本文主要介紹的是過(guò)濾系統(tǒng)，過(guò)濾主要是通過(guò)各種過(guò)濾設(shè)備去除水中任何多余的物質(zhì)，包括殘餌、尸體、分泌物、排泄物、蛋白質(zhì)及有毒的氮鹽。
在一個(gè)采用封閉式維生系統(tǒng)的大型水族館，各種過(guò)濾系統(tǒng)的適當(dāng)配置對(duì)水質(zhì)的改善以及水的清晰度都是非常重要的，基本上一個(gè)維生系統(tǒng)包括三種過(guò)濾方式：物理式過(guò)濾系統(tǒng)、化學(xué)式過(guò)濾系統(tǒng)以及生物式過(guò)濾系統(tǒng)。以下文章主要針對(duì)物理過(guò)濾系統(tǒng)展開(kāi)介紹。
 
物理式過(guò)濾系統(tǒng)的方法：
通過(guò)物理作用分離，回收廢水中不溶解的懸浮狀態(tài)污物的方法，可分爲(wèi)重力分離法、離心分離法及篩選截留法。屬于重力分離法的處理單元有沉淀、上浮等，相應(yīng)的處理設(shè)備是沉砂池、沉淀池、隔油池、氣浮池及其附屬裝置等。離心分離法有離心分離機(jī)和水旋分離器等，篩選截留法有柵篩截留和過(guò)濾兩種處理單元，設(shè)備有格柵和篩網(wǎng)、砂濾池和微孔濾機(jī)等。物理式過(guò)濾系統(tǒng)的主要功能就是去除水中的懸浮物質(zhì)，達(dá)到水質(zhì)清晰的目的。
 
表面處理法：
將人造海綿，細(xì)網(wǎng)布等濾材安置在過(guò)濾系統(tǒng)的初始端，當(dāng)水通過(guò)濾材時(shí)，水中的殘餌，魚(yú)類的糞便等大顆粒懸浮物被擋住，通過(guò)及時(shí)清洗或更換濾材達(dá)到去除雜質(zhì)的目的。

空氣提升法：
三、四十年前水族箱使用的標(biāo)準(zhǔn)類型。在缸（池）底鋪上管子，管子上有小水孔，并在管底部打氣，迫使缸（池）底部形成一個(gè)真空，因而使水中懸浮物吸至底部的沙層，最后通過(guò)吸污而被排除缸（池）外，該系統(tǒng)適合于大、中、小型水族箱（池）。不僅能有效沉積懸浮物，便于集中去污，而且能更有效增加水體中的氧氣。
 
重力式砂濾池法：
重力砂濾的原理是當(dāng)水流經(jīng)過(guò)多孔濾料，如砂石層等過(guò)濾介質(zhì)時(shí)，流水會(huì)由于濾層表面的機(jī)械阻隔作用，在濾層表面及內(nèi)部間隙發(fā)生沉淀、吸附和化學(xué)反應(yīng)，從而使水中懸浮的固體物質(zhì)、細(xì)菌等微小顆粒被過(guò)濾除掉或發(fā)生化學(xué)分解、生物降解，使水中所含物質(zhì)的化學(xué)成分發(fā)生改變而達(dá)到凈化的效果。故重力砂濾池在工作的過(guò)程中，不僅發(fā)生了物理變化、還有化學(xué)變化和生物變化。接下來(lái)細(xì)細(xì)講講這三類變化：
物理變化即機(jī)械阻隔、沉淀、吸附等過(guò)程。
機(jī)械阻隔：水中的雜質(zhì)（粒徑大于濾料孔隙）被濾料截留，但這一過(guò)程與濾速無(wú)關(guān)。
沉淀：濾層內(nèi)的孔隙類似于小型的沉淀池，小于濾料孔隙的顆?？沙恋碛跒V料內(nèi)層。
吸附：微小的懸浮物、膠體和溶解的雜質(zhì)分子等，在分子引力、靜電引力等作用下，被吸附于濾料表面上。
化學(xué)變化是指溶解的雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，如氧化或分解作用，成爲(wèi)無(wú)害或不溶性的化合物的過(guò)程。
生物變化是指過(guò)濾介質(zhì)中的細(xì)菌或其他微生物通過(guò)生物降解作用，將有機(jī)物降解成無(wú)機(jī)物的過(guò)程，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。且這一變化過(guò)程有效的滅殺了致病菌和病原體。
 
