機(jī)械增氧設(shè)備在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

趙海瑞 高 玲 朱 虹 周達(dá)輝 馬合群

水產(chǎn)養(yǎng)殖是發(fā)展農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)之一，也是農(nóng)民致富的重要途徑之一。傳統(tǒng)的養(yǎng)魚(yú)技術(shù)受客觀條件的限制，產(chǎn)量得不到提高，要想大幅度提高淡水養(yǎng)魚(yú)的產(chǎn)量，在養(yǎng)殖技術(shù)上要突破一系列的難關(guān)，其中，水中溶氧量的高低直接影響魚(yú)類的攝食、生長(zhǎng)和飼料利用率，乃至影響魚(yú)類的生存。提高水中溶氧量是確保高密度水產(chǎn)養(yǎng)殖模式下魚(yú)類正常生長(zhǎng)的前提和關(guān)鍵。一般情況下，池塘增氧采用物理增氧、化學(xué)增氧、生物增氧和機(jī)械增氧等方式，其中機(jī)械增氧方式采用最多。當(dāng)前，隨著規(guī)?；?、集約化、產(chǎn)業(yè)化水產(chǎn)養(yǎng)殖的迅速發(fā)展和混養(yǎng)、套養(yǎng)等高產(chǎn)高效技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用，對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械增氧設(shè)備和增氧方式提出了新的要求。因此，掌握和了解高密度養(yǎng)殖模式下的機(jī)械增氧設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展，實(shí)現(xiàn)面積、產(chǎn)量、產(chǎn)值“三增”和效益提升具有重要意義。

1 機(jī)械增氧設(shè)備的主要類型和工作原理

1.1 葉輪式增氧機(jī)

1.1.1 葉輪式增氧機(jī)的工作原理

葉輪式增氧機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)、減速箱、葉輪、支撐桿、浮球和電機(jī)罩等組成。通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)攪動(dòng)水體，使水形成旋流，把水從下層提到表層，形成水渦和水花，增大水和空氣的接觸面積，加快空氣中氧氣在水中的溶解。從而使水中含氧量增加。形成能裹入空氣的水幕，不僅擴(kuò)大了氣液界面的表面積，而且氣液間的雙膜變薄，并不斷更新，促進(jìn)了空氣中氧氣的溶解速度。攪拌時(shí)還把水中原有的有害氣體，如硫化氫、氨、甲烷、二氧化硫等通過(guò)曝氣從水中解吸出來(lái)，排入空氣中。由于葉輪在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，在攪水管的后部形成負(fù)壓，使空氣能夠通過(guò)攪水管吸入水中，并且立即被攪成微氣泡進(jìn)入葉輪壓力區(qū)，有利于提高空氣中氧氣的溶解速度，提高增氧效率。

1.1.2 葉輪式增氧機(jī)的特點(diǎn)

葉輪式增氧機(jī)具有增氧、攪水、曝氣等綜合作用，其增氧能力、動(dòng)力效率均優(yōu)于其他機(jī)型，是采用最多的增氧設(shè)備。葉輪增氧機(jī)的推流方向是以增氧機(jī)為中心作圓周擴(kuò)展運(yùn)動(dòng)的，比較適宜于短寬的魚(yú)溏。但是葉輪式增氧機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲較大，一般用于水深1 m以上的大面積的池塘養(yǎng)殖，在耗電量及水域較大時(shí)不方便布置。

1.2 水車式增氧機(jī)

1.2.1 水車式增氧機(jī)的工作原理

水車式增氧機(jī)主要由擊水葉輪、電動(dòng)機(jī)、機(jī)架、減速器和浮筒等構(gòu)成。通過(guò)減速器帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，把水均勻而彌散地潑向空中與空氣中的氧氣充分混合帶進(jìn)水內(nèi)，同時(shí)葉輪的攪拌產(chǎn)生波浪和水流，使水中超飽和的氨、二氧化碳、甲烷、硫化氫等有害氣體逸出，這樣增加水中的含氧量，改善了水質(zhì)，使蝦、鰻有個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育，防止浮頭死亡，從而達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的目的。

1.2.2 水車式增氧機(jī)的特點(diǎn)

水車式增氧機(jī)具有良好的增氧及促進(jìn)水體流動(dòng)的效果，適用于淤泥較深、水體較淺、面積為1 000～2 540 m2的池塘水域使用，一般用在蝦池，適合蝦類的生活習(xí)性和生態(tài)環(huán)境，有利于蝦的健康生長(zhǎng)。

