淡水池塘常用增氧機(jī)及其優(yōu)化配置使用

陳暢

摘要：根據(jù)淡水池塘溶氧的來(lái)源、時(shí)空變化規(guī)律及常用增氧機(jī)的特點(diǎn)，綜合分析目前淡水池塘常用增氧機(jī)的配置和使用情況，提出了以水車增氧機(jī)或葉輪增氧機(jī)為主，與微孔增氧機(jī)、耕水機(jī)和涌浪機(jī)等的優(yōu)化配置及其合理使用技術(shù)。

關(guān)鍵詞：淡水池塘;增氧機(jī);優(yōu)化配置;合理使用

增氧機(jī)[1-2]和自動(dòng)投餌機(jī)等漁業(yè)機(jī)械設(shè)備是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的重要裝備，其使用是促使水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展的重要原因之一。水體溶氧量的高低直接關(guān)系到養(yǎng)殖動(dòng)物的生存，隨著集約化養(yǎng)殖水平的不斷提高，水體溶氧量也成為制約養(yǎng)殖對(duì)象健康生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素之一。溶氧也是養(yǎng)殖池塘水質(zhì)管理的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其變化是水體理化性質(zhì)和生物學(xué)過(guò)程的綜合反映，也是養(yǎng)殖池塘生產(chǎn)性能的重要參數(shù)[3]。因此，增氧機(jī)對(duì)實(shí)現(xiàn)高密度、高產(chǎn)量的水產(chǎn)養(yǎng)殖具有極其重要作用[4]。目前池塘機(jī)械增氧主要有葉輪、水車、微孔、耕水機(jī)等方式[5]，不同類型增氧機(jī)械合理搭配能優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)[6]，但多數(shù)養(yǎng)殖戶采用單一的葉輪增氧機(jī)，或雖同時(shí)配置葉輪和水車增氧機(jī)，卻未能合理使用。本文根據(jù)淡水池塘溶氧的時(shí)空變化規(guī)律及常用增氧機(jī)的特點(diǎn)，綜合分析目前淡水池塘增氧機(jī)使用情況，提出增氧機(jī)的優(yōu)化配置和合理使用，可為指導(dǎo)池塘養(yǎng)殖生產(chǎn)和提高其養(yǎng)殖效益提供參考。

1水體溶氧

1.1來(lái)源

天然水體中溶氧主要來(lái)源于水生植物的光合作用和空氣的直接溶入[3，5，7]。浮游植物的光合作用能產(chǎn)生大量氧氣，因此，白天池水中的溶氧量一般較高;氧氣第二來(lái)源為大氣通過(guò)氣水界面交換的溶入。此外，加注新水等也能帶入溶氧量高的水。

1.2變化規(guī)律

養(yǎng)殖池塘水體溶氧量呈有規(guī)律的時(shí)空變化：

一般日變化規(guī)律：存在明顯的晝夜起伏變化。夜間由于池塘生物代謝和有機(jī)物分解，溶氧量逐漸降低，至黎明日出前降至最低[8];日出后，隨著浮游植物光合作用的增強(qiáng)而逐步升高，午后達(dá)最高，但由于季節(jié)、池塘條件等情況不同，最高值即峰值[5]出現(xiàn)的具體時(shí)間會(huì)有所差異[9];日落后又重新進(jìn)入夜間模式，即溶氧量日變化一般呈低→高→低。在池塘養(yǎng)殖密度大、水溫高、投喂量大時(shí)，水生生物生長(zhǎng)繁殖旺盛，耗氧量增大，常需要人工增氧。

一般空間分布規(guī)律：上層高、下層低。由于浮游植物光合作用產(chǎn)生氧氣，上層水溶氧量受光合作用的影響大于下層的，上層水溶氧量常達(dá)到飽和甚至超飽和狀態(tài)[5-7]，也導(dǎo)致晴天白天上層水溶氧量的變化幅度大于下層的;下層水由于光照不足，溶氧量一般較低。但水體溫差常會(huì)導(dǎo)致上下層水體對(duì)流或因分子擴(kuò)散作用，下層水的溶氧量也會(huì)逐漸升高，若水體太深，水層對(duì)流或分子擴(kuò)散作用較弱，下層水的溶氧量就會(huì)明顯低于上層水的。

