三种增氧机增氧性能研究

宋瑜清，熊元芳，马志光

（广东省农业机械试验鉴定站，广州 510515）

三种增氧机增氧性能研究

宋瑜清，熊元芳，马志光

（广东省农业机械试验鉴定站，广州 510515）

为了更准确地评价池塘养殖中主要的三种不同增氧方式的增氧机的性能，通过标准水池试验和养殖池塘中实地试验，研究了三种增氧机的增氧方式在清水试验中的增氧能力、动力效率和养殖池塘中的溶解氧均匀度与水温均匀度的变化。结果表明，曝气式增氧机增氧能力和动力效率最好，增氧能力比水车的高55.1%，动力效率比水车的高出64.0%。增氧能力和动力效率从高到低依次是曝气式、叶轮式和水车式。水车增氧机对养殖池溶解氧的均匀度提升最快，最高的达到46.43%，曝气增氧设备对养殖池溶解氧的均匀度提升达到29.46%；对养殖池水温均匀度的提升，三种增氧机都不是很明显。该研究为在池塘养殖中合理运用不同增氧方式提供了有益的借鉴。

池塘 增氧性能 均匀度 叶轮增氧机 水车增氧机 曝气增氧机

0 引言

近几年，受国际海洋专属经济区的划分和我国与周边国家双边渔业协定的签定生效等因数的影响，以及自然水产资源的衰退、水污染情况的加剧，我国的渔业经济及结构面临着严峻局面。大力发展水产养殖业将是我国渔业经济及结构调整的重点，也是我国农业经济结构调整、有效解决“三农”问题部署中的一个重要环节。发展水产养殖业，能增加的水产养殖面积是非常有限的，因此，推广高密度机械化养殖技术对于发展水产养殖业显得尤为重要。在水产养殖机械化设备中，鱼塘增氧设备是其中的关键设备。鱼塘增氧设备种类较多，有叶轮式增氧机、水车式增氧机、射流式增氧机和微孔曝气增氧设备。本研究旨在研究叶轮式增氧机、水车式增氧机和微孔曝气增氧设备的增氧性能，通过比较它们在标准水池的增氧能力和动力效率差异以及在养殖水池对改变水质的影响差异，从而为用户选购与应用、政府的推广与购置补贴、企业优化设计提供科学依据。

1 比对试验的内容和方法

本次比对试验的样机在市场上随机抽取，功率均为1.5 kW。试验分2个部分进行：一是在标准水池，按照国家水产行业标准SC/T 6009—1999《增氧机增氧能力试验方法》进行测试3种增氧机的增氧能力和动力效率。二是在养殖池塘现场，测试溶解氧均匀度和水温均匀度的变化，测量方法按1 d测量2次进行，分别在早上6—9点和下午2—4时各测量一次，作业时间为3 h。试验样机安置于试验水池中，具体情况根据池塘面积、形状、机型而定。在池中设测量点12个：上下层对应各6个，其中4

个分别设在试验水池对角线上，各点位置为（L/3，W/4）（L为池塘长度，单位m；W为池塘宽度，单位m。）；中间位置两边各1个点，各点位置为（L/2，W/4）；上层测试点距水面以下10 cm，下层测试点距水面以下100 cm。开机前测量各点的溶解氧含量和水温，开机3 h后测量各点的溶解氧含量和水温[1]。

溶解氧（水温）均匀度是指在一定条件下，水体中溶解氧含量/水温分布的均匀程度，单位为%。计算公式为：

式中 S0为溶解氧（水温）标准差；n为测量点数量；xi为各测量点水温（溶解氧含量），℃（mg/L)；x为n个测量点水温（溶解氧含量）的平均值，℃（mg/L）。

溶解氧（水温）均匀度提升比例是指试验后水体中溶解氧（水温）均匀度减去试验前溶解氧（水温）的均匀度，除以试验前水体中溶解氧（水温）的均匀度所占比例，单位为%。计算公式为：

式中 VM0为溶解氧（水温）均匀度提升率，%；MOQ为养殖池试验前溶解氧（水温）均匀度，%；MOH为养殖池试验后溶解氧（水温）均匀度，%。

2 比对试验的要求

标准水池用亚硫酸钠作试验用水消氧，以氯化钴作试验用水消氧催化剂[2]；养殖池试验直接按正常养殖进行测试。测量设备仪器及测量精度见表1。

表1 测量仪器设备的名称及准确度Table 1 Measuring instruments and accuracy

3 增氧设备比对试验的结果和分析

3.1 在标准水池试验的结果和分析

比对试验在广东省农业机械试验站的增氧机试验室进行，试验标准水池的容积为63 m3，试验数据见表2。

表2 增氧机在标准水池的试验结果Table 2 Test results of Three kinds of aerator increasing machine in the standard pool

从表2的计算数据可以看出，曝气式增氧机增氧能力和动力效率最好，增氧能力比水车的高55.1%，动力效率比水车的高出64.0%。增氧能力和动力效率从高到低依次是曝气式、叶轮式和水车式。

