养殖池塘增氧机制与装备性能比较研究
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淡水水产养殖中机械增氧技术的应用淡水水产养殖中机械增氧技术的应用淡水水产养殖中机械增氧技术的应用【1】摘要:随着我国规模化、集约化和产业化淡水水产养殖的迅速发展,水产养殖的混养、套养等高产高效的技术也得到了广泛的推广与应用,这对传统机械增氧技术提出了更高的要求。
本文对机械增氧设备的主要类型及工作原理进行了分析,然后说明了淡水水产养殖中机械增氧技术的应用现状与几种机械增氧方式在池塘养殖中的增氧性能比较,对淡水水产养殖中机械增氧技术的发展趋势做了展望。
关键词:水产养殖;机械增氧;叶轮增氧机;溶解氧;水车增氧机1 机械增氧设备的主要类型及工作原理分析淡水水产养殖中机械增氧的设备大致可分为局部增氧、底部增氧和平衡增氧3种类型。
下面对3种类型的增氧方式和工作原理进行分别阐述。
1.1 局部增氧方式局部增氧方式作为一种典型的增氧方式,被更多的用于淡水养殖的应急增氧。
这是由于该种方式能更好地解决鱼类浮头、“泛塘”的现象。
除此之外,局部增氧的方式还具有诸多的优点,例如可进行定点作业,并且作业区域相对固定等。
局部增氧方式的代表机型主要是叶轮式、水车式、射流式。
这其中叶轮式增氧机的增氧效果最好,并且也是应用最广泛的一种增氧机型。
叶轮增氧机的原理是通过叶轮的转动,带动水体产生水花,这样能够增加水―气界面的接触面积,达到加速水体溶氧的目的。
与此同时,叶轮式增氧还能在水体的搅动中打破热分层和养分层,使上下水体产生对流,加速水体溶氧。
1.2 底部增氧方式底部增氧方式是一种立体曝气增氧技术,是近几年从充气式增氧技术发展而来的增氧式技术。
底部增氧方式的典型机型是微孔曝气增氧机,该增氧机由风机与管道构成。
微孔曝气增氧机主要是在水体底部进行增氧,而风机的功率和管道布管的密度大大影响这增氧机的增氧能力。
微孔曝气增氧机的安装过程比其他增氧机要复杂许多,第一步是在水体底部铺设微孔管道,然后利用风机对管道进行加压,使微孔中冒出的微细气泡呈现弥散状态,这样微细气泡可以一边上升一边与低溶氧水体进行融合,从而提高水体底部的溶氧水平。
池塘养殖中不同机械增氧技术的组合及效果验证焦宝玉;贾砾;张凤枰;刘耀敏;范小敏;曾令春【摘要】为解决河南中牟县万滩镇养殖池塘机械增氧技术单一的问题,通过试验研究微孔式、水车式、涌浪式等几种增氧机的性能及使用方式,以达到提升增氧效果和提高养殖效益的目的。
结果表明,该地区池塘溶氧含量高而利用率低,养殖户传统增氧方法不当。
适宜增氧方式为:涌浪式增氧机适合在晴天下午使用3~6 h,可有效提升周边20 m范围内底层水体的溶氧水平;投食前后半小时开启和关闭微孔式、水车式增氧机,可提升投食期间投饵区溶氧水平1~2 mg/L,保证鱼群的进食效果;夜间搭配使用微孔式和低功率叶轮式增氧机增氧,可使微孔区域底层水体溶氧比不增氧状态高出1 mg/L以上。
%To solve the problem of single mechanical aeration technology in aquaculture ponds of the Wantan town in Zhongmu, Henan province, we compared the performance and application scope of various aerators, including micropore, waterwheel and surge aerator, and achieved the purpose of enhancing the effect of