沼泽过滤原理、教程以及常见问题(持续更新)

在上一篇帖子中我粗略介绍了沼泽过滤,因为很多吧友感兴趣,所以我再搬多几篇外文,一半翻译一般自己总结的,着重解释原理和一些常见问题。持续搬运,共同学习
原理篇:
沼泽(或者说湿地),它是自然的过滤系统,被誉为地球之肾。湿地可以调节水分平衡,改善局部气候,因为丰富的水份条件,适宜植物生长,因此湿地拥有茂盛的植物。


湿地不同河流,它水流速缓慢,当生活污水、工业废水、农业废水进入湿地后,因为运动速度减慢,其中的有害有毒物质会逐渐沉淀下来。而湿地植物一般拥有发达的根部,可以大量吸收有毒物质,净化水质。


利用湿地的过滤功能,在美国加州的阿克塔建造的Arcata Marsh人工湿地区,专门处理城市废水和保护野生动物环境。在欧洲、南美洲也有许多类似的人工湿地系统。
Verdú-Lleida
一般污水处理厂的技术都会慢慢被挖掘出来作为家庭水族玩家的过滤,人工湿地也不例外,国外很多年前就有人在池塘边上建造小型湿地或者沼泽,效果出奇的好,用的人越来越多,这种方法被称为沼泽过滤(bog filter)。

【定义】:沼泽过滤是一种密植水培植物的溢流式池塘过滤系统。具有自然美观、可自净、维护少的优点。
【特点】:
1.水自底部向上流;
2.水流缓慢且均匀分散;
3.水培植物的密度大且根部发达;
【水是如何流动】:
高流速的水在沼泽的底部通过滴流管均匀排出。在向上流经石子/砂子的过程种,水逐渐被减速, 同时杂质形成沉淀物。水漫到表面再通过瀑布方式溢流回池塘。
【成功的关键】:
水培植物。它们的根系生长在砾石层中, 形成一个平衡的生态系统。植物是沼泽地食物链的重要组成部分。附着在石子上的细菌分解了腐烂的植物物质、鱼废料和藻类的排泄物,生成肥料(氨氮)提供给植物。这完全是生态循环!不需要费尽心机培养硝化细菌和反硝化细菌,交给植物吧。
【如何建造沼泽过滤】:

图1.工作原理:
我们在沼泽池的底部放置一个长的过滤组件--滴流管。滴流管与排污管(可选)相连。这些组件连接到池塘里面的水泵。这基本上创造了湿地的引擎。在滴流管的上面, 我们先放置一层更大的岩石, 上面是较小的砾石。
可以看到,建造沼泽过滤是非常简单的,在材料到齐 的情况下,半小时内就能完成。但是植物的驯化和养护是需要一段时间的。


常见问题篇:
【如何排污/维护】
虽然沼泽过滤需要很少维护,但我们仍然建议1年维护一次,方法是在建造滴流管的时候接通一条pvc管通向外面,平时用管帽盖住,需要清洗的时候可以通过高水压清洗。
【需要在沼泽池里放气泵吗】
不需要,可以直接放在池塘里。气泡会让杂质无法沉淀,所以不建议放入沼泽池中,因为打氧主要是为了鱼类,所以直接在池塘里打氧就可以了。
【缺氧层】

在运行长时间后,沼泽池里藏污纳垢,缝隙越来越小,因此也会出现缺氧层,而厌氧分解实际上可以大幅降低有机物含量,所以不用太担心。在了解沼泽过滤的时候还发现一种过滤叫缺氧过滤(anoxic filter),它可以培养反硝化细菌,有兴趣可以去看看,挺神奇的。