（1）重力砂濾池砂濾層的組成：
過(guò)濾石英砂厚度：0.75-1.0米     粒徑：0.8-1.2毫米
細(xì)沙礫層厚度：0.2米                 粒徑：5-8毫米
粗沙礫層厚度：0.2米                 粒徑：10-15毫米
卵石層厚度：0.1米                     粒徑：16-32毫米
以上砂濾池的組成在特定條件下還需要進(jìn)行細(xì)節(jié)上的調(diào)整。
 
（2）確定砂濾池凈化能力
1.砂濾池凈化能力
過(guò)濾沙層的凈化能力經(jīng)驗(yàn)公式
其中：
Ym：過(guò)濾池的凈化能力（mg/min）
W：過(guò)濾介質(zhì)的表面積（m2）
V：過(guò)濾速度（cm/min）
D：過(guò)濾沙層的深度（cm）
G：過(guò)濾沙層直徑系數(shù)（沙粒直徑mm倒數(shù)的110倍）
從公式可以知道，加大沙濾池的過(guò)濾面積要比增加深度更能提高過(guò)濾池的凈化能力。理論上講，擁有過(guò)濾池面積越大，對(duì)水質(zhì)的凈化就越有好處，不過(guò)，在過(guò)濾池的實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，我們一般不考慮超大面積的過(guò)濾池，因爲(wèi)實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性的原因，設(shè)計(jì)師需要在兩者之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)。過(guò)濾所用的石英砂粒徑越小，過(guò)濾效果越好。但越小的石英砂粒徑對(duì)水的阻力越大，同樣水體需要較大的處理面積。
2.承載生物污染總量的計(jì)算及討論
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：
其中：
X表示過(guò)濾介質(zhì)負(fù)擔(dān)（mg/min）
B表示飼育魚(yú)類體重（g）
F表示每天投喂量（g）
過(guò)濾介質(zhì)的負(fù)擔(dān)由飼育魚(yú)類的總重量和投喂強(qiáng)度所共同決定，其中投喂強(qiáng)度起到?jīng)Q定性作用。
 
3.砂濾池面積的計(jì)算及討論
通過(guò)以上計(jì)算，可以得出X值和Y值，當(dāng)X=Y時(shí)，即水體中飼育的生物所産生的廢物剛好能被砂濾池中的微生物降解；當(dāng)X＞Y時(shí)，過(guò)濾池不堪負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致沙層中氮等其他廢物積累，系統(tǒng)趨向崩潰；當(dāng)X＜Y時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)良好。
通常，水族館中生物飼育水體的飼育密度在水體重量的3-5‰，每天的投喂強(qiáng)度在飼育犧牲體重的3-5%。根據(jù)以上的經(jīng)驗(yàn)公式就可以計(jì)算承載的生物的污染總量X，確定Y≥X，就可以進(jìn)行砂濾池面積的計(jì)算。按照這個(gè)原理，在工程設(shè)計(jì)中一般選取X≈0.8Y確定砂濾池的面積。
壓力砂濾法
壓力砂濾法主要是通過(guò)外界動(dòng)力（來(lái)自抽水泵）把水抽到一個(gè)裝有過(guò)濾濾料的過(guò)濾器內(nèi)，水通過(guò)濾材時(shí)由于機(jī)械阻隔和物理吸附而將懸浮物阻留在濾料上層，上層的物質(zhì)可通過(guò)反沖洗清除掉，該濾器具有較大的水流，能達(dá)到非常理想的潔水作用。水中的顆粒物質(zhì)直接阻隔在沙層之間的間隙中。不過(guò)在壓力過(guò)濾系統(tǒng)中，化學(xué)過(guò)濾和生物過(guò)濾相對(duì)其他過(guò)濾系統(tǒng)來(lái)說(shuō)較弱。這就需要通過(guò)加強(qiáng)維護(hù)（即加強(qiáng)反洗的強(qiáng)度和頻率）和加大蛋白分離器的處理能力來(lái)保證良好的水質(zhì)。
         LASWIM（威浪仕）維生系統(tǒng)機(jī)械過(guò)濾器系列中的大型側(cè)出石英砂過(guò)濾器主要是針對(duì)大中型海洋館、水族館的水凈化過(guò)濾處理，能有效截留、吸附水中的雜質(zhì)；降解生物排泄的糞便，極大提高了水體的潔凈度。
LASWIM（威浪仕）大型側(cè)出石英砂過(guò)濾器缸體采用了環(huán)保、優(yōu)質(zhì)的玻璃纖維和強(qiáng)化聚脂材料，堅(jiān)固耐用、不易破裂。球形缸體，缸壁厚度均勻，能均勻承受水壓。選擇檢修口設(shè)計(jì)，易于對(duì)缸體更換濾料。
 