oxygen and improving the breeding effi-ciency. Results showed that water in the tested ponds contained sufficient dissolved oxygen itself but with low utilization rate, and the farmers usually used improper methods of aerators. The surge type of aerator should be used 3~6 h in sunny afternoon, sinceit made full use of the dissolved oxygen produced by the surface phytoplankton. According to weather con-ditions, the microporous aerator and waterwheel aerator should be used along or together before and after half an hour of feeding, which effectively improved the oxygen level of feeding areas by 1 ~2 mg/L. The microporous aerator and low powerimpeller type of aerator used together in rainy day and night expanded the aeration area, improved the underlying dissolved oxygen 1 mg/L.【期刊名称】《淡水渔业》【年(卷),期】2016(046)005【总页数】8页(P105-112)【关键词】池塘养殖;机械增氧;组合;效果【作者】焦宝玉;贾砾;张凤枰;刘耀敏;范小敏;曾令春【作者单位】通威股份有限公司,水产畜禽营养与健康养殖农业部重点实验室,成都 610041;通威股份有限公司,水产畜禽营养与健康养殖农业部重点实验室,成都 610041;通威股份有限公司,水产畜禽营养与健康养殖农业部重点实验室,成都 610041; 上海海洋大学食品学院,上海 201306;通威股份有限公司,水产畜禽营养与健康养殖农业部重点实验室,成都 610041;河南通威饲料有限公司,河南新乡 453000;河南通威饲料有限公司,河南新乡 453000【正文语种】中文【中图分类】S969.32水产养殖水体环境中最重要因素是溶氧,对溶氧的调控是水产养殖过程中最重要的措施之一[1-2],溶氧水平的高低与养殖效果好坏密切相关[3]。
养鱼池塘增氧机械产氧量比较刘超;成定北;李寒松;马明洋;雷海宁;南杰轩;赵崇耀【摘要】为比较分析不同类型机械增氧效果,选择扬水水车式、微管鼓风式、涡轮叶片式和扬水喷水式4种增氧机械,采用滴定法测定开机前后养鱼池塘溶氧量,用养殖种类、增氧时间校正,同一时间内,单位功率的产氧量分别是3953.42、735.66、616.58、177.55/(g/kw·h),扬水水车式显著高于其他增氧方式产氧量.