它几个过程都值得借鉴。
我们可以认真考虑一下，为什么污水处理厂不是直接用过滤泵处理污水？为什么要建立一大堆沉淀池、化消池？道理很简单，效率第一。污水处理厂不可能花大把的银子买超细滤材去过滤那些用渔网就能捞起的塑料袋和废餐盒，正如我们不会买精细的钟表起子去拧桌椅上的木螺丝一样。
过滤系统中的滤材，正如工具一样，不同的工具有着不同的用途和使用对象，用错了工具，或者不能达到使用工具的目的，或者会造成工具的损坏。
如果我们把过滤系统理解为“流水线”，那么滤材就是这流水线上的一道一道工序。我们所要做的，就是将每一道工序以及工序之间的衔接设计好。
我们来看一张图：
这是一张比较常规的净水流程示意图（实际上污水处理装置比这复杂的多，少则10几道流程，多则数十甚至上百道），图中污水从左侧流入，经过多级过滤后从右侧流出。
在这个过滤系统中，过滤材料的孔径是不同的，最先接触污水的滤材孔径较粗，最后的滤材孔径最细。这是一种合理分配各级滤材负担，并且充分利用“沉淀”的方法。
按照我们通常的想法，“应该”是滤材越细密，能够通过的颗粒越小，过滤效果应该越好。但是，实际上，这种想法仅仅对于单个滤材有些道理，而对于一个水处理系统来说，仅仅靠滤材的细密来解决问题可以说是完全行不通的。我们看一下下图：
假设我们在过滤系统的初级就用上最细的滤材，会有什么结果呢？很简单，这一级会很快被各种污物堵塞，最终影响水的通过，我们不得不经常去清洗更换滤材，以保证过滤系统的处理能力。更为不合理的是，从这一级流出的水已经相当干净，后面几级实际上起不到什么作用，就像一个人浮于事的大机构，只有少数几个人卖命工作以维持机构的运转，更多的人却是无所事事。这不是我们所希望看到的。
沉淀的概念对于过滤系统来说，可能比“过滤”更为重要，经过适当的沉淀，大块的杂质一方面会落到不影响水流通过的地方，另一方面在沉淀场所被细菌处理成更小的杂质，被水流带入下一级过滤。沉淀区域，可以被看成“生物粉碎机”，其作用就是将大块的杂质转变为更适于下一级处理的小颗粒杂质。随着一级一级过滤的滤材逐渐变细，沉淀的颗粒也会越来越小，很多有机质颗粒在沉淀中逐渐被分解、消溶，最终它们中的大部分会消失掉，变成看不见的无机盐
或者分子团。这些无机盐和分子团，或者会随着我们换水的维护过程被倒入下水道，或者在缸内进一步被分解成无机盐，无论哪种情况，它们都不再影响我们的视觉。
我们的过滤桶相对于污水处理厂来说，规模要小上很多很多，并且通常由于空间问题，都不可能做得很大，所以，如何在有限的空间内充分发挥各种滤材的优势就显得更为重要。我们不希望过于频繁的维护工作，同样过滤桶也不“喜欢”，因此，我们设计的过滤系统，必须要考虑减少维护的问题。
我们应当认真考虑什么叫过滤。我们之中的大多数人都将其理解为“将脏东西留在滤材里”或者是“用滤材挡住脏东西，不让其通过”，这个理解从本质上说没有任何问题，但是显得有点“朴素”。我们可以看到某些管理不善的大工厂，每天早上门前挤满了排队等待打卡的员工，有时候员工等待打卡的时间要超过半小时，有些员工甚至因为排队延误了打卡，从早到变成了迟到。这就是一个典型的缺乏效率的例子，虽然可以保证每个员工都能打上卡，每个与员工的迟到或者正点考勤都不会有错，但是单一的打卡方法和地点，造成了效率的极度低下。在过滤系统中也是如此，我们应该学会“分流”，让每一级过滤的负担都能保持大体相等，各级之间应该是互相配合而不是阻碍，以这样的思考方法去考虑滤材配置，将会是事半功倍的结果。
什么是生化过滤？网上相关的文章很多，我就不必细说了，在这里，我将几个要点罗列一下：
——生化过滤是利用各种“有益细菌”分解或者转化缸内产生的“废物”的一个过程，由于这一过程需要有活的细菌来参与才能完成，并且包含一些化学反应过程，故而称之为“生化”（生物+化学）。
——生化过滤的要素是各种细菌以及它们“住所”（菌床）。