【水为什么不能自上而下,这样不是更节能吗?】
因为水流自上而下,会被重力加速,不能有效沉淀杂质。
完全想反(我一开始也错了)。咳咳划重点:水压只和深度有关。看起来沼泽过滤的水泵亚历山大,辣么多水压下去对吧,其实不然,水压只和沼泽池的水面到水泵的垂直高度有关,和水的多少无关,即使那是一个水库,也一样泵。因为沼泽池的水面和池面非常接近,所以只需要克服水泵到水面的深度+5公分即可。相对于其他类型的过滤来说,沼泽过滤算是对水泵压力最小的了(比方说滴滤一般还要高出水面30公分;沼泽池一般高出水面5公分以内)。
【如何防止堵塞】
两方面,一方面防止脏东西堵塞,另一方面防止植物的根长入管道内。
方法1.采用粗一点的水管,做的像同程那样。方法2.在最下层先铺设大号石子,保证放一坨牛粪进去都不会塞住。
【这不就是砂缸改的吗】
区别太大。如果有看懂上面说的就知道这俩没有一处像的。戏剧性的是,这是最多人提的问题...
【为什么不用火山石、细菌屋这些,培养细菌不是更好吗】
有吧友设计的沼泽过滤,有自己的改进很不错,但是如果别人总结过的错误最好别去试了。比方说在设置好几层,先大块鹅卵石,火山石,然后蚝壳,然后细菌屋,陶瓷环,然后再小号鹅卵石......这样的看起来很美好,其实效果比单一小号鹅卵石要差很多。第一,有机物会遮盖住滤材表面,所以下层用普通鹅卵石和高级滤材没有任何区别。第二,太疏的滤材会导致水流过快,物理过滤效果差。第三,植物的根系会缠住火山石、细菌屋这样的粗面滤材,增加维护的难度。
有时候简简单单效果是最好的。
【和植物水道或鱼菜共生的区别】
区别不大。原理上区别不大,只是水流方式的不同而已。但是外观上区别很大。也能互相结合。沼泽过滤能长期形成一片湿地,能自身兼顾美观和净水。
【太占用地方了!】
对于喜欢种植物的玩家,沼泽过滤带来的乐趣是无穷的。虽然过滤占用面积30%左右,但是它同时也是一道景观,就像我现在做的,我对龟对鱼的关注都没有植物那么多了,随便扔点什么植物进去就能活,不用浇水也不用施肥,这种感觉还是不错的。况且对于池塘玩家,最不缺的就是空间了。哈哈哈。
【如何选择植物】
说到水培植物很多人只能想到铜钱草和绿萝。开拓思路,其实绝大部分植物理论上都可以水培,应该选择更加美观的。优先级第一是挺水植物,比如梭鱼草、美人蕉、黄菖蒲、蓝鸢尾、水芹、水竹、水仙、紫芋、蒲苇、玉带草、荷花这些常见的挺水。他们很适合水培。然后就是浮水植物和水草。除外陆生植物比如虎皮兰、朱蕉、如意、滴水观音甚至蒜头、生菜这些都适合练手。基本放什么都能活。要注意有的植物之间相互排斥的不要放,根部有伤口的植物最好别放进去,以免流出脂类物质。

楼主 liaopeng330  发布于 2017-11-27 23:09:00 +0800 CST  
教程篇:
如何建造一个沼泽过滤器
沼泽过滤是您的池塘最好的过滤系统之一。它需要一些额外的空间,它是非常高水平的过滤同时只需要很少维护。它是全天然的,看起来就好像是天然形成的。
这里是一步步用图片讲解如何安装池塘的沼泽过滤。
1.第一步是计算你的沼泽的大小。我们建议池塘的表面积的30%大的沼泽池。举例来说,如果你有一个10X10池塘(100平方尺,)你将建立一个30平方英尺的沼泽。









2.沼泽应该是30公分 深,并确保您打算在高度适当的地方制作溢流口。


3.建墙,用来保护垫材


4.铺好垫材之后通水检验。管道是关键。您需要使用日字型的滴漏的PVC管。水从沼泽底部出来,在砾石层均匀地分散





5.用8mm左右的陶粒填充沼泽。可以肯定的是预洗或自己事先清洗降低您将引入到您的池塘中的灰尘量。与你的沙砾,你不破坏或改变你的潜在管填充时一定要小心。。


6.打开您的泵和测试你的深度和设备。现在,你已经准备好植物。



明智地选择植物。有很多很多不同类型的沼泽植物和他们在所有高度,颜色,生长速度等选择品种。你的植物可以种植到你的沼泽盆如图所示,但建议你把你的植物去盆,让他们根进入石子层和扩大。越多的根在你的沼泽,越多过滤。



每年的维护将是修剪你的植物,并确保它们不会过度生长的空间。你偶尔需要清理下植物废渣和底部。这可能是每隔一年,也可能是每5年,这取决于你的沼泽多大的关系,你的池塘和水的质量。这是你可以把你的池塘最低维护的过滤系统没有之一,是全天然的。



楼主 liaopeng330  发布于 2017-11-27 23:16:00 +0800 CST  
下面这篇文章是目前讲得最细最有权威的也是最热门的,据说18年经验。我也是按照这篇文章的要求去做的。建议去看看原文因为我的翻译很烂。
NelsonWaterGarden:建造一个活性砾石沼泽过滤器