【期刊名称】《家畜生态学报》【年(卷),期】2013(034)003【总页数】3页(P62-64)【关键词】池塘;产氧量;增氧机;扬水水车式【作者】刘超;成定北;李寒松;马明洋;雷海宁;南杰轩;赵崇耀【作者单位】西北农林科技大学动物科技学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学安康水产试验示范站,陕西安康712500;安康市水产工作站,陕西安康725000;安康市鱼种场,陕西安康725000;西北农林科技大学创新学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学动物科技学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学安康水产试验示范站,陕西安康712500;西北农林科技大学农学院,陕西杨凌712100【正文语种】中文【中图分类】S811.6水体溶氧是鱼类生命活动代谢基础,也是提高生长速度、降低饵料系数的重要因素[1],溶氧量是池塘水质管理中的重要指标,其变化是水体理化性质和生物学过程综合反映,也是鱼类养殖中池塘生产管理的重要参数[2],有鉴于此,鱼类养殖对水体溶氧量给予关注,对增氧方式进行了许多研究[3]。
本研究是在池塘溶氧量测定和数理分析的基础上,对微管鼓风式、扬水喷水式、叶轮式和扬水水车式4种机械增氧设备产氧量比较,以期为池塘机械增氧选择方案提供参考。
1 材料与方法1.1 试验设计与试验池塘试验采用单因子三重复试验设计,选取西北农林科技大学安康水产试验示范站16号、17号、18号、19号四个池塘为试验水体,其水体来源同为汉江水系支流的月河水库,试验开始前停止向试验池塘供水和排水,保持试验水体相对恒定(表1)。
S h u i c h a n y u y e现阶段,养殖者在开展水产养殖时,对于水产养殖方式呈现出高密度养殖特征,所以需要充分重视池塘中水体容量整体含氧量,对于不同水体合理应用增氧技,水产养殖者广泛运用机械增氧技术,有利于提高水产养殖效率。
当前,我国在开展水产养殖时,逐渐朝着集约化、规模化的方向不断发展,这也对机械增氧技术有了更高的标准和要求。
新形势下,水产养殖时,需要深入探讨如何科学的运用机械增氧技术,并根据实际情况制定完善的应用措施,可以充分发挥出机械增氧技术在水产养殖中的自身价值,从而推动水产养殖的可持续发展。
一、简介机械增氧技术1、底部增氧技术底部增氧技术作为立体曝气增氧技术,通常应用于水底底部,其中微孔曝气增氧机作为典型机型。
然而,在应用底部增氧技术过程中,如果没有合理布置管道和风机功率,对增氧机自身性能带来很大的影响。
在安装微孔曝气增氧机过程中,会存在着比较复杂的情况,应在水体底部对微孔管道做好铺设工作,合理运用风机的方式加压处理管道,确保微孔保持出气泡的状态,有利于保障水底底部溶氧水平,从而实现水产养殖供氧目标。
2、局部增氧技术机械增氧技术中局部增氧技术作为重要的组成部分,当前在进行水产养殖时,广泛运用局部增氧技术,效果良好。
在应用局部增氧技术过程中,能够实际解决鱼类泛塘、浮头等情况,能够固定作业区域、开展定点作业等工作模式。
局部增氧技术中,主要以水车式增氧以及叶轮式增氧等。
在应用叶轮式增氧技术可以提高水产养殖的增氧效果,也是当前在进行水产养殖常常应用的增氧机型。
合理应用增氧方法,能够确保水产养殖质量,并符合当前水产行业发展需求。
3、平衡增氧技术养殖者在开展水产养殖过程中,平衡增氧技术占据了重要地位。
因此,水产养殖者需要充分意识到应用平衡增氧技术的意义。
其中耕水机可以说是平衡增氧技术的典型代表,耕水机功率较小,并具备较低的运转速率,而且采用耕水机的形式能够24小时开展持续低能耗的运行工作状态,确保底层缺氧水以及表层富氧水能够做好持续置换工作,有助于提升水体整体溶氧水平,从而逐渐提升水产养殖整体质量以及产量。
增氧机研究报告随着人口的不断增长和经济的不断发展,水产养殖业也越来越重要。
养殖过程中,养殖池水体积大、深度浅、养殖密度高,养殖物体呼吸强度大,导致养殖池水中氧气含量不足,容易出现养殖物体窒息、死亡等问题。