3.2 在养殖水池试验的结果分析

试验地点是中山坦洲港丰养殖基地，试验养殖水池的长（L）为135 m，宽（W）为47 m，水池养殖的是四大家鱼，所有的试验是在同一个养殖池塘进行

的。根据该养殖池塘的面积，配备3台1.5 kW增氧机就可以满足增氧的要求。按照用户使用习惯，把3台1.5 kW的叶轮式增氧机放置在鱼塘中心线位置，具体位置为（L/4,W/2）、（2L/4,W/2）、（3L/4,W/2），均匀地分布排列在养殖池塘；3台1.5 kW的水车式增氧机，1台放在池塘中心位置，2台放在池塘对角线的两边（占对角线四分之一处）；3台1.5 kW曝气增氧机，曝气管均匀的分布排列在整个池塘。溶解氧均匀度试验结果见表3，水温均匀度试验结果见表4。

表3 三种增氧机在养殖水池的溶解氧均匀度试验结果Table 3 Three kinds of aerator uniformly dissolved oxygen in the breeding pool test results

表4 三种增氧机在养殖水池的水温均匀度试验结果Table 4 Three kinds ofaerator uniform in temperature breeding pond test results

从表3和表4看出，水车增氧机对养殖池溶解氧的均匀度提升最快，最高的达到46.43%，主要是水车增氧机可以在养殖池塘中形成对流，使整个池塘的水循环运行流动；曝气增氧设备对养殖池溶解氧的均匀度提升第二，最高的达到29.46%，可能是因为曝气增氧机的曝气管分布比较多而且均匀，并且增氧是靠气泡产生的，多数量气泡地扩散使溶解氧溶度较快均匀分布；叶轮增氧机对养殖池溶解氧的均匀度提升最差，最高的只达到19.67%，主要原因是叶轮式的增氧是在一定范围内形成圆形的对流状态，而且深度不能过深，过深较难带动叶轮，从而降低增氧能力，同时，池塘中不同的叶轮形成的对流圈波形会消耗部分能量。

所有增氧设备对水温均匀度的改变都不是很明显，相对而言曝气增氧机的效果好一些。

总体而言，对池塘溶解氧均匀度最好的是水车式增氧机，其次是曝气增氧机。

4 结束语

研究试验表明，曝气式增氧机增氧能力和动力效率最好，增氧能力比水车的高55.1%，动力效率比水车的高出64.0%。增氧能力和动力效率从高到低依次是曝气式、叶轮式和水车式。水车增氧机对养殖池溶解氧的均匀度提升最快，最高的达到46.43%，曝气增氧设备对养殖池溶解氧的均匀度提升最高的达到29.46%；对养殖池水温均匀度提升，三种增氧机都不是很明显。

虽然不同增氧设备在增氧能力、动力效率和溶解氧均匀度存在差异，但是不同类型的增氧设备在不同的环境条件有不同的用途。叶轮式增氧机可以快速地带动以其为中心的一定范围辐射面的水流循环和增氧；水车式增氧机可以送料，可以形成整个池塘循环，也可以带动深水区的死水循环；微孔曝气式增氧机在水中的噪声很低，适合喜静的养殖产品；所以在使用增氧设备进行增氧时，根据养殖环境条件和养殖的产品类型，进行科学地配合配置增氧设备。

[1]宋瑜清,姚运仕,蒋姣丽,等.增氧机在养殖池试验的试验方法研究[J].现代农业装备,2012（9）.

[2]中华人民共和国环境保护部科技标准司.HJ 506-2009，水质溶解氧的测定 电化学探头法.北京：中国环境科学出版社，2009.

Research for Oxygen Supply of Three Kinds of Aerator

Song Yuqing
(Guangdong Province Agricultural Machinery Testing Station，Guangzhou 510515,China)

In order to accurately evaluate the performance of aquaculture ponds in three main aerator aeration mode,through the standard pool experiments and aquaculture ponds in the field test,study three aerator aeration aerobic capacity in clean water test,the dissolved oxygen in the pond of power efficiency and uniformity of and the uniformity of water temperature changes.The results show that,the best aeration type aerator aeration capacity and power efficiency,aeration capacity is 55.1%higher than the waterwheel,power efficiency is 64% higher than the waterwheel.Aerobic capacity and the power efficiency of the order from high to low is aerated, the impeller and the waterwheel type.The waterwheel aerator on dissolved oxygen in pond improving uniformity of the fastest,the highest 46.43%,aeration equipment for dissolved oxygen in pond improving uniformity of the highest 29.46%;the breeding pool water temperature uniformity,three kinds of aerator is not very obvious.This study provides a useful reference for the rational use of different aeration methods in pond culture.

the pond,uniformity,oxygen supply,impeller aerator,waterwheel aerator,aeration type aerato

2011年广东省扶持农业机械化发展专项项目——鱼塘增氧设备比对试验研究。

宋瑜清（1975—），男，广东梅县人，高级工程师，大学本科，主要从事仪器设备管理及农业机械鉴定、检测工作。