如果沼泽过滤有一个目标,那将会是:
为池塘创造一个最大化分解有机物和吸收营养物质的环境,可以饿死藻类,同时看起来很华丽。

我们修建的池塘从没有客户投诉,他们不投诉是因为沼泽过滤需要很少的设备因此很少会坏掉,另外沼泽过滤需要很少的维护。对于水景花园爱好者有更多的享受和更少的折腾。

这个目标是通过把池塘水通过水泵和管道抽到砾石床底部,均匀通过砾石层达到的。砾石提供了细菌附着的表面积。细菌减少鱼和植物的废料,转化成植物的食物。湿地植物吃掉这些食物。水在流回池塘之前已经去掉所有营养物质,因此藻类会“饿死”(不会绿水)。

沼泽过滤不是新事物。自然母亲已经用这项技术有亿万年。我们称它为蓄水层、湿地或者沼泽。NASA已经在太空站试验了这项水处理技术。一些污水处理厂用它来处理污水。Nelson water garden已经做了18年的池塘沼泽过滤。在我们开始事业之前看过一句名言:
从别人的错误中得到经验教训,你不可能活得足够长让它们成为自己的。——Eleanor Roosevelt

在过去18年里,我们犯过成吨的错误,同时也优化了进程。我们给过无数的讲座和课程,得到无数客户的反馈,并从中获得经验。有时候看起来正确的事其实是错误的。比方说,既然砾石这么棒棒,那么放大量砾石不是超级棒棒吗?额..如果涉及深度那就是错的。建造超过12英寸的深度可能会导致系统崩溃。表面积才是关键,沼泽的表面越大,过滤越好!以下是排名前9的错误:
1.砾石床太深:这是最主要的错误,你不需要超过12英寸的基质厚度,如果你在一个太深的地方建造,可以做一个假底部。
2.沼泽面积太小:对于水景花园需要10-15%的面积;对于锦鲤池需要25-30%。
3.错误的石子尺寸:使用0.8厘的鹅卵石。完毕。
4.没有盖住管道:水会走阻力最小的路线所以水会全部从管道另一边出来。
5.植物不够多:每平方英尺起码种一棵植物。
6.错误的植物:有很多狂野的植物会将管道堵死的。
7.在种植前清洗干净根部的泥:不要这么做!因为植物在驯化出水根前可能会死掉,所以带点点泥。
8.没有把植物从盆子里拿出来:这将限制植物根部发育。
9.饿死沼泽:如果在泵和沼泽之间安装一个物理过滤器,这不仅使得水泵压力分散,还可能会导致沼泽营养跟不上。所以不要这么做。


在xxx公园有一个锦鲤池,用了错误尺寸分鹅卵石,3厘的鹅卵石。出来的水质相当差甚至看不见鱼。现在已经在重做了。

沼泽过滤可以用很多方式建造。下面是最常见的几种:
1.隔离:过滤在池子里面用墙隔开。
2.抬高:过滤建在旁边,稍微高过池子。水流会以瀑布流回池子。
3.边缘:沿着池子边缘修筑水沟。
4.小岛:在池中样修筑一个容器 ,可以用大陶盆。

步骤指导:
1.按照修建衬垫池塘基本步骤。先设计好沼泽池面积,取决于池塘大小10-30%。如果要养很多锦鲤,应该做更大。
2.使用煤炭砖、石头、砖或者任何可以稳固不透水的材料用来做墙,分割沼泽和池塘。
3.图1 指示了如何走水管。我们建议在池塘底部用软管埋藏,穿过沼泽池底位的墙在连接滴漏管。用宝塔头连接软管和硬管。
4.在池塘的沼泽的另一头安装水泵。这可以让水流循环。选择一个可以在1-2小时内过滤完一遍的水泵。比如1000L水体需要最小500L/h的流量大小。不过你喜欢多大都可以。
5.接下来制作滴流管。用切割机切成均匀的目字型。从效率的角度来选择出水大小和水管规格。比如水泵用1英寸的管,使用0.75英寸的出水口。小池塘用1英寸的水管;1.5英寸的水管值得推荐大部分池塘使用,防止堵塞。
6.连接垂直带帽的直立管到滴漏管,作为排污管。切好这跟管让它刚好高过砾石床。把帽子涂黑让它不容易被发现。
7.在沼泽池底部连接滴流管。开孔45度朝下。石床要比它高两三公分末过它。大区域的沼泽需要
8.盖好排污管帽。(看错误4)
9.当你对管满意时,用胶水粘紧。
10.铲0.8厘的鹅卵石进入沼泽池中。进行到一半的时候可以开始种植物,完了再放另一半。大部分鹅卵石都不干净,尽量冲洗干净吧,最终它在过滤下也会干净的。毕竟这是过滤的工作。建造完成了,是时候种植物了。
*在池子里面走管道意味着降低漏水风险。
**如何清洗管道:打开排污管帽子,用一根软管连接到下水道,这样水泵会把脏东西从管子里冲出来的。还可以反向冲洗。


