淡水池塘常用增氧机及其优化配置使用

2019-10-21陈畅

河北渔业 2019年10期

陈畅

摘要：根据淡水池塘溶氧的来源、时空变化规律及常用增氧机的特点，综合分析目前淡水池塘常用增氧机的配置和使用情况，提出了以水车增氧机或叶轮增氧机为主，与微孔增氧机、耕水机和涌浪机等的优化配置及其合理使用技术。

关键词：淡水池塘;增氧机;优化配置;合理使用

增氧机[1-2]和自动投饵机等渔业机械设备是水产养殖业的重要装备，其使用是促使水产养殖业迅速发展的重要原因之一。水体溶氧量的高低直接关系到养殖动物的生存，随着集约化养殖水平的不断提高，水体溶氧量也成为制约养殖对象健康生长发育的重要因素之一。溶氧也是养殖池塘水质管理的一项重要指标，其变化是水体理化性质和生物学过程的综合反映，也是养殖池塘生产性能的重要参数[3]。因此，增氧机对实现高密度、高产量的水产养殖具有极其重要作用[4]。目前池塘机械增氧主要有叶轮、水车、微孔、耕水机等方式[5]，不同类型增氧机械合理搭配能优势互补[6]，但多数养殖户采用单一的叶轮增氧机，或虽同时配置叶轮和水车增氧机，却未能合理使用。本文根据淡水池塘溶氧的时空变化规律及常用增氧机的特点，综合分析目前淡水池塘增氧机使用情况，提出增氧机的优化配置和合理使用，可为指导池塘养殖生产和提高其养殖效益提供参考。

1水体溶氧

1.1来源

天然水体中溶氧主要来源于水生植物的光合作用和空气的直接溶入[3，5，7]。浮游植物的光合作用能产生大量氧气，因此，白天池水中的溶氧量一般较高;氧气第二来源为大气通过气水界面交换的溶入。此外，加注新水等也能带入溶氧量高的水。

1.2变化规律

养殖池塘水体溶氧量呈有规律的时空变化：

一般日变化规律：存在明显的昼夜起伏变化。夜间由于池塘生物代谢和有机物分解，溶氧量逐渐降低，至黎明日出前降至最低[8];日出后，随着浮游植物光合作用的增强而逐步升高，午后达最高，但由于季节、池塘条件等情况不同，最高值即峰值[5]出现的具体时间会有所差异[9];日落后又重新进入夜间模式，即溶氧量日变化一般呈低→高→低。在池塘养殖密度大、水温高、投喂量大时，水生生物生长繁殖旺盛，耗氧量增大，常需要人工增氧。

一般空間分布规律：上层高、下层低。由于浮游植物光合作用产生氧气，上层水溶氧量受光合作用的影响大于下层的，上层水溶氧量常达到饱和甚至超饱和状态[5-7]，也导致晴天白天上层水溶氧量的变化幅度大于下层的;下层水由于光照不足，溶氧量一般较低。但水体温差常会导致上下层水体对流或因分子扩散作用，下层水的溶氧量也会逐渐升高，若水体太深，水层对流或分子扩散作用较弱，下层水的溶氧量就会明显低于上层水的。

2常用增氧机

2.1水车增氧机

水车增氧机增氧原理：通过电机带动浆叶转动，在浆叶背面形成负压，将空气带入水中，同时浆叶将池水提起并甩出水面，形成的大量水泡增加了空气与水的接触面积，加速氧气的溶入，还可使水面沿浆叶推动方向形成定向水流是其最大特点。其提水及搅拌深度约1 m，对1.5 m以下的底层水体几乎没有直接增氧作用[7，10]。因此，较适合浅水池塘和鳗鱼等需定向水流品种的养殖池。一般养鱼池塘可按10 kW/hm2左右配备。