——各种细菌有着它们生长所需要的条件，例如PH值、光、硬度、含氧量、有机物种类机数量、菌床的物理化学特性等等。
——单一一种细菌无法完成整个生化反应过程
——生化过滤无法替代物理过滤
我们经常会看到听到一些说法，对水草缸的生态系统需要加以重视，甚至有些商家在宣传某些滤材时，也会强调滤材的一些特质，进而告诉消费者“这种滤材特别适合于各类水族箱之生化系统”。实际上，这些说法是不严谨的，甚至在某些时候是错误的指导。
首先，生化系统不等于过滤系统，甚至是很不等于；
其次，生化系统很不等于硝化系统；
再次，生化系统更不等于生化滤材；
还有，即使是硝化系统，也不等于生化滤材。
我们需要厘清一个概念，什么生化系统？我们要确认的是，生化系统应该是指草缸中所有生物化学物质的总和，这些物质（或者物体）之间存在着某种关系，这些关系互相影响，最终达到一个稳定的状态。这种稳定状态，是由我们人来控制的。控制的好，我们所喜欢的那些东西就会处于健康生长的状态，否则，那些东西就会死亡消失，被我们所不希望看到的东西所代替。
所以，没有任何一样东西或者设备能够被称为“生化系统”，它们最多只能是生化系统的一个组成部分，有些可以被我们人所直接控制，有些则需要几个条件配合而受到间接控制。
不知道有多少人能够理解，投放液肥和给鱼喂食在本质上是相同的。不同点在于，前者能够被水草所直接吸收，并随着我们换水和修剪水草被排出我们的草缸，而后者要经过鱼类和微生物的共同处理，才能被水草所吸收，最终也还是会被排出草缸这个生态系统。由于我们对草缸观赏性的要求以及草缸空间上的固有缺陷，我们草缸中的生态系统实际上并不能算是一个“循环”系统，而是一种像流水一样的直线型单向系统，物质从这个系统的一端流入，然后再从另一端流出，我们通常所认为的“循环”只不过是这个系统中的几个“漩涡”而已，虽然这些漩涡也非常重要。
弄明白这些很重要，也很不重要。说不重要，那是因为现在很多“教科书”所宣传的养殖和维护方法实际上并不是以“生态循环”为基础的，我们大可不必担心走错了路。说重要，那是当我们面对一些新的理论和新的事物时，如何去判断这些理论或者事务的可信度的问题。有些水族产品，由于支持其有效性的理论就存在这严重的缺陷，就注定这种产品的失败。
扯远了，回到生化过滤吧。
前面啰嗦了一大套，其实的本意是，如果要使得我们的草缸始终处于一个健康的状态，我们不要只依赖所谓的生化过滤系统，草缸中的其它生物和物质都是这个系统的一个环节，例如，水草本身的作用就和硝化细菌一样，会吸收水中的NO2和NH4；底沙也是硝化细菌的菌床；NO3必须在微生物（非硝化细菌、反硝化细菌）的作用下才能转变为易于被水草所利用的NO2和NH4；鱼虽然是食物链的最高层，但是一些食藻鱼可以将水藻变成容易被细菌所分解的微生物，并且我们投放的鱼食要经过鱼和细菌的共同处理才能变成水草所能利用的N、P等无机盐。
水草在草缸生化系统中占据着核心地位。水草吸收水中和底沙中的各种矿物质无机盐，使得水质能够长期维持稳定；水草将光合作用所沉声的氧气传输到根部，一方面供给自身使用，另一方面也供养了根部附近的各种有益菌；水草本身就能吸收大量的NO2\NH4等有害物质；水草产生的氧气也在供给缸内高级生物所需。
我们经常能够发现，在密植水草的草缸内，往往水草更容易生存，水质更加容易稳定，藻类更容易控制，鱼类更容易存活；反之则反。
所以，如果我们要强调草缸中的生态平衡或者生化系统时，最直接有效的方法就是让水草更加茂盛和茁壮，我们可以在开缸初期即种植大量的速生水草，使得我们的草缸很快就能进入状态。
正是因为这样，在大多数情况下，在草缸中要强调“生化系统”就成了一句“废话”，因为促成这个生化系统达至健康状态的手段恰恰正是我们的目的。或者说，当我们提到建立草缸时，就已经暗含着我们要建立一个健康有效的生化系统了！