为了解决这些问题,人们研发出了增氧机。
增氧机是一种能够将空气中的氧气通过氧气发生器转化为臭氧、负离子和氧气的设备,是水产养殖中常用的设备之一。
本文将从增氧机的分类、原理、优缺点、应用以及未来发展等方面进行探讨。
一、增氧机的分类增氧机可以根据不同的分类标准进行分类,主要有以下几种分类方法:1.按照氧气供应方式分类:增氧机可以分为压缩空气增氧机和超声波增氧机。
压缩空气增氧机是通过压缩空气将空气中的氧气注入到水中,超声波增氧机则是通过超声波的振动将空气中的氧气分子分解并注入到水中。
2.按照增氧方式分类:增氧机可以分为喷氧增氧机、曝气增氧机和微泡增氧机。
喷氧增氧机是通过喷洒氧气的方式将氧气注入到水中,曝气增氧机是通过曝气管将氧气注入到水中,微泡增氧机则是通过微小气泡的方式将氧气注入到水中。
3.按照应用场景分类:增氧机可以分为室内增氧机和户外增氧机。
室内增氧机主要应用于室内水族箱、水生植物栽培等场景,户外增氧机则主要应用于水产养殖场、水体修复等场景。
二、增氧机的原理增氧机的原理是将空气中的氧气分子转化为臭氧、负离子和氧气,然后将其注入到水中,以提高水中氧气含量。
不同类型的增氧机原理略有不同。
1.压缩空气增氧机的原理:压缩空气增氧机是通过压缩机将空气压缩至一定压力,然后通过氧气发生器将空气中的氧气分子分解成臭氧、负离子和氧气,最后通过管道将氧气注入到水中。
2.超声波增氧机的原理:超声波增氧机是通过超声波的振动将空气中的氧气分子分解成臭氧、负离子和氧气,然后将其注入到水中。
3.喷氧增氧机的原理:喷氧增氧机是通过喷洒氧气的方式将氧气注入到水中,增加水中氧气含量。
4.曝气增氧机的原理:曝气增氧机是通过曝气管将氧气注入到水中,增加水中氧气含量。
淡水养殖的主要增氧机械及其使用技术饶良鸿水中溶解氧是水生动物赖以生存的最基本条件。
在高密度养殖中,水中溶解氧决定着养殖生物的生命,轻者生长缓慢、疾病频发,重则可造成大量死亡,甚至“全军覆灭”。
溶解氧的含量还左右着养殖密度,关系养殖水面的使用效率。
水中溶解氧除来自空气溶入和水生植物光合作用外,主要来自于人工增氧。
除紧急情况和科学实验下使用化学增氧剂外,一般均使用机械增氧,目前部分工厂化养殖场正尝试使用液态氧直接加氧。
机械增氧除满足增氧需要外,还兼有曝气和活水活底的功能。
鉴于淡水养殖的机械增氧知识还有待普及,本人结合工作实践,归纳介绍目前常用的几种增氧机械及其使用技术,以仅供参考。
1 主要机械及其特点1.1 水车式增氧机由 1 对浮桶 +1 对轻质叶轮 + 动力组成,结构简单,形似一台浮在水中的汽车。
通过叶片不间断旋转打击水面,增加水与空气的接触面,使空气中的氧气加速溶解于水中,并借助叶片转动,驱动水的流动,使养殖池内形成定向水流,有利于刺激养殖鱼类运动和收集养殖池底污物。
使用过程不易搅动底泥。
适合水深≤1 m的小型水面使用,可用于淤泥较深的水塘。
1.2 叶轮式增氧机由单体浮子 + 动力吸水 + 漩涡转子三大部分组成,通过造成水跃、负压进气进水和喷水,达到增氧效果,具有增氧、搅水、曝气的综合作用。
增氧能力和动力效率优于其他机型,是目前应用最广泛的增氧机。
但由于吸力强、水面波动大,容易将池塘的底泥搅出水面,一般适用于水深≥ 1.5 m 的大面积池塘增氧,不适合水位较浅、淤泥较多或水体较小的池塘。
1.3 微孔增氧机组由罗茨鼓风机 + 输气管道 + 微孔曝气管组成。
依托罗茨鼓风机产生的高压气源,通过输气管道,将含氧空气输送到水下的微孔曝气管,再形成微小气泡,达到增氧的目的。
罗茨鼓风机气压大,效率高,能满足水下送气的压力要求。
微孔管冒出的微小气泡,可与水高度融合,增氧效率高。
