水产养殖用增氧机的增氧机理和应用方法

收稿日期: 2003- 08- 10 文章编号: 1005- 3832 ( 2003) 02- 0094- 03 水产养殖用增氧机的增氧机理和应用方法 蒋树义1 , � 韩世成1 , � 曹广斌1, � 刘 � 霞2 ( 1. 中国水产科学研究院黑龙江水产研究所, 黑龙江 哈尔滨 150070; 2. 哈尔滨市水产研究所, 黑龙江 哈尔滨 150070) 关键词: 增氧机 � 增氧机理 � 应用方法 中图分类号: S 969�3� � � 文献标识码: A � � 增氧机是水产高密度养殖池塘必备的设备。自上世纪七十年代在我国应用以来, 极大地推进了池 塘养殖业的发展, 池塘养殖产量由 200kg/亩增加到 500kg/亩, 养殖效益也有较大的提高。同时增氧机 随着养殖生产的发展不断出现新机型, 种类繁多, 技术指标混乱, 给正确选择和使用增氧机带来困 难。因此, 有必要从增氧机的增氧机理着手, 分析各类增氧机的工作原理, 技术指标和使用方法, 为 正确选择和使用增氧机提供科学依据。 1 � 增氧机的工作机理 增氧机工作时, 主要是利用空气中的氧和池塘本身的溶解氧进行增氧, 其工作机理主要有下述几 个方面。 1�1 � 水跃 增氧机工作时产生的水跃主要是增加水与空气的接触时间和接触面积, 同时涌水下落时的重力拍 打水面, 使得水分子之间增加压力, 从而克服液气界面的阻力, 有利于氧气向水中渗溶。因而提高水 跃高度是提高增氧机效率的途径之一, 即所谓重力增氧机理。 1�2 � 液面更新 增氧机的提水作用使得气水界面不断更新将底层缺氧水提到液面与空气充分接触, 水面激起的波 浪形成水幕裹入空气, 从而扩大气液界面的接触。液面更新的频率越高则增氧效果越好, 因此, 提高 增氧机的提水量可有效增加增氧机效率, 即液面更新增氧。 1�3 � 负压进气 有的增氧机是靠水体流通内产生负压带入空气, 从而使得空气和水体有效混合, 增加渗溶面积和 速度达到增氧的目的。提高进气量和减小气泡粒度是流水养殖用增氧机的主要途径 , 即负压渗溶增 氧。 1�4 � 暴气还债 增氧机工作时搅拌、践飞池塘水体, 把水中的 NH3、H2S、CO2、SO2、CH4 等有毒气体逸出, 在暴 气作用同时提升底层水体, 使得池底有机物上升到面分解。把所需长时间有机物分解消耗的氧债迅 速补清, 减少池塘有机物耗氧可有效预防池塘水体缺氧。即所谓暴气增氧还债。 1�5 � 借氧储备 在夏季晴天昼日池塘中溶解氧有时可达到过饱和, 增氧机提升底层水体, 在不搅动上层水体的条 第 16 卷第 2期 2003 年 11月 � � � � � � � 水 产 学 杂 志 CHINESE JOURNAL OF FISHERIES � � � � � � � Vol. 16, No. 2 Nov . 2003 件下, 可把上层富氧水压致底层, 作为水生生物有机物质分解耗氧的储备。这样就可减少增氧机工作 时间。 2 � 常见增氧机的结构、工作原理、动力效率及特点 2�1 � 水车式增氧机[ 1] 水车式增氧机分为单车式和复车式两种, 单车式增氧机是电机通过传动系统 (减速器) 带动一片 车叶运转。叶片拍击水面翻水, 发挥车叶的机械击水, 搅水作用。双车式增氧机是多车叶 (三车叶) 同时同速转动, 效果单车式优于多车式。车轮直径是 300~ 800mm。电机功率 0�5kW 等, 车叶转速 90 ~ 130 转。动力效率 0�9~ 1�32kg/ kw�h。水车式增氧机的特点: 结构比较简单、造价低, 浅水池塘增 氧效果好。只能搅拌水面附近, 能形成直线方向的水流, 适用于养鳗、对虾等水体较浅的池塘。 2�2 � 喷水式增氧机[ 2] 喷水式增氧机利用潜水电机直接驱动泵叶旋转, 没有减速系统。一般是环形浮筒, 水泵和电机置 于中央, 也有一机两用, 既抽水又增氧。但是由于这种增氧机是由潜水泵改进而来, 仅能抽吸上层水 体、喷射扬程很高、消耗能量大、增氧效果非常低, 动力效率仅为 0�65kg/ kw�h。并且用潜水电机成 本也高。喷水式增氧机的特点: 结构比较简单、重量轻。喷水扬程高, 除喷水外没有搅水特性, 也形 不成水流。适用于公园、游览区观赏鱼类的养殖。 2�3 � 射流式增氧机[ 3] 射流式增氧机主要是由潜水电机和射流器组成, 其工作时主要是由水泵喷出的高速流水通过射流 器时, 在射流器喉管附近的空气加速进入喷射扩张器, 从而在喉管附近产生负压、空气连续不断地进 入扩张器, 并使气水混合达到增氧目的。由于射流式增氧机工作时水流由速度能转变成压力能、从而 在射流器内产生能量损耗, 动力效率较低 0�60~ 0�80kg/ kw�h。功率为 2�2kw、3�0kw。 2�4 � 涡流式增氧机[ 4] 涡流式增氧机是由电机直接驱动水下涡轮, 涡轮高速转动时产生高速水流, 涡轮室中产生负压空 气连续进入水体, 涡轮并具有一定搅水作用, 使水气能够充分混合。