2常用增氧機(jī)

2.1水車增氧機(jī)

水車增氧機(jī)增氧原理：通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)漿葉轉(zhuǎn)動(dòng)，在漿葉背面形成負(fù)壓，將空氣帶入水中，同時(shí)漿葉將池水提起并甩出水面，形成的大量水泡增加了空氣與水的接觸面積，加速氧氣的溶入，還可使水面沿漿葉推動(dòng)方向形成定向水流是其最大特點(diǎn)。其提水及攪拌深度約1 m，對(duì)1.5 m以下的底層水體幾乎沒(méi)有直接增氧作用[7，10]。因此，較適合淺水池塘和鰻魚等需定向水流品種的養(yǎng)殖池。一般養(yǎng)魚池塘可按10 kW/hm2左右配備。

2.2葉輪增氧機(jī)

葉輪增氧機(jī)增氧原理：由電機(jī)帶動(dòng)葉輪在水表面旋轉(zhuǎn)，將水提到表面，在離心力作用下被甩出水面，形成水躍和浪花，與空氣充分接觸，使空氣中的氧氣不斷地溶入水體，同時(shí)由于葉輪上的管子和葉片的旋轉(zhuǎn)，在葉片表面形成負(fù)壓區(qū)，當(dāng)空氣沿著氣管進(jìn)入時(shí)，加速了空氣溶解的過(guò)程。且葉輪旋轉(zhuǎn)還有提水和推水作用，可促進(jìn)上下水層對(duì)流，促使上下水層溶氧量趨于均勻。因此，葉輪增氧機(jī)具有增氧、攪水、曝氣等綜合功能[7]，尤其是應(yīng)急增氧功能，較適合水深1 m以上的大面積池塘，對(duì)水深1 m及水平距離為3 m處的增氧效果較佳[11]，也是目前采用最多的增氧設(shè)備。一般養(yǎng)魚池塘可按4.5 kW/hm2左右配備。

2.3微孔增氧機(jī)

微孔增氧機(jī)增氧原理：通過(guò)羅茨鼓風(fēng)機(jī)等空壓機(jī)將空氣壓入輸氣管道，輸入曝氣管/盤（微孔納米曝氣管/盤）后，空氣以微小氣泡形式由池底向上升浮，在高氧分壓作用下，氧氣充分溶入水中，并促使水流旋轉(zhuǎn)和上下流動(dòng)，將高溶氧量的上層水帶入下層，同時(shí)水體的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)將微孔管周圍高溶氧量的水向外擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)池水的均勻增氧。目前，主要在蝦、蟹等甲殼類養(yǎng)殖池塘中使用較為普遍[12-13]。其對(duì)水體底層溶氧增加速率是普通增氧機(jī)的5倍[14]，可加快池底氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫的氧化，抑制有害微生物的生長(zhǎng)，還可將底部有害氣體帶出水面。但其綜合增氧效果較葉輪增氧機(jī)的差[15]，沒(méi)有應(yīng)急增氧、提水及攪拌能力[7]，故四大家魚等常規(guī)魚種的養(yǎng)殖池塘不宜單獨(dú)使用。

2.4耕水機(jī)

耕水機(jī)工作原理：由電機(jī)通過(guò)減速箱帶動(dòng)耕板緩慢旋轉(zhuǎn)撥動(dòng)水體，使底層水上提，再由表層中心緩慢往外推開，形成大范圍的立體循環(huán)弱水流，使作用區(qū)域的水體都有機(jī)會(huì)與空氣接觸，被陽(yáng)光輻照[16]。耕水機(jī)比傳統(tǒng)增氧設(shè)備更能在水體底部構(gòu)建良好的微生物系統(tǒng)[16]，增強(qiáng)亞硝酸鹽和氨氮的硝化作用，逐步降低有毒有害物質(zhì)含量[17]。但耕水機(jī)沒(méi)有直接增氧功能[16]，曝氣效果不如葉輪增氧機(jī)[18]，且功效易受光照時(shí)間、風(fēng)速、風(fēng)向等影響[2]，缺氧時(shí)不宜單獨(dú)使用。