微孔管铺设在池底,能直接将含氧空气输送到水底,防止底层缺氧,加速亚硝酸盐转化,降低有毒物质含量,活化池底。
水产养殖增氧设备的研究进展摘要:为分析水产养殖中应用广泛的叶轮式增氧机、水车式增氧机、涌浪式增氧机和曝气式增氧机4种机型的能耗,本文统计和分析了2020年以来109台4种型式增氧机的动力效率试验数据。
结果显示,配套变频永磁电动机的增氧机能耗比传统异步电动机显著降低,动力效率提高了5.6%;水车式增氧机动力效率等主要性能有了大幅提高,超过了SC/T 6010-2018 叶轮式增氧机中规定同规格叶轮式增氧机动力效率的要求;涌浪式增氧机动力效率达到或超过了同规格叶轮式增氧机的性能指标;水产养殖中使用的曝气式增氧机效率远低于环保领域使用的动力效率。
关键词:水产养殖;增氧设备;研究引言中国是世界上最大的水产养殖和消费大国,水产养殖产量约占世界水产养殖总产量的2/3。
随着我国水产养殖规模化、集约化、工厂化和产业化步伐的加快,高密度水产养殖技术应用范围越来越广,各类增氧设备的研发日新月异,极大地促进了行业的快速发展。
在众多的增氧方式中,机械增氧方式应用最为广泛,推广应用机械增氧技术,对推动水产养殖业高质量发展,提升水产养殖的产量和质量具有十分重要的现实意义。
1水产养殖过程中对水质的要求现阶段,各类型的增氧机能够改善水质,提高水产养殖产量,灵活、适当运用增氧机有利于提高改善水质速度,有利于充分通过水体达到净化水质的目的。
增氧机的运用不仅提高了水体的营养含量和鱼种的生存率,而且提高了水产养殖的产量。
应用增氧机还有利于清除、稀释水中的有害物质,促进水底淤泥提高自净功能,平衡生态水流循环,降低水中生物发病的概率。
增氧机的运用可加速水体的对流,提高水体中、下层的溶氧,促进有机物的氧化分解,降低饵料系数,有利于鱼虾快速生长,减少病害的发生。
另外,水体的循环流动,还有利于促进浮游生物的繁殖生长,提高池塘初级生产力。
2水产养殖增氧设备的研究2.1喷水式增氧机喷水式增氧机将增压泵和马达置于中央,设置一个环形浮标,不设减速系统,使用电机直接驱动泵旋转,是抽水兼顾增氧的一机两用型增氧机。
两种不同增氧方式在南美白对虾池塘应用比较作者:暂无来源:《渔业致富指南》 2020年第5期郭财增李斌王春凤宁夏精养池塘以前一直是采用叶轮式增氧机增氧方式养殖,最近几年养殖池塘引进新型增氧方式——微孔管道增氧。
为证明两种增氧方式那种更加有利于池塘养殖,笔者与相关同事于2014年5月份在宁夏泰嘉渔业有限公司进行了2种增氧方式对水产养殖的效果实验。
并将试验结果总结如下,供同行们参考。
一、试验地点宁夏石嘴山市泰嘉渔业有限公司养殖基地,西排1号塘和西排2号塘,面积均为4亩。
二、试验设备罗茨鼓风机1台(2.2kW),微孔管400m、PVC管道若干,叶轮式增氧机1台(3kW)。
三、试验方法1.叶轮式增氧和微孔管道增氧改善水质效果试验试验条件:在宁夏泰嘉渔业有限公司养殖基地选择2个面积均为4亩的相邻池塘作为试验池塘。
其中1号池塘为叶轮式增氧,2池塘为微孔增氧,自然条件基本相当,据有关资料显示:1台功率为2.2kW微孔曝气增氧机的增氧能力相当于1台3.0kW叶轮式增氧机。
2014年5月15日安装增氧设备。
我们选择在7、8月份每个月对1、2号池塘的水质进行实时监测,连续3天。
方法是每天黄昏时,分别在2个池塘水深0.3m、1.0m处各取一个水样,测定氨氮、亚硝酸盐、溶氧、pH值、水温等指标;天黑后开机2小时重复上述操作,并将开机前后的水温、pH值、溶氧量、氨氮、亚硝酸盐变化做好详细记录。
2.叶轮式增氧和微孔管道增氧增产效果对比试验2014年5月28日上午,我们挑选规格一致,活力强、抗病菌强的虾苗分别在1、2号池塘放养,平均规格1cm,放养密度每亩3万尾。