那么，我们所谓的生化过滤在这个生态系统中究竟处于一个什么地位呢？很简单，辅助地位。
虽然我们说，只要我们搞好草缸中的环境，种植好水草，生态系统就基本上确立起来了，但是，我们也要看到，在建缸初期，要靠水草自身来达到平衡还是有一定困难的，这是因为水草需要转水，不可能今天种下明天就能达至茂盛。那么，我们还是需要在开始的时候进行一下人为的推动，就像汽车开动之前需要有马达带动引擎启动一样。
这个启动实际上很简单，就是在缸和过滤桶中加入硝化细菌，使得硝化细菌能够先在过滤桶中成长起来，并且随着水流传播到草缸中的每个角落，这是我们唯一能做的事情。
我们之中很多人都可能会误认为硝化系统就是生化系统，如果你能看明白前面的论述，到这里也应该明白了，硝化系统并不等于生化系统，实际上，它在草缸中的地位并不像很多厂家所宣传的那么重要，它的工作水草也能干。我们之所以还需要依靠它，是因为我们无法保证不去动（修剪、移栽、拔除等等）水草，并且，一旦草缸的水质发生重大变动，水草的生理受到抑制时，我们只能依靠硝化系统来顶替水草的工作。硝化系统对于草缸，更应该被看做一个“后备系统”，它的有效性只有在水草“罢工”或者“草力不足”的情况下才能凸显出来。从这一点来说，我们还是需要考虑硝化系统的。顺便说一句，在草缸中，我们的硝化系统在大多数时间是处于饥饿状态的，有时候，我们可能还需要考虑“喂喂”它。
考虑硝化系统，不等于考虑“生化滤材”。或者说，我们不能以过滤系统中使用了多少生化滤材来判定硝化系统是否健康。这是因为，我们使用的所有滤材，实际上都是生化滤材，包括那些物理滤材。不仅仅如此，过滤桶本身的桶壁、水管内壁、提篮等等表面都可以被看做所谓的生化滤材，这是因为硝化细菌不会因为“某个表面上没用多少孔”就不能在这个表面上生存，它可以生存在任何一个不断有水流经过带来氧气以及 NO2/NH4的表面上。
关于硝化细菌的菌床，我们不必太重视其材质，实际上，我们从厂家推出的产品中也能发现一些“狡猾”，从玻璃环、陶瓷环，到生化球、生化棉，还有藤棉、生化丝等等，不管如何宣传，无非是在表面积上大做文章，表面积越大效果越好。但是，我们会发现，一个厂家往往会生产多种滤材，并且这些滤材的价格实际上也相差无几，并不能体现所谓的“价值规律”。这从另一个侧面上可以反映出，其实，这些滤材的效果都差不多。
那么，我们就没必要在过滤系统中考虑所谓的生化过滤，因为实际上，无论我们怎么干，生化过滤都是存在的，如果我们希望生化过滤系统能够强壮一点，加大滤材的容积吧，那才是增加菌床面积的根本方法，而这个方法，和增强物理过滤的方法是不谋而合的。
所以，我们得出一个相当重要的结论，在我们的草缸中，无论你是重视物理过滤也好，还是重视生化过滤也好，最合理有效的方法，就是增加滤材容积，这是一石二鸟的好方法。
此外，我们也应该知道，硝化系统或者水草只是草缸中生化系统的一个环节，还有另一个环节也需要重视，那就是一些能够将鱼类粪便、水草败叶等有机物分解的细菌，它们之中有厌氧菌也有好氧菌还有中性菌。我们在设置草缸时，也必须考虑给它们提供适当的活动场所。对于好氧菌，其生存条件和硝化细菌差不多，自不必多说。对于厌氧菌，目前来看只有在底沙的下层才能生存，因此，我们在考虑底沙的活化问题时，不能只考虑到以硝化细菌为代表的好氧菌，同时也要考虑到另一些习性相反的“朋友”。
最后，我对这一章节做一个总结。在草缸中，我们完全没有必要去重点考虑所谓的生化系统或者生化过滤，更没有必要花大价钱去购买那些被认为是最好的生化滤材，这是因为，我们已经拥有了一个效率最高、最为廉价的优质生化滤材，那就是水草。
在草缸中添加硝化细菌菌种，相当于发动一部汽车时的点火和启动装置，一旦汽车行驶起来了，它也就失去作用了，只有当我们由于某种失误而导致我们的“汽车”“熄火”时，才有必要再次使用它。
硝化细菌是生态系统保持平衡的一个环节，但是不能因此而忘记还有其它细菌也在工作。