1.3 微孔曝氣式增氧機(jī)

1.3.1 微孔曝氣式增氧機(jī)的工作原理

微孔曝氣式增氧機(jī)主要由微孔曝氣增氧管、曝氣盤(pán)和支架、風(fēng)機(jī)（多采用羅茨風(fēng)機(jī)、漩渦氣泵）、通氣主管、輔管、軟管、接頭等設(shè)備組成。利用風(fēng)機(jī)，通過(guò)鋪設(shè)在池塘內(nèi)的微孔曝氣增氧管對(duì)池塘水體充氣，快速消除池塘水體躍層，送進(jìn)氣泡發(fā)生器(如微孔陶瓷、微孔管、微孔砂輪等)，并最終以氣泡的形式在較深的水層中釋放出來(lái)，對(duì)水體進(jìn)行立體曝氣增氧，充分改善池塘水體尤其是池塘底層水體的溶解氧水平，優(yōu)化養(yǎng)殖水體環(huán)境，促進(jìn)養(yǎng)殖生物生長(zhǎng)。

1.3.2 微孔曝氣式增氧機(jī)的特點(diǎn)

微孔曝氣式增氧機(jī)是當(dāng)前較成熟的一種增氧設(shè)備。它利用空氣微泡增加水體溶解氧量，生成20～30 μm的的氣泡在水中處于煙霧狀飄散，上升速度緩慢，最大限度在水中擴(kuò)散，因而取得了顯著的溶氧效果，保證水體溶氧均衡，減少水層溫度差異，使水體活化。同時(shí)不會(huì)對(duì)養(yǎng)殖的水產(chǎn)品造成機(jī)械損傷，不會(huì)干擾其生長(zhǎng)環(huán)境。

1.4 活水機(jī)（又稱耕水機(jī)）

1.4.1 活水機(jī)的工作原理

活水機(jī)主要由防護(hù)罩、機(jī)電總成、連接板、活水臂、活水板、固定拉桿、浮圈等組成。依據(jù)流體力學(xué)原理和陽(yáng)光、風(fēng)能、空氣和生態(tài)平衡的相互作用理論，著力改善水底缺氧、水質(zhì)腐敗、生態(tài)失衡的情況，用超節(jié)能的驅(qū)動(dòng)裝置，將底層水縱向提升，橫向推動(dòng)，利用陽(yáng)光、風(fēng)能、空氣，在低能耗、少投入的前提下，長(zhǎng)效利用充足的自然資源，形成特定的流態(tài)，通過(guò)風(fēng)能曝氣、空氣接觸溶氧、藻類光合作用增氧、紫外線輻射等途徑，使整個(gè)水體表層與底層溶解氧、水溫值趨于一致。

活水機(jī)利用上述原理，使流動(dòng)性差的水有效地流動(dòng)起來(lái)，通過(guò)太陽(yáng)、風(fēng)及被活化的水底（能通過(guò)光合作用產(chǎn)生氧的水生物）等自然的力量，使水體保持其活力和生命力，從而達(dá)到水體自凈、生態(tài)平衡的目的。

1.4.2 活水機(jī)的特點(diǎn)

（1）質(zhì)量輕，運(yùn)輸方便。若使用高強(qiáng)度橡膠胎作為浮圈，充放自如。使用時(shí)充氣，不用時(shí)放氣，方便運(yùn)輸。

（2）活水效果佳。使用三片大面積活水板，攪水力量大，有效活水范圍廣。

（3）活水機(jī)主要作用在于攪活池塘中的水，但增氧能力較差。

2 機(jī)械增氧設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)增氧設(shè)備的研發(fā)始于20世紀(jì)70年代，90年代以來(lái)隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的持續(xù)升溫、養(yǎng)殖密度的提高和高產(chǎn)高效養(yǎng)殖技術(shù)的推廣應(yīng)用，增氧設(shè)備迎來(lái)了一個(gè)快速發(fā)展期。尤其是近幾年在主要水產(chǎn)養(yǎng)殖?。ㄊ校?，增氧設(shè)備已作為特色農(nóng)機(jī)具列入農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼目錄，享受財(cái)政補(bǔ)助，增氧設(shè)備呈現(xiàn)加速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。同時(shí)，設(shè)備的種類也多元化發(fā)展，在傳統(tǒng)葉輪式、水車式、射流式、注氣式增氧機(jī)的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了微孔曝氣式增氧機(jī)和活水機(jī)（又稱耕水機(jī)）等新型增氧設(shè)備，其中，微孔曝氣式增氧機(jī)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，應(yīng)用范圍每年都在加大。應(yīng)用現(xiàn)狀具備以下特點(diǎn)：