苗种从海南购进未经淡化的虾苗,在泰嘉渔业公司温棚内淡化后放养,提高了虾苗适应本地水域环境的能力。
在日常管理中2个池塘均采用相同的无污染水源,水源充足,进排水方便,刚放苗时池塘水位在0.7-0.8m,以后每隔7-8天加一次水,每次向池塘注入新水深度为0.15-0.20m,直至水深1.6m。
第44卷第4期 渔业现代化Vol.44 No.4 2017 年 8 月FISHERY MODERNIZATION Aug.2017 DOI:10. 3969/j.issn. 1007-9580. 2017. 04. 001养殖池塘增氧机制与装备性能比较研究徐皓u,田昌凤u,刘兴国u,顾海涛\谷坚\黄一心1(1中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海200092;2农业部渔业装备与工程重点试验室,上海200092)摘要:水产养殖过程中,池塘生态系统可分为自成熟期和人工维持期。
在养殖容量提高的情况下,养殖生物 呼吸需氧量在不断增加,缺氧条件下有机物分解成有害物质,影响养殖生产。
维持池播生态系统穗定的主要 工程机制为:通过上下水层交换、平衡营养元素等方法,强化光合作用,提高营养物质转化规模,提升初级生产力;形成生态增氧为主、机械增氧为辅的高效增氧机制。
以中国养殖池塘生态系统为研究对象,分析探讨 养殖池塘生态机制、水体溶氧理论、增氧机作用机理、不同类型增氧机的机械性能等,提出了大宗淡水鱼混养池塘及几种典型单养池塘增氧机配置方式,从而为池塘养殖系统增氧机的配置提供技术参考。
关键词:增氧机;养殖池塘;溶氧;配置方式中图分类号:S969. 32+1 文献标志码:A文章编号:1007-9580(2017)04-001-081养殖池塘生态机制与溶氧1.1养殖池塘生态系统人工构建的池塘生态系统灌水以后,来自自 然水体的组分与池塘土壤的组分进行融合,在自 然(如光照等)与人为(如增氧、施肥等)因素的干 预下,养殖池塘生态系统逐渐趋于初始平衡状态。
由于系统形成的时间和空间尺度相对很小,主要 以浮游植物、浮游动物和细菌等低生态位生物为 主,营养物质相对贫瘠。
相对自然池塘而言,由于 种群、生物量、食物链等的劣势,系统的自我调节 能力比较弱。
因此,其构建以提高初级生产力为 目的,为将要投人的养殖品种提供良好的基础饵 料和有氧环境。
在养殖生产过程中,池塘生态系统可分为自 成熟期和人工维持期。
自成熟期的生态系统,伴 随着放养以及饲料的持续投人,池塘生态系统以 自身的调节能力保持系统循环的稳定,并不断趋 于成熟。
摄食饲料的养殖生物主体上不在系统循 环中担任消费者的角色,而系统中能量与物质循 环的平衡状态则为其提供生长环境,包括适宜的 水质理化性状、菌相和藻相。
其中,充足的溶氧、适宜的pH、不至危害浓度的氨氮和亚硝酸盐氮等 理化指标是健康养殖所必须的。
但持续投人的营 养物质通过养殖生物的转化(排泄),或者直接 (残饵)以生物质的方式进人循环系统,增加了由 饲料—养殖生物排泄物—异养微生物—矿化微生 物为主的食物链,加速了系统的成熟,但系统的调 节能力则趋于弱化。
为了减缓这一趋势,搭配鲢、鳙鱼等混养品种,作为消费者参与到系统中,分担 相当部分的营养物质并转化成养殖产品,可以使 系统成熟期延缓,或者说,使系统对主养生物的承 载量更大一些。
随着养殖生物的生长,投人的饲料量越来越 大,系统的营养物质在微生物和光合作用下,主要 积聚在有机质和浮游植物环节。
微生物分解有机 质的压力增大,需氧量不断增加,养殖生物呼吸需 氧也在增加。
当光合作用产生的氧不能满足系统 循环和养殖生物呼吸所需时,自成熟期的平衡被 打破。
