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一、前言

生物过滤是整个过滤系统的重心，一个过滤系统是否能够发挥关键性（除氨）功能，端视生物过滤能否正常运作而定。市面上有贩卖许多生物滤材的相关产品，面对琳琅满目的生物滤材，如何做出适当的选择，应是我们在布置过滤系统之前首先必须了解的课题。

其次，当生物滤材选定之后，又如何把它布置在过滤系统中也是一门学问。唯有懂得布置的要领，做出适当的布置，才能使生物滤材发生作用，进而发挥预期的效果，否则它的功能是会被打折扣的。还有，在使用过程中，生物滤材应该如何管理，也是我们要去了解的问题。

本文特别针对生物滤材的选择、布置与管理等热门话题，做深入的报导，相信这篇报导对那些正打算在自己水族缸使用生物过滤，但又不懂如何进行作业的新手，应该可称得上是一项福音吧，因为这篇报导能提供有用的信息供给他们参考，而勿须再为此感到茫然无头绪矣！

二、生物滤材及其种类

我们所要探讨的生物滤材，主要是一类能利用高接触面积，使硝化细菌能附着于其表面上生长，并逐渐形成「生物膜」，再藉由生物膜与循环水密切接触之机会，将其中的氨除去，以达到净化水质之目的之滤材。

现在已有许多专为培养硝化细菌生长用的滤材，这些滤材可以放置在过滤装置中，藉以培养硝化细菌、建立硝化系统，使氨能在硝化作用的过程中被氧化掉，而不再对养殖鱼类构成危害。

生物滤材的种类固然很多，例如，塑料生化球、陶瓷环、生化棉、炼石、砂砾等，都是我们最常见的种类。不过我们可以依其材质不同，而区分为：塑料制品、陶瓷制品、天然产品、炼石制品，以及其它替代物品等，其中以塑料制品的种类最多，应用也最广，其次是陶瓷制品，其它种类的应用则较少。

三、生物滤材的选择

由于硝化细菌必须附着于适当的载体表面才能生长，并进行硝化作用，所以我们在选择生物滤材时，通常以优先考虑具有大表面积者为佳。理由是，表面积越大，硝化细菌的含容度理应越高，即越多菌生长在其中。不过，此种选择仍应兼顾到溶氧必须不受到限制为前提，否则硝化细菌仍不容易在其内部被培养起来。

在科学上，衡量生物滤材的表面积是大或小，主要是以「比表面积」作为参数。所谓比表面积是指单位体积（立方公尺）的生物滤材所具有的表面积（平方公尺），单位为m2/m3。一般塑料制品的比表面积约30～120m2/m3，陶瓷制品约50～1000m2/m3。显然陶瓷制品的比表面积较大似乎占优势，但是比表面积越大者，其内部孔隙往往较小，且通气性较差，对硝化作用可能有不良影响，所以选择高比表面积的陶瓷制品，不见得就一定最有利。

一般产品生物滤材的产品通常有标示其比表面积，例如，某些国外进口塑料制品之比表面积如下：Bio-strata（33.5m2/m3）、Bio-film（78.9m2/m）、Bio-Fill（76.2m2/m3）、Bioballs（48.8m2/m3）、ScrubPads（112.8m2/m3）、Biocalm（28~39.6m2/m3）。陶瓷制品的质地细致，不容易准确衡量其比表面积，它通常只列出大约范围值而已。无论如何，我们都可以根据商品所揭示的比表面积，作为初步选择之参考。

生物滤材的形状及大小也是我们要注意的选项，因为它对硝化作用的效率也会产生不同程度的影响。例如，陶瓷制品的形状特别多，有矩鞍环、异鞍环、十字环、鲍尔环、阶梯环、拉西环、共轭环、陶瓷低环、陶瓷蜂窝填料…等等，让人看得眼花缭乱。选择时，可以考虑以能达到最大堆积密度者为佳，毕竟过滤器能堆积的生物滤材的空间相当有限，若其形状越有利于彼此接合，以及形状较小者，可以节省堆积空间。

还有，选择时亦需注意生物滤材的物理性质及化学性质的稳定性，且宜以质轻、坚固耐用、耐负荷、耐冲击者为佳，例如，陶瓷制品不会因堆积重量而粉化，塑料制品不会因堆积重量而变形，而且都能耐得起水流的冲刷，而不会释出影响水质的化学成分或有害物质等，这些都是作为生物滤材的必要条件。

有些塑料制品的表面相当光滑，亲水性差，无法使气、水、生物膜得到充分接触与交换，以致在过滤操作过程中容易造成呆水流或产生死角，这绝对会影响硝化作用的效率，因此若想选择塑料制品作为滤材，应该以表面粗糙者作为优先选购的对象；或置入水中再取出观察，如果滤材表面的润湿性越高越佳，凡滤材表面有水珠凝聚现象者要避免选择。

最后考虑的是价格的问题。贵的产品不一定就是好的，反之，也非便宜无好货。如果价格低，而生物滤材的比表面积高，单位容积需要的滤材数量多（节省空间），滤材表面的润湿性好，不会放出不受欢迎的物质，我们似乎没有不优先选择的理由。

四、生物滤材的布置

硝化作用会受到有机污染的抑制，硝化细菌的生长也会间接受到有机污染之影响，所以专门用来培养硝化细菌的生物滤材，应该尽量避免有机污染的入侵，尤其是那些会引来腐生细菌大量滋生的污染源更是如此，否则当污染问题严重时，硝化细菌可能连无立身之地都没有，更遑论发挥除氨净水的功能。

腐生细菌会随着有机碎屑到处流窜，物理滤材则是拦截有机碎屑的地方。水族缸中的鱼粪、残饵、水草残骸等有机碎屑，很容易被循环水载运到这地方来集中，因此物理滤材乃是腐生细菌谋生的天堂，也是各种腐生细菌族群的大本营。

腐生细菌靠分解有机碎屑获得生存及繁衍所须之质能，但同时也在此过程中生产大量的氨。氨能通过物理滤材而被水流夹带往下扩散，所以若能在物理滤材的下方，再布置一道适当的生物滤材，正好可以用来培养硝化细菌并把氨给消除掉。换言之，生物滤材最适合布置在物理滤材的下方。例如，滤绵→生化绵→陶瓷环等。

五、生物滤材的管理

生物滤材不必换洗，如果把生物滤材拿出来换洗，那么好不容易建立起来的硝化系统一定会受到严重的破坏。这样看来，生物滤材的管理工作似乎很简单，不过仍须尽量避免让生物滤材有受到有机碎屑污染之机会。

有机碎屑不会对硝化细菌造成任何毒害反应，然而如果让有机碎屑不断渗漏至生物滤材中，势必遭致腐生细菌的大举入侵，而直接压缩到硝化细菌的生存空间，影响所及，硝化细菌的菌落将受到破坏，这当然会对硝化作用造成不利的影响。职是之故，物理滤材物必经常换洗，以免有机碎屑负荷过多，有渗漏至生物滤材之虞。

生物滤材久用之后，难免也会藏污纳垢，不过，不用担心，这些污垢主要是一些即将剥落的生物膜。生物膜通常也有寿命，只要它的厚度太厚，导致深层形成厌气状态，其中的硝化细菌因无法继续生存，而在循环水的冲刷下，逐渐剥离生物滤材的表面，最后脱离其表面，并被循环水从过滤器中夹带出来进入水族缸内，随即又被循环水重新带回物理滤材终被除去。新的生物膜，不久之后又会在原来剥落的地方重新长起来。