一般來(lái)說(shuō)，壓力式過(guò)濾占地面積要比重力式過(guò)濾的面積小的多，所以在空間比較緊張的情況下適合選擇壓力式過(guò)濾的方式。在壓力式過(guò)濾器中，其表面2.5cm處通常是積累污物最多的地方，倘若太多雜質(zhì)堆積，將會(huì)在其上層形成一個(gè)負(fù)壓，造成內(nèi)部壓力過(guò)大，久而久之，這些表面砂就會(huì)變得堅(jiān)實(shí)，水流將無(wú)法通過(guò)。因此，需要對(duì)過(guò)濾器定期進(jìn)行反沖洗，以便及時(shí)清除污物、減小過(guò)濾器的壓力。
表面處理法與空氣提升法是物理粗濾，只能去除水體中大顆粒的廢棄物；而壓力式過(guò)濾器過(guò)濾屬于物理精濾，據(jù)相關(guān)的文獻(xiàn)記錄，合理選擇石英砂的粒徑及顆粒密度，壓力式過(guò)濾器對(duì)懸浮物的去除效果才有顯著效果，去除率高達(dá)99.82%。
臭氧在水族館水處理中的應(yīng)用
（1）水體消毒
臭氧在水處理中的主要用途是消毒。在廢水消毒估算臭氧投放量時(shí)，必須考慮所要求的消毒程度、進(jìn)水類型和水質(zhì)穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)預(yù)處理去除水中主要耗氧因素，如亞硝酸鹽、色度、懸浮物以后，臭氧投量可減少90%。臭氧可增加生物有機(jī)體細(xì)胞的通透性，使細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)外流而失活，破壞細(xì)胞內(nèi)酶系統(tǒng)或進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)破壞其核酸化學(xué)性質(zhì)，因此能滅菌和消毒。
（2）臭氧對(duì)赤潮的解毒作用
赤潮的危害是由赤潮生物的有害物質(zhì)或有害代謝產(chǎn)物引起的。赤潮生物大量繁殖可導(dǎo)致水體缺氧。赤潮生物產(chǎn)生的有毒代謝物使水質(zhì)惡化，這對(duì)海產(chǎn)生物幼體的生存十分不利。在海水魚(yú)蝦育苗中，因赤潮而引起苗種大量死亡的事故時(shí)有發(fā)生。有報(bào)道采用添加化學(xué)物質(zhì)的方法，然而在海水養(yǎng)殖設(shè)施內(nèi)用這種方法來(lái)控制赤潮并不是很理想。外國(guó)有人研究出臭氧對(duì)赤潮毒素也有滅活作用。用臭氧處理發(fā)生過(guò)赤潮的海水，再供水族館、海水養(yǎng)殖場(chǎng)，是一條安全有效的途徑。
（3）改善水質(zhì)和預(yù)防水生動(dòng)物疾病
臭氧能夠改善水質(zhì)，對(duì)預(yù)防水生動(dòng)物疾病有較好的效果。在閉路循環(huán)養(yǎng)殖水體中，運(yùn)行中的主要問(wèn)題有有毒物質(zhì)的積累，特別是氨氮和亞硝酸鹽。當(dāng)這種水循環(huán)系統(tǒng)生物負(fù)載增加，浮床的硝化作用不完全，廢物在24小時(shí)內(nèi)發(fā)酵分解便可達(dá)有毒程度。但引入臭氧后，閉路海水系統(tǒng)在24小時(shí)內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定，氨氮和亞硝酸鹽的積累明顯下降。
（4）貝類凈化
在法國(guó)和美國(guó)等國(guó)家。用臭氧凈化貝類已成為商業(yè)國(guó)模，被污染的杜蠣經(jīng)臭氧處理后得到了凈化；臭氧可在48小時(shí)內(nèi)有效地去除污染的大腸菌類。我國(guó)的海、淡水貝類資源相當(dāng)豐富，但由于近海沿岸水體污染，導(dǎo)致資源利用受到限制。如，食用被污染過(guò)的毛蚶攜帶甲肝病毒的情況進(jìn)行研究，探討臭氧對(duì)毛蚶體內(nèi)甲肝病毒的殺滅機(jī)制，用臭氧凈化毛蚶有可能是一條可取之路。