缺氧条件下有机质分解成有害的氨氮、亚 硝酸盐氮,在池塘底泥的厌氧区,还会产生硫化氢 等有害物质。
而此时养殖生物的生长期还未结 束,人为的干预成为必然的选择。
人工维持期生态系统(图1)最初的手段是换 水,通过给水和排水,有机质和浮游植物以及氨收稿日期:2017-06-12基金项目:现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-46)作者简介:徐暗(1964—),男,研究员,研究方向:渔业装备工程技术。
E-mail:xuhao@ fmiri. ac. cn2渔业现代化2017 年氮、亚硝酸盐氮等有害物质被减少和稀释,补水还 带人溶氧。
养殖系统一旦有了充足的溶氧,好氧 微生物群落可以最大限度地发挥作用,有机质被充分转化为能被植物吸收的营养物质,有害物质 被控制在安全水平,养殖生物生长环境得以维持,呼吸需要得以保障,直至养殖生产周期结束。
图1养殖池塘人工维持期生态系统主要构成Fig. 1 Main components of ecosysLem during arLilicial ainLenance period of aquaculLure pond为追求更高的生产规模,人工维持期逐步成为 整个养殖周期的主要过程,在一些精养池塘,几乎 从生产伊始便需要换水和开启更多的增氧机。
养 殖池塘依靠其自成熟期的调节能力,养殖亩产仅 100~200 kg/ 667 m2(亩);在人工维持期,依靠排灌 机械换水,单产最高达到400〜500 kg/667 m2,利用 增氧机,整体单产超过700 kg/667 m2,最高单产 达 2 500 kg/667 m2,甚至更高[|]。
1.2养殖池塘溶氧养殖池塘生态系统中,影响养殖生产及健康 养殖环境的主要水化学因素是氧、氮、磷、碳的存 在形式,以及pH、盐度、氧化还原电位(ORP)等 综合反应水质特性的指标[2]。
氧是养殖池塘生 态系统中绝大多数生物群落生存的必要条件,空 气扩散、光合作用是养殖水体溶氧主要来源。
如 果供氧不足,养殖生物、浮游动物、浮游植物难以 呼吸,更多厌氧微生物分解有机质的水化学反应,产生有害物质,产生不利甚至是致命的影响[3-5]。
空气一水接触面积以及所在气压、水温、盐度 等,是影响空气中氧向池塘水体扩散的主要影响因 素。
在空气和水中氧分压差的驱动下,通过气一水接触表面的气膜和液膜间气体交换,空气中的氧向 未饱和的水体中扩散。
但若水体中的氧处于过饱 和状态,氧则会向空气中扩散。
海拔越高,气压越 低;温度越高,水的吸收系数下降;盐度越大,更多 的氧形成水合离子,这都导致氧的饱和溶解度下 降,其中受温度变化的影响更为明显。
池塘水面是 基本的气一水接触面,风力造成的浪花和水流会增 加接触面。
与静止接触面相比,在风力作用下的氧 扩散效率(氧转移系数)倍增,实验室数据是10〜24 倍,在池塘综合条件下为5倍[6]。
使用动力的机 械增氧,通过增加水与空气的接触面积,可达到高 效增氧的目的。
池塘生态系统中浮游植物光合作 用的供氧作用十分重要。
从养殖池塘氧收支平衡 看,不使用增氧机的池塘,氧收人中光合作用与空 气扩散分别占86. 0%〜95. 5%和4.7%〜14. 0%, 氧支出中水呼吸、鱼呼吸和底泥耗氧分别占72.0%~72.6%、13.1%~22.0% 和 2.9%~5.5%, 浮游植物产氧量(P)是其自身呼吸需氧量(R)的1.38倍(P/R)[7-8]。
使用增氧机的池塘,氧收人 中光合作用、增氧机、空气扩散分别占44. 7%、42. 3%和13%[9]。