2.5涌浪機(jī)

涌浪機(jī)工作原理：利用浮體葉輪中央提水并共振造浪向四周擴(kuò)散，促使底層水流上升，構(gòu)成一個(gè)大范圍的立體循環(huán)水流，增加水體的光照強(qiáng)度，促進(jìn)藻類的生長(zhǎng)，充分發(fā)揮和利用池塘的生態(tài)增氧能力[19]。具有優(yōu)越的增氧、提水、造浪功能[20]，可穩(wěn)定養(yǎng)殖水體良好的pH值[21]，要求水深應(yīng)大于1.5 m[22]。

3配置與使用

3.1優(yōu)化配置

不同增氧機(jī)的性能不同，如單從增氧能力看，葉輪>微孔>耕水機(jī)[5];單位能耗方面，涌浪機(jī)和耕水機(jī)的水層交換效率都明顯優(yōu)于葉輪增氧機(jī)的[2]，同功率的涌浪機(jī)增氧面積優(yōu)于葉輪增氧機(jī)的[22]。因此，養(yǎng)殖者可根據(jù)不同的養(yǎng)殖種類與模式，結(jié)合溶氧量的時(shí)空變化規(guī)律，選擇合適的組合進(jìn)行優(yōu)化配置，如養(yǎng)殖池塘配置“葉輪增氧機(jī)+涌浪機(jī)”，既可利用涌浪機(jī)凈化水質(zhì)、節(jié)能、攪水能力強(qiáng)的特點(diǎn)，又能發(fā)揮葉輪增氧機(jī)增氧能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)[2]。

3.1.1以水車增氧機(jī)為主由于水車增氧機(jī)能使養(yǎng)殖池形成定向水流，但對(duì)1.5 m以下的底層水體幾乎沒(méi)有增氧能力等特點(diǎn)。因此，需要定向水流且水深1 m以下的淺水池塘，宜優(yōu)先考慮配備水車增氧機(jī)為主，可同時(shí)配置低能耗的微孔增氧機(jī);水深超過(guò)1 m的可同時(shí)配備耕水機(jī)，以降低能耗，并發(fā)揮其提水、攪拌功能[6]。如鰻鱺等工廠化養(yǎng)殖池，可同時(shí)在池子周邊布置微孔增氧盤/管;蝦蟹養(yǎng)殖池塘，可同時(shí)配備微孔增氧機(jī)或耕水機(jī);產(chǎn)前需要定時(shí)沖水刺激的親魚培育池，非沖水時(shí)間可以微孔增氧機(jī)增氧為主。

3.1.2以葉輪增氧機(jī)為主對(duì)水深1.5 m以上的大面積池塘，宜優(yōu)先考慮在池塘中間配備一定數(shù)量的葉輪增氧機(jī)（水平間隔大于6 m）為主，可同時(shí)在四周配置水車增氧機(jī)形成定向水流，將葉輪增氧機(jī)形成的高溶氧量水體引向周邊，避免死角局部缺氧。葉輪增氧機(jī)和耕水機(jī)兩者互補(bǔ)使用是四大家魚養(yǎng)殖池塘可優(yōu)先推廣的配置方式[6]，不僅可減少葉輪增氧機(jī)的開機(jī)時(shí)間，降低能耗，還可降低養(yǎng)殖水體中氨氮、硫化物、亞硝酸鹽等有毒有害物質(zhì)的含量，改善水質(zhì)[6]。因此，在配備葉輪增氧機(jī)和水車增氧機(jī)基礎(chǔ)上，可同時(shí)再在葉輪增氧機(jī)之間配置耕水機(jī)或涌浪機(jī)，既兼顧了養(yǎng)殖生產(chǎn)夜間應(yīng)急增氧（開啟葉輪和水車增氧機(jī)）的需求，又能在晴天白天（開啟耕水機(jī)或涌浪機(jī)）起到良好的水層交換作用。

