关于水车式增氧机应用技术研究

唐万胜

（防城港市港口区企沙镇农业农村服务中心，广西 防城港 538002）

近年来，我国鱼虾产业得到迅猛发展，但随着国内塘租、饲料费与人工费等养殖成本不断提升，越来越多的养殖户为了获取更大的经济效益，会不断提升鱼虾的养殖密度。很多鱼虾养殖户在养殖过程中发现，鱼虾养殖后期，由于存塘量持续增加，导致前两餐鱼虾进食情况非常差，具体表现为投喂鱼虾5 min~10 min，离开食场的鱼虾就达到50%。虽然后两餐情况稍微有所好转，但是也会在投料期间出现很多鱼虾离开食场的现象[1]。基于以上问题，通过检测池塘溶氧分布情况发现，鱼虾食场溶氧比较低是造成鱼虾吃料不理想的主要因素。水车式增氧机是鱼虾养殖场的常用增氧设备，增氧与推动水流效果较好，但对鱼虾养殖场深水区很难达到理想增氧效果。水车式增氧机工作期间，利用减速器减速，以电动机作为应用动力，对叶轮形成带动作用，叶片旋转时，桨叶会快速击打水面，确保水内能够流入更多空气，以实现增氧效果。本文主要探讨水车式增氧机在鱼虾养殖场中的应用技术。

1 水车式增氧机的概念及工作原理

1.1 水车式增氧机的概念

水车式增氧机是一种水产养殖设备，该设备通过电动机提供运行动力，并在设备中安装有减速器，以达到减速效果，带动叶轮旋转。水车式增氧机工作过程中，叶轮的叶片会在水中浸没。水产养殖产业中，水底会沉积大量的鱼虾排泄物与饵料杂质，该水底对鱼虾养殖来说各有利弊，水车式增氧机的应用则主要是减小水底沉积物所带来的不利影响，帮助鱼虾健康成长[2]。增氧机是鱼虾养殖场水质得以改善的有效措施，利用机械方式提升缺氧水体的溶氧量，能够将有利生存环境提供给池塘中的鱼虾。水车式、涡轮式以及叶轮式增氧机是比较常见的集中增氧设备，其中水车式增氧机目前被广泛应用于我国华南区域，虽然个别类型增氧机结构不同，但目的却大同小异。

1.2 水车式增氧机工作原理

水车式增氧机如图1 所示，叶轮、电动机、机架、减速箱以及浮筒等共同组成水车式增氧机。工作过程中，水车式增氧机通过电动机带动机器运转，叶轮叶片全部或者部分浸于水中，叶轮机旋转期间的桨叶会对水面进行高速击打，从而激起一层层的水花，确保水中能够混入更多的空气，并且形成强劲作用力，在向池塘底部压入大量表层水的同时，还会将底部的水推向表层，实现池塘水分的反复循环。在水面和水车式增氧机桨叶保持垂直的情况下，会形成平行于水面的作用力，由此形成定向水流[3]。在水车式增氧机的桨叶快要离开水面的时候，会在桨叶的背面产生负压，以提升下层的水。在桨叶彻底离开水面后，会将叶片与叶弯部位的水抬高，借助离心力，向空中飞散，所激起的水露与水花非常强烈，持续溶解大量空气，叶轮转动产生的气流能够快速溶解空气。

图1 水车式增氧机示意图

2 水车式增氧机的特性

2.1 水车式增氧机的特点

水车式增氧机主要特点表现为：1）选择弧形伞齿轮取缔蜗轮蜗杆，具有高效、节能的特性，与传统机型相比更加省电；2）弧形伞齿轮制作工艺为铬锰钛合金，其表面属于碳氮共渗，具有较高的硬度，而且经久耐用；3）选择机械密封，从而为无漏油污染提供保障；4）水车式增氧机内部安装有保护器，可以防止电机运行过程中被意外烧坏；5）整体采用塑料浮船、不锈钢转轴、尼龙叶轮以及支架等[4]。