光合作用是池塘氧供给的主残排饵泄养殖______产品营养物质Z好k分解者c,n,p,co2X r M L.■细菌〇氧>-■真菌生产者■浮游植物:微藻类〇'丨氧」,养殖生物<>第4期徐皓等:养殖池塘增氧机制与装备性能比较研究3图2集约化养殖产业的兴起。
1950年代后期“四大家 鱼”人工繁殖技术的突破,开启了中国传统水产 养殖的现代化进程。
为解决当时社会“吃鱼难” 的问题,需要发展集约化池塘养殖,以提高养殖产 量与生产效率。
在传统鱼塘中,养鱼量的增加极 易造成水体缺氧和“鱼浮头”,增氧机应运而生。
1960年代国家启动了水产养殖机械化专项。
第 一台池塘增氧机诞生于1972年,其创造性地采用 倒伞形叶轮在水下旋转,产生水跃,搅动水体,解 决养殖池塘增氧问题,被命名为“叶轮式增氧 机'经过数十年的发展,叶轮式增氧机的性能 与结构不断优化,一直是淡水鱼类池塘养殖使用 的主要机型。
1980年代以后,水车式增氧机从中 国台湾地区引进,用于鳗鱼和对虾养殖,同时期还 研发了射流、喷水、充气、涡轮等各种形式的增氧 机。
2005年以后,微孔增氧机开始应用于虾、蟹 等底栖生物的养殖池塘,并相续出现了耕水机、涌 浪机、底质调控机等增氧设备。
这些增氧设备成 为中国池塘养殖不可或缺的生产装备。
2.1增氧机的增氧机理增氧机是池塘养殖过程中为保障适宜的水体 溶氧所运用的专用设备,其对养殖池塘生态系统段为生态增氧时段。
17:00—18:00以后,水体中的氧处于消耗阶段,溶氧处于缓减时段,至午夜以后水体中的溶氧低于4 m g /L ,处于低氧时段[10_。
增氧机的作用,就是以最低的能源消耗,一是使水 体在低氧时段获得人为的溶氧补充;二是通过增 加水体受光量和营养物质,增加光合作用,尽可能 提高白昼的溶氧储备。
体,既充分利用了养殖过程的多余营养物质,又无 需如增氧机般耗能。
机械增氧只是作为补充,在 需要更多的氧或光照、营养受限时发挥作用。
池塘水体溶氧分布不均,在光照、温度和水流 的影响下,处在动态变化中。
光合作用发生在池 塘水体的上层,与变温层对应。
随着水层深度增 加,光合作用不断衰弱,直到浮游植物产氧量等于 自身呼吸量(此时的光照为光补偿点,P /R =1) 时,光合作用对池塘生态不再有贡献。
由于悬浮 物质的遮光作用,养殖池塘的光补偿点深度比自 然水体浅了许多,一般在0.5〜1.5m 水层[6-。
没 有光合作用的下层水体对应为均温层,主要靠水 体的流动使温层消失获取氧。
养殖池塘水体相对 较小,由于生物活动、增氧以及昼夜温差等干扰因 素,难以形成长期的溶氧分层现象,但总体上呈上 层高、下层低的状况。
水体上层白天溶氧高,以储 备夜晚所需的氧。
由于死亡的生物不断下沉、分 解,下层的氧常显不足,往往在后半夜至清晨之间 需要补充增氧。
夏季池塘光照强烈,水温上升,光 合作用产氧量以及生物的呼吸量都增大,下层水 体的溶氧更显不足。
风力使池塘下风位置浮游生 物量增加,溶氧要明显高于上风位置,两端溶氧差 值可达2 mg /L [7。
一般认为,符合池塘健康养殖要求的溶氧边 界在4〜5mg /L 。
当溶氧大于此范围时,好氧细菌 发挥积极的作用,有机质分解和无机盐转化的产 物对养殖生物无害,对初级生产力的形成有利;低 于此值时,水体及池塘底层的专性厌氧细菌在分 解有机质的产物对池塘生态系统中的生物有毒害 作用。
参照《渔业水质标准(GB 11607—89)》,池 塘养殖水体的溶氧应维持在:连续24h 中,16 h 以上必须大于5 mg /L ,其余任何时候不得低于 3 m g /L 。
根据养殖对象的生态学特性,池塘养殖 溶氧适宜范围为4〜8mg /L 。
增氧机的应用,就是 要在整个养殖过程中始终保持适宜的溶氧环境, 防止低氧性应激状况(低氧生长、浮头、窒息死 亡)的出现。