等下把植物部分也翻一翻。


楼主 liaopeng330  发布于 2017-11-28 13:21:00 +0800 CST  
搬运几个视频教学:
将花槽改造成低维护池子#沼泽过滤#同程底滤:https://www.bilibili.com/video/av16752126/
详细手把手教学:
挖池者沼泽过滤教学系列视频:https://www.bilibili.com/video/av16756310/
500L的露台池DIY成果https://www.bilibili.com/video/av16752053/

楼主 liaopeng330  发布于 2017-11-28 22:37:00 +0800 CST  
植物篇:
该介绍下适合沼泽过滤的植物了。本来我应该翻译外文,但是美国那边的植物很多我们本土没有,所以我就介绍一些本土常见的。

虽然植物理论上都能水培,但不是所有植物、所有器官都喜欢被水泡着。除挺水植物、沉水植物、浮水植物外的,即使诱导出水根,也只能根须泡水,否则易烂,比方说我用过的网纹草叶子泡融化了、蒜头也会泡烂,蕨类一个多月长不出水根,百香果更是生长停滞,因为它们不适合水培。

挺水植物就是生长在河岸边上的植物,推荐:

1.美人蕉
小区楼下能找到、非常常见
喜光照
适合做后景



楼主 liaopeng330  发布于 2017-12-27 10:03:00 +0800 CST  
2.芋属
种类繁多 、小区楼下很多滴水观音就属于。
一般喜阴光
下面是
紫芋、黑叶芋、黑魔法

楼主 liaopeng330  发布于 2017-12-27 10:15:00 +0800 CST  
3.菖蒲/石菖蒲/金钱蒲
淘宝、花木场有售卖
全日照或半阴
适合前景

楼主 liaopeng330  发布于 2017-12-27 10:56:00 +0800 CST  
4.金叶过路黄
可以铺满整个岸边的匍匐植物,淘宝有卖,有的地方作为市政美化
光照强叶子是黄色 、光照弱是绿色。可在水下生长。


楼主 liaopeng330  发布于 2017-12-27 11:01:00 +0800 CST  
5.蓝鸢尾
淘宝有卖
喜光照
花期 :春

楼主 liaopeng330  发布于 2017-12-27 11:05:00 +0800 CST  


楼主 liaopeng330  发布于 2017-12-27 11:25:00 +0800 CST  
新设计了个周转箱方案 ,做成一片像稻田一样的浅水区,用来养些小蝌蚪、蝾螈应该蛮有趣