在池水内产生环流是水车式增氧机的主要特性，保证水池的DO 值能够在一定时间趋于一致。从根本上说，环流形成和维持必须消耗能量，该情况主要由水的黏性决定[5-6]。通常，池水流动原理比较复杂，以环流为主流，而且在转弯的位置还会形成回流，该流动缺乏可用的现成模型，环流对DO 均匀分布具有推动作用，其压力分布对实现鱼虾池中心集污非常有利。应用过程中存在的问题主要表现为：水车式增氧机布置方式会直接影响到增氧效果，增氧机布置会影响到中心集污效果。以上两个问题均和鱼虾池环流存在紧密关联。

2.2 水车式增氧机的优缺点

水车式增氧机的优点：1）应用水车式增氧机可以确保水域始终保持在流动状态，对水体垂直于水平方向均匀溶氧具有促进作用。尤其在养虾池中非常适合应用，实现水池水的方向性流动，诱导鱼虾能够在进食场内摄食。2）因为水车式增氧机叶轮转速较低，很难在底层形成提升力，所以不会出现拱池底的情况，可实现浅池增氧，深度通常在1 m 左右。3）水车式增氧机重量比较轻，如果鱼虾养殖场面积比较大，可以多装几台水车式增氧机，以有效组织水池水流。4）水车式增氧机结构简单，而且造价比较低，具有良好的浅水池塘增氧效果，在深淤泥的池塘中也较为实用[7]。5）水车式增氧机上层混合能力与推流能力比较强，可以获取更大氧液接触面积，而且具有非常高的增氧效率。

水车式增氧机的缺点：1）水车式增氧机上提底层水的力度比较小，而且对深水区域很难达到理想的增氧效果。2）鱼虾浮头时，水车式增氧机在急救工作中也不适用。

3 水车式增氧机应用技术的案例分析

3.1 材料和方法

3.1.1 水车式增氧机试验材料

本次试验选择防城港市港口区企沙镇的某两口鱼虾养殖池塘，每口池塘约20亩，池塘水深约1.6 m，水产虾的规格每尾约23 g，每口池塘达到1 421 kg 的存塘量，每日投喂鱼虾四餐，投食时间分别是8：00、11：30、13：00、17：30。两口池塘都配备有4 台叶轮式增氧机，功率为1.5 kW，其中2 号池塘增加1 台水车式增氧机，功率为1.5 kW。依照池塘投饵机的设置、池塘食场范围和安装水车式增氧机位置对鱼虾进食情况的影响，明确在距离食场约23 m、距离池塘约11 m 的位置安装水车式增氧机。每口池塘创设溶氧监测点3 个，其中上风口位置为A 点，食场位置为C点，而下风口位置则为B 点。2 号池塘在水车式增氧机和食场之间增加D 点，池塘食场的下风口位置增加E 点。所用溶氧测定仪器为2台便携式溶氧仪[8]。

3.1.2 试验方法和内容

1）池塘溶氧分布。在没有应用水车式增氧机之前，选择下午通过溶氧仪对两口池塘的A 点、B 点和C 点水深约0.3 m 位置的溶氧值进行测定。2）池塘食场溶氧影响投料量。没有应用水车式增氧机时，对2号池塘的鱼虾四餐投料量、食场位置水深约0.3 m 处的溶氧值进行测定。3）测试水车式增氧机对池塘溶氧分层产生的影响。没有投料之前，水车式增氧机需要开启约20 min，对2号池塘A点、B点、C点、D点以及E 点位置水深1.5 m、1.0 m 以及0.3 m 处的溶氧值进行测定。4）水车式增氧机改善鱼虾池塘食场溶氧情况。在没有应用水车式增氧机时，通过溶氧仪对投料前0.3 m 水深位置的溶氧变化进行测定，投料前30 min，开启水车式增氧机，在投料后1 h 将增氧机关闭，通过溶氧仪对投饵前0.3 m 水深位置的溶氧变化进行检测[9]。5）对比水车式增氧机影响投饵量的效果。6）比较阴雨天鱼虾吃料状态。阴雨天气下，对装有水车式增氧机与没有装水车式增氧机的池塘食场吃料情况进行观察，观察水车式增氧机是否可以改善鱼虾的吃料情况。

3.2 测试结果分析

3.2.1 池塘溶氧分布

通过对池塘上风口、下风口以及食场区距离水面0.3 m 深位置的溶氧值进行测定，结果显示，池塘不同位置具有非常大的溶氧水平差异。因为池塘下风口位置的水体藻类比上风口水体藻类浓度高，而下风口溶氧（每升约为16.2 mg）比上风口溶氧（每升约为12.1 mg）高，食场区溶氧仅每升1.5 mg，存在较大的差别，其主要是因为长时间定点驯化投料，虾群长期在食场周边集中等候饲喂，造成食场周边有非常低的溶氧情况。