（1）增氧設(shè)備增速雖快，但總量仍然不足。增氧機(jī)的配套數(shù)量與養(yǎng)殖面積的大小和養(yǎng)殖密度的高低成正比，水面越大、密度越高對(duì)增氧機(jī)的需求量越大。按現(xiàn)有增氧機(jī)動(dòng)力效率和有效增氧面積，理論上產(chǎn)量在15 000 kg/hm2以上的，每千畝養(yǎng)殖面積至少配套3 kW增氧機(jī)134～167臺(tái)或6～7.5 kW/hm2，但現(xiàn)有裝備數(shù)量難以滿足需要。

（2）葉輪式增氧機(jī)占主導(dǎo)，裝備結(jié)構(gòu)不盡合理。由于傳統(tǒng)習(xí)慣和對(duì)新機(jī)型的滯后認(rèn)識(shí)，無(wú)論養(yǎng)殖的是常規(guī)品種還是名優(yōu)品種，葉輪式增氧機(jī)都是養(yǎng)殖戶的首選。從江蘇省南京市2011年享受財(cái)政補(bǔ)貼的1 270臺(tái)增氧機(jī)分類統(tǒng)計(jì)中可以看出，有葉輪式增氧機(jī)1 004臺(tái)，占總量的79.1%；水車式增氧機(jī)9臺(tái)，占總量的0.7%；微孔曝氣式增氧機(jī)257臺(tái)，占總量的20.2%，其中微孔曝氣式增氧機(jī)所占的比例比前幾年有大幅度的提高。

（3）養(yǎng)殖戶對(duì)成本因素考慮的較多，對(duì)增產(chǎn)增效的預(yù)見(jiàn)不足，習(xí)慣性地把增氧機(jī)當(dāng)“救命機(jī)”，把增氧作為一種應(yīng)急措施，忽視增氧機(jī)對(duì)池塘中下層水體溶氧的提高、有害物質(zhì)的分解和水質(zhì)改良的重要作用，在實(shí)際使用中一旦魚(yú)類浮頭、“泛塘”現(xiàn)象緩解就停止增氧，造成曝氣不充分，水體對(duì)流、水層交換效果不明顯等問(wèn)題。池塘水體的溶氧安全得不到有效保障，更難達(dá)到淡水魚(yú)類養(yǎng)殖正常攝食、生長(zhǎng)所需的不低于3 mg/L的溶氧要求，進(jìn)而影響魚(yú)類的生存和生長(zhǎng)。

3 機(jī)械增氧設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)

3.1 增氧設(shè)備將向節(jié)能低耗、高效可控的方向發(fā)展

傳統(tǒng)的增氧設(shè)備高耗低效，靠人工操作，而微孔曝氣式增氣機(jī)的微孔管道容易堵塞和老化。因此，設(shè)備水平的提升、性能的改善將成為增氧機(jī)械今后發(fā)展的重點(diǎn)，從人為操控向自動(dòng)控制、智能增氧轉(zhuǎn)換，從高能耗向節(jié)能型轉(zhuǎn)變是今后的發(fā)展方向。

3.2 采用不同類型增氧設(shè)備進(jìn)行混合增氧將得到應(yīng)用與發(fā)展

有些養(yǎng)殖戶利用設(shè)備結(jié)構(gòu)和增氧原理上的差異，在同一養(yǎng)殖水域安裝兩種不同的增氧設(shè)備，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、配合使用、混合增氧，取得了較為理想的增氧效果。如在養(yǎng)殖南美白對(duì)蝦中采用微孔曝氣式增氧機(jī)和水車式增氧機(jī)進(jìn)行混合增氧；在翹嘴紅鲌混養(yǎng)塘中，采用活水機(jī)增氧為主，葉輪式增氧為輔的混合增氧方式，產(chǎn)量可達(dá)18 981 kg/hm2，同比增產(chǎn)11.3%。此外，將活水機(jī)與微孔曝氣式增氧機(jī)或葉輪式與水車式增氧機(jī)配合使用，也都取得了較好的效果，這些混合增氧方式在高產(chǎn)高效養(yǎng)殖模式下對(duì)提高池塘整體增氧效果、確保溶氧安全提供了新的發(fā)展思路，也將是機(jī)械增氧設(shè)備應(yīng)用的新方向。