3.2合理開機(jī)增氧

傳統(tǒng)的增氧機(jī)開啟方式一般采取“三開兩不開”?！叭_”即晴天中午開、悶熱天或浮頭早開、養(yǎng)成后期或持續(xù)陰雨天下半夜開;“兩不開”即傍晚不開、陰雨天中午不開。由于養(yǎng)殖池塘水體中的溶氧主要來(lái)源于水生植物的光合作用和空氣的直接溶入。增氧機(jī)的增氧能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足增氧水域養(yǎng)殖魚類的氧需求[7]。增氧機(jī)在晴天白天主要發(fā)揮其均勻上下水體溶氧的攪拌功能，夜晚、凌晨或陰雨天氣時(shí)，主要發(fā)揮其“點(diǎn)增氧”功能[7]，即應(yīng)急增氧。

因此，養(yǎng)殖者應(yīng)根據(jù)不同的養(yǎng)殖種類與模式，在合理優(yōu)化增氧機(jī)配置的基礎(chǔ)上，根據(jù)溶氧量的日變化和分布規(guī)律，在不同的時(shí)間段合理開啟增氧機(jī)，以降低能耗，提高養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益。如在溶氧量達(dá)到最低前提前2.5 h開機(jī)[11];飼料投喂前、后半小時(shí)開啟微孔、水車增氧機(jī)，提升投喂區(qū)的溶氧量， 可提高魚群的攝食效率[9];夜間微孔和低功率葉輪增氧機(jī)搭配使用，可提高微孔區(qū)域底層水體的溶氧量[9]。

3.2.1以水車增氧機(jī)為主鰻鱺等工廠化養(yǎng)殖池，早期水體載魚量較低時(shí)，可先以微孔增氧機(jī)增氧為主，在排污前1 h左右開啟水車增氧機(jī)，便于池子殘餌、糞便等沉積物的匯集與清理;親魚培育池的養(yǎng)殖密度一般較低，非沖水刺激時(shí)間以微孔增氧機(jī)增氧為主，一般即可滿足親魚對(duì)溶氧的需求。

普通養(yǎng)殖池塘尤其是蝦蟹類養(yǎng)殖池，養(yǎng)殖早期可先以微孔增氧機(jī)或耕水機(jī)增氧為主;后期下半夜以水車增氧機(jī)為主，日出后白天上層水體溶氧量高，單獨(dú)開啟微孔增氧機(jī)或耕水機(jī)，利用微孔增氧機(jī)促使水流旋轉(zhuǎn)和上下流動(dòng)，同時(shí)將微孔管周圍富含氧氣的水向外擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)池水的均勻增氧，或利用耕水機(jī)的攪拌功能促使上下層水體交換，改善池底環(huán)境以滿足蝦蟹的底棲習(xí)性。

3.2.2以葉輪增氧機(jī)為主葉輪增氧機(jī)（+水車增氧機(jī)）+耕水機(jī)：晴天白天選擇耕水機(jī)增氧[5]，如在11：00～19：00開啟耕水機(jī)促進(jìn)上下水層不斷交換，可提高整個(gè)水體的溶氧量[6];夜間應(yīng)急增氧宜選擇葉輪增氧機(jī)[5]，尤其是水體溶氧量最低的00：00～8：00，應(yīng)使用葉輪增氧機(jī)（+水車增氧機(jī)），可較快地提高增氧機(jī)周圍水體的溶氧量[6]。

葉輪增氧機(jī)（+水車增氧機(jī)）+涌浪機(jī)：涌浪機(jī)在晴天的增氧效果優(yōu)于葉輪增氧機(jī)的[21]，如在晴天下午開機(jī)3～6 h， 可使其周邊20 m范圍內(nèi)底層水體的溶氧量增高[9];夜間和陰雨天不宜使用涌浪機(jī)，因涌浪機(jī)本身增氧量偏低，加上攪動(dòng)池底缺氧層會(huì)增加水體耗氧，應(yīng)使用葉輪增氧機(jī)（+水車增氧機(jī)）為主。

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