3.2.2 食场溶氧影响鱼虾投料量

通过投料试验发现，随着食场内溶氧升高，投饵量不断增加，食场溶氧会在很大程度上影响到投饵量。

3.2.3 水车式增氧机影响溶氧分层

检测水车式增氧机前方和池塘各水位溶氧情况发现，增氧机能够将溶氧分层状态打破，保证水车式增氧机下层、上层以及中层的溶氧呈现一致状态，使水体溶氧分布不均问题得到有效改善，但几乎不会影响到与水车式增氧机较远的上风口位置[10]。

3.2.4 水车式增氧机改善食场区域溶氧

养殖场对水车式增氧机投入应用后，投饵前水深0.3 m 位置的溶氧和不使用增氧机的差别非常明显。没有安装水车式增氧机时，每天投饵前水深0.3 m 位置的溶氧是每升0.63 mg~2.34 mg，而且白天食场基本上为溶氧不足的情况。根据在投饵前30 min 将水车式增氧机开启，投饵结束后1 h 将增氧机关闭的应用模式，每天投饵前水深0.3 m 位置的溶氧是每升0.58 mg~6.88 mg，白天食场具有较高的溶氧指数，能够满足鱼虾养殖的摄食需求。

3.2.5 比较阴雨天鱼虾吃料状态

在阴雨天时，安装水车式增氧机的2 号池塘水面上抢料的鱼虾非常多，吃料情况显著优于没有安装水车式增氧机的1 号养殖池塘，1 号、2 号池塘吃料状态分别如图2、图3 所示。可见，水车式增氧机能够有效改善阴雨天气下的鱼虾吃料状态。

图2 1 号池塘吃料状态

图3 2 号池塘吃料状态

4 水车式增氧机技术的应用效果

4.1 池塘溶氧分布不均和食场溶氧低的主要原因

由于受风向、光照、鱼群分布以及藻类分布等诸多因素影响，池塘内溶氧表现出分布不均状态。白天光照时间比较长，垂直分布环节，各水位有着明显的溶氧分层，表现为从上到下溶氧值不断下降；空间分布环节，表现为上风口有较低溶氧量，下风口有较高溶氧量，食场溶氧最低。食场溶氧低的主要原因在于长时间定点驯化投料，导致鱼群长期在食场周边集中等待饲喂，很多虾群呼吸消耗造成食场周边溶氧非常低，食场周边溶氧低也会对鱼吃料产生严重影响。

4.2 水车式增氧机功能

水车式增氧机以水体搅动的方式，将溶氧分层现状打破，使虾塘底部的溶氧得到有效改善，而且也提升了池塘水质。水车式增氧机可以推动水体流动并翻动水体，能够使高溶氧区水向低溶氧区输送，使鱼虾吃料情况得到有效改善。就算是阴雨天，安装了水车式增氧机的池塘的鱼虾吃料状态也明显比未安装水车式增氧机池塘的鱼虾吃料状态好。

4.3 水车式增氧机安装位置与应用方式

对2 号池塘鱼虾吃料状态进行观察，结果显示，水车式增氧机安装位置要在与食场边缘距离约11 m处，如果水流比较大，则会对鱼虾吃食产生影响。安装水车式增氧机后，鱼虾会在水面争抢食物，慢慢会恢复至平常状态。池塘溶氧在日间会持续上升，而且不同时间段的溶氧变化值也比较大，尤其是上午存在较大的溶氧幅度。食场位置的溶氧因为鱼虾集聚状态所以较低，该情况在池塘养殖后期比较明显。因此，从第一餐到中午，要使水车式增氧机保持开启状态，并在下午投料前30 min 开启，投料1 h 后关闭。通过观察，最后一餐鱼虾并未在食场停留，所以在最后一次投喂时应将水车式增氧机关闭。

5 结语

综上，将水车式增氧机安装在高密度鱼虾养殖池塘周边，能够有效提升鱼虾生长速度与摄食量，该方法在高密度养殖池塘中应用能够达到理想的鱼虾饲养效果。