2.2叶轮增氧机

叶轮增氧机增氧原理：由电机带动叶轮在水表面旋转，将水提到表面，在离心力作用下被甩出水面，形成水跃和浪花，与空气充分接触，使空气中的氧气不断地溶入水体，同时由于叶轮上的管子和叶片的旋转，在叶片表面形成负压区，当空气沿着气管进入时，加速了空气溶解的过程。且叶轮旋转还有提水和推水作用，可促进上下水层对流，促使上下水层溶氧量趋于均匀。因此，叶轮增氧机具有增氧、搅水、曝气等综合功能[7]，尤其是应急增氧功能，较适合水深1 m以上的大面积池塘，对水深1 m及水平距离为3 m处的增氧效果较佳[11]，也是目前采用最多的增氧设备。一般养鱼池塘可按4.5 kW/hm2左右配备。

2.3微孔增氧机

微孔增氧机增氧原理：通过罗茨鼓风机等空压机将空气压入输气管道，输入曝气管/盘（微孔纳米曝气管/盘）后，空气以微小气泡形式由池底向上升浮，在高氧分压作用下，氧气充分溶入水中，并促使水流旋转和上下流动，将高溶氧量的上层水带入下层，同时水体的旋转流动将微孔管周围高溶氧量的水向外扩散，实现池水的均匀增氧。目前，主要在虾、蟹等甲壳类养殖池塘中使用较为普遍[12-13]。其对水体底层溶氧增加速率是普通增氧机的5倍[14]，可加快池底氨氮、亚硝酸盐、硫化氢的氧化，抑制有害微生物的生长，还可将底部有害气体带出水面。但其综合增氧效果较叶轮增氧机的差[15]，没有应急增氧、提水及搅拌能力[7]，故四大家鱼等常规鱼种的养殖池塘不宜单独使用。

2.4耕水机

耕水机工作原理：由电机通过减速箱带动耕板缓慢旋转拨动水体，使底层水上提，再由表层中心缓慢往外推开，形成大范围的立体循环弱水流，使作用区域的水体都有机会与空气接触，被阳光辐照[16]。耕水机比传统增氧设备更能在水体底部构建良好的微生物系统[16]，增强亚硝酸盐和氨氮的硝化作用，逐步降低有毒有害物质含量[17]。但耕水机没有直接增氧功能[16]，曝气效果不如叶轮增氧机[18]，且功效易受光照时间、风速、风向等影响[2]，缺氧时不宜单独使用。

2.5涌浪机

涌浪机工作原理：利用浮体叶轮中央提水并共振造浪向四周扩散，促使底层水流上升，构成一个大范围的立体循环水流，增加水体的光照强度，促进藻类的生长，充分发挥和利用池塘的生态增氧能力[19]。具有优越的增氧、提水、造浪功能[20]，可稳定养殖水体良好的pH值[21]，要求水深应大于1.5 m[22]。

3配置与使用

3.1优化配置

不同增氧机的性能不同，如单从增氧能力看，叶轮>微孔>耕水机[5];单位能耗方面，涌浪机和耕水机的水层交换效率都明显优于叶轮增氧机的[2]，同功率的涌浪机增氧面积优于叶轮增氧机的[22]。因此，养殖者可根据不同的养殖种类与模式，结合溶氧量的时空变化规律，选择合适的组合进行优化配置，如养殖池塘配置“叶轮增氧机+涌浪机”，既可利用涌浪机净化水质、节能、搅水能力强的特点，又能发挥叶轮增氧机增氧能力强的优势[2]。

3.1.1以水车增氧机为主由于水车增氧机能使养殖池形成定向水流，但对1.5 m以下的底层水体几乎没有增氧能力等特点。因此，需要定向水流且水深1 m以下的浅水池塘，宜优先考虑配备水车增氧机为主，可同时配置低能耗的微孔增氧机;水深超过1 m的可同时配备耕水机，以降低能耗，并发挥其提水、搅拌功能[6]。如鳗鲡等工厂化养殖池，可同时在池子周边布置微孔增氧盘/管;虾蟹养殖池塘，可同时配备微孔增氧机或耕水机;产前需要定时冲水刺激的亲鱼培育池，非冲水时间可以微孔增氧机增氧为主。