楼主 liaopeng330  发布于 2017-12-30 22:08:00 +0800 CST  
继续更新几个周转箱方案图:
1.外置式


好处是不占用水体空间,容易加装别的东西。缺点是不能隐藏过滤龟不能爬上去。
2.大小箱子层叠


我自己做的就是这个, 自然溢水,优点是水陆并用,隐藏过滤,只需要开一个孔,缺点是水体空间小,要做围栏防越狱。
3.中央陶盆-抬高

这个的话缺点是沼泽面积较小,需要控制喂食,可以对花盆废物利用,优点是形成一个水景---涌泉陶盆
4.中央陶盆-内置

同上, 只是水位更高,这样可以把陶盆变成一个浅水区,可以做晒台、小鱼虾庇护区等等。
5.隔板式:也就是楼上那个

楼主 liaopeng330  发布于 2018-01-01 14:17:00 +0800 CST  
一个沼泽过滤,激发了对水生植物的兴趣,在查阅了很多文献之后,我发现挺水植物的很多不被水族圈玩家了解的、非常棒的优点,而这也印证了沼泽过滤的可行性。其实沼泽过滤的前身是人工湿地,人工湿地的核心是挺水植物。
了解的越多,就觉得自己之前写的原理不严谨的地方越多,但偏偏不能编辑帖子,我又不想另开一贴专门将挺水植物,那样估计没人看。所以我打算在这长篇大论了。专门给喜欢琢磨原理的盆友。
挺水植物,是指挺立在浅水的水生植物,它的根茎埋在水下,茎叶露出水面。它的决定性特征是,从叶片向根系输氧、从根系向周围水体及底泥泌氧以保护其组织(根系泌氧)。
1.根系泌氧
挺水植物通过光合作用向水中释放大量氧气,这简直是天然的氧气泵(而且还是纯氧)。除了不用担心根会缺氧以外,这有利于提高水中溶氧量,促进微生物对有机物的氧化分解。它会在根系周围形成富氧区,和缺氧区,有利于硝化与反硝化的进行。
根系泌氧能力和两个因素相关:1)根系越庞大,泌氧越多 ;2)水上体量越大,光和作用越强,则泌氧越多。 通过这两点,根茎型(梭鱼草、美人蕉)比须根型(伞草)要强,叶子茂盛的比叶子细疏的强。这也是为什么,泽苔、紫芋、慈姑这种植物,会是挺水植物去污效果最好。
相比之下,非水生植物系列的:水培植物,比方最常见的富贵竹和绿萝,还有我在使用的虎皮兰等,缺点非常明显,它们不会泌氧,反而耗氧,一不小心就会烂根茎。虽然它们也吸收氮磷,但是却抢夺了其他微生物珍贵的溶氧,所以在鱼缸里放这些,弊大于利。
2.根系分泌有机物促进微生物代谢
植物根系的分泌物,可以促进微生物转化,加速污染物的生物降解。
3.直接吸收营养物质、重金属、和一些有毒有害物质
脱氮方面不仅是氨氮、硝酸盐,还能直接吸收氨基酸,这个不算是挺水植物特有,很多植物都吸收氨基酸,只不过在水中进行的更快。研究表明,芦苇可以有效吸附锌铜铅等离子。大型挺水植物和甲烷氧化菌相结合的生物群落,可以降低甲烷气体浓度。
这三点都会降低水中的COD(化学需氧量),COD比BOD(生物需氧量)通常更多,降低COD意味着大大提高溶氧量。
4.庞大的根系
一方面是作为物理过滤网阻挡有机碎屑,另一方面是好氧微生物的附着面。简单说就是天然的生化棉。
5.对藻类有克制效应
挺水植物对营养盐的吸收效率非常高,而且叶子不会腐烂在水中(浮水植物吸收效率最高但是腐烂释放得也快,所以整体成绩不如挺水植物)。因此藻类没有过量繁殖的空间。
6.挺水植物群落
不仅是景观,而且为水生动物乃至两栖、鸟类提供丰富的食物、栖息、繁殖的场所,有利于维持生物多样性,和维持整个生态系统的稳定。


39种挺水植物去污能力的研究结论如下:




从这个表,可以看出,叶子越茂盛、生长速度越快、根茎越发达的挺水植物,吸收NP的能力越强。
选择什么挺水植物,不仅考虑去污能力,还有观赏性、高度、气温、有无毒性等。其实表格里的植物都挺好看的。这些自己百度一下就都懂了。
*香菇草=铜钱草 ,**海寿花=梭鱼草。
再贴一下这些植物的简介表;




给不想看原理的盆友:
结论是:
如果你要用植物参与过滤,不管是植物水道、还是沼泽过滤、还是泥水生态缸。
请果断选择挺水植物。

楼主 liaopeng330  发布于 2018-01-22 11:00:00 +0800 CST  
接着44楼,更新我的新一期--周转箱沼泽过滤设计图,这个是一个很适合懒虫的方法, 没有打孔、没有隔板、没有排污(),也没有维护,还不用换水。


从上面看下来,就像河岸边的一片浅滩,水生植物有层次地种植,底栖动物栖息在浅水处,看不到设备,听不到水声,长期运行,箱底将变成生物“淤泥”,这是你想要的“湿地生态缸”吗



采用较粗底排管防堵塞,合理使用河砂来控制底部水流方向。最好用万能角铁框住箱子防变形。
PS.今天发现原来鹅卵石批发价只要200块钱一吨!25元100斤。... 果然这东西都是运费。

楼主 liaopeng330  发布于 2018-01-25 21:11:00 +0800 CST  
玻璃缸定制示意图:
铺设底砂、使用同程底吸。
在底砂上种植“衫叶藻”、睡莲等水草;
沼泽上,种一些矮小的挺水植物,比如菖蒲、铜钱草、泽苔这些,还有金叶过路黄这些匍匐下来遮住水泵的线。
沼泽低过水位,这样就小鱼就有栖息地。
适当加些底栖生物比如水蚯蚓、螺、虾。
玻璃需要多厚才不会爆呢?

楼主 liaopeng330  发布于 2018-01-29 18:23:00 +0800 CST  

楼主:liaopeng330

字数:7297

发表时间:2017-11-28 07:09:00 +0800 CST

更新时间:2020-12-16 06:10:45 +0800 CST

评论数:504条评论

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