3.1.2以叶轮增氧机为主对水深1.5 m以上的大面积池塘，宜优先考虑在池塘中间配备一定数量的叶轮增氧机（水平间隔大于6 m）为主，可同时在四周配置水车增氧机形成定向水流，将叶轮增氧机形成的高溶氧量水体引向周边，避免死角局部缺氧。叶轮增氧机和耕水机两者互补使用是四大家鱼养殖池塘可优先推广的配置方式[6]，不仅可减少叶轮增氧机的开机时间，降低能耗，还可降低养殖水体中氨氮、硫化物、亚硝酸盐等有毒有害物质的含量，改善水质[6]。因此，在配备叶轮增氧机和水车增氧机基础上，可同时再在叶轮增氧机之间配置耕水机或涌浪机，既兼顾了养殖生产夜间应急增氧（开启叶轮和水车增氧机）的需求，又能在晴天白天（开启耕水机或涌浪机）起到良好的水层交换作用。

3.2合理开机增氧

傳统的增氧机开启方式一般采取“三开两不开”。“三开”即晴天中午开、闷热天或浮头早开、养成后期或持续阴雨天下半夜开;“两不开”即傍晚不开、阴雨天中午不开。由于养殖池塘水体中的溶氧主要来源于水生植物的光合作用和空气的直接溶入。增氧机的增氧能力远远不能满足增氧水域养殖鱼类的氧需求[7]。增氧机在晴天白天主要发挥其均匀上下水体溶氧的搅拌功能，夜晚、凌晨或阴雨天气时，主要发挥其“点增氧”功能[7]，即应急增氧。

因此，养殖者应根据不同的养殖种类与模式，在合理优化增氧机配置的基础上，根据溶氧量的日变化和分布规律，在不同的时间段合理开启增氧机，以降低能耗，提高养殖经济效益。如在溶氧量达到最低前提前2.5 h开机[11];饲料投喂前、后半小时开启微孔、水车增氧机，提升投喂区的溶氧量，可提高鱼群的摄食效率[9];夜间微孔和低功率叶轮增氧机搭配使用，可提高微孔区域底层水体的溶氧量[9]。

3.2.1以水车增氧机为主鳗鲡等工厂化养殖池，早期水体载鱼量较低时，可先以微孔增氧机增氧为主，在排污前1 h左右开启水车增氧机，便于池子残饵、粪便等沉积物的汇集与清理;亲鱼培育池的养殖密度一般较低，非冲水刺激时间以微孔增氧机增氧为主，一般即可满足亲鱼对溶氧的需求。

普通养殖池塘尤其是虾蟹类养殖池，养殖早期可先以微孔增氧机或耕水机增氧为主;后期下半夜以水车增氧机为主，日出后白天上层水体溶氧量高，单独开启微孔增氧机或耕水机，利用微孔增氧机促使水流旋转和上下流动，同时将微孔管周围富含氧气的水向外扩散，实现池水的均匀增氧，或利用耕水机的搅拌功能促使上下层水体交换，改善池底环境以满足虾蟹的底栖习性。

3.2.2以叶轮增氧机为主叶轮增氧机（+水车增氧机）+耕水机：晴天白天选择耕水机增氧[5]，如在11：00～19：00开启耕水机促进上下水层不断交换，可提高整个水体的溶氧量[6];夜间应急增氧宜选择叶轮增氧机[5]，尤其是水体溶氧量最低的00：00～8：00，应使用叶轮增氧机（+水车增氧机），可较快地提高增氧机周围水体的溶氧量[6]。

叶轮增氧机（+水车增氧机）+涌浪机：涌浪机在晴天的增氧效果优于叶轮增氧机的[21]，如在晴天下午开机3～6 h，可使其周边20 m范围内底层水体的溶氧量增高[9];夜间和阴雨天不宜使用涌浪机，因涌浪机本身增氧量偏低，加上搅动池底缺氧层会增加水体耗氧，应使用叶轮增氧机（+水车增氧机）为主。

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