其增氧动力效率为 0�68 kg/ kw�h 以上。功率为 1�5、2�2kw。但由于涡轮直径较小、转速高, 作用水体范围较小, 一般是直径 10 米。 涡流式增氧机的特点: 结构简单, 造价低、重量轻、使用方便。由于作用水体面积小适用于小鱼池或 流水养殖池较好, 特别是越冬池塘。 2�5 � 叶轮式增氧机[ 5] 叶轮式增氧机主要由电动机、减速器、托体、撑架、叶轮、浮筒等组成。叶轮式增氧机有三个方 面的作用, 既增氧、搅水、暴气。主要原理是水跃、液面更新、负压进气等联合作用。叶轮式增氧机 一般工作在池塘表层水面, 水跃高、搅拌范围大, 叶轮深度为 200 毫米, 叶轮直径为 150~ 1200 毫米、 水跃直径3~ 9 米, 叶轮转速在50~ 150转/ min, 动力效率 1�14~ 1�85kg/ kw�h , 功率 0�75~ 7�5kw�。叶 轮式增氧机的特点: 结构复杂、制造困难、体积大、机器重、成本较高。可以较大范围地搅动水体暴 气作用较好。可形成中上层旋流, 使得中上层水体溶氧均匀。用于较大池塘时对底层水体的增氧较 差。适用于池塘养殖和作为池塘养鱼急救设备。 2�6 � 桨叶式增氧机[ 6] 桨叶式增氧机由电机、传动轴、螺旋桨叶、浮筒、导水筒等组成。桨叶式增氧机工作时电机直接 带动螺旋桨叶转动, 导水筒里的水在桨叶作用下涌出水面、践向四周、形成涌水流和波浪, 增加了空 气中的氧向水中渗溶面积。由于导水筒的作用, 其筒深 300mm 打破了水体跃温层, 使得桨叶不搅动表 层水体而是把底层乏氧水提到表层覆盖富氧水, 在连续工作的情况下池中的溶氧和水体温度上下层对 流, 把富氧水逐渐压致底层。同时由于桨叶高速旋转、提水量大 ( 300t/ h) , 1m 以下的水提到表层, 使得在池底层形成较大的水流, 又可带动池底有机物运动促使其加速分解, 并具有暴气的作用, 底层 �95�2期 � � � � � � � � 蒋树义等: 水产养殖用增氧机的增氧机理和应用方法 � � � � � � � � � 水由表层富氧水的溶解氧补充, 同时也减少了有机质其它时间分解耗氧的可能, 这样就使得池塘水体 能够上下层溶氧比较均匀 , 昼夜变化趋于平稳。该系列增氧机的动力效率 1�1~ 1�3 kg/ kw�h。功率 0�75、1� 5、3�0kw。浆叶转速1400转/ min。 2�7 � 管式增氧机[ 7] 管式增氧机由电机、提水管、浮筒、叶片等组成。增氧机工作时叶片在电机驱动下高速转动, 管 内的水体由叶片推向水面, 通过提水管四周开设的喷水口、呈雾状喷向空气进行增氧。提水管内连续 由底层水补充从而使底层乏氧水增氧暴气。由于提水管长、喷水孔细小使得水体在流动过程中受到很 大阻力, 上下层水量交换以及形成的水流和波浪太小, 因而效果较差。动力效率为 0�9~ 1� 0kg/ kw� h。 3 � 选择、使用增氧机注意事项 ( 1) 选择增氧机要根据上述各种增氧机的特点和养殖对象, 根据池塘、工厂化和流水养殖的不同 条件正确选用。 ( 2) 池塘增氧机每千瓦增氧机的负荷面积, 一般为两亩左右。面积较大的池塘应计算台数。 ( 3) 流水池配用增氧机, 应根据养殖密度、增氧机动力效率、水源含氧量和鱼类耗氧、水体生物 自然耗氧量粗算台数。 ( 4) 应根据配用台数、增氧机动力效率计算出增氧速度, 以便开增氧机时掌握时间。 ( 5) 各种增氧机标明的动力效率均是在条件下的值 (水温 20 、1 个大气压、试验用水为蒸 留水) , 用于实际计算可用动力效率值除以 3�1。 ( 6) 使用时正确掌握开机时间, 池塘增氧机应做到阴雨天凌晨开、晴天中午开、傍晚不能开、缺 氧随时开。 ( 7) 使用时应注意各种增氧机工作轮的转向。 ( 8) 增氧机使用时应用铁丝固定在池塘两岸 , 大水面 180!插两杆用铁丝固定, 杆距增氧机不得少 于 15米。 ( 9) 在 0 以下工作时, 增氧机开机前首先检查机器有无冻死现象、工作叶轮是否转动灵活, 以 免烧毁电机。 ( 10) 应经常检查固定铁丝和叶轮周围有无杂物, 使用一年后, 冬季、空闲时间应拆机保养, 上 足润滑油脂。 参 � 考 � 文 � 献 [ 1] � 董初生, 等. 水车式增氧机与性能 [ J] . 渔业机械仪器, 1988, 4: 34. [ 2] � 尉伟敏. YP ∀ 1�5型多用喷水式增氧机设计与研究 [ J] . 渔业机械仪器, 1996, 3. 16~ 18. [ 3] � 刘 � 晃. 我国射流增氧机的发展现状 [ J] . 渔业现化, 2001, 4�32. [ 4] � 邬福根, 等. 冰下保温涡流式增氧机的研究 [ J] . 水产学杂志, 1994, 1. 49. [ 5] � 巫道镛. 增氧机的发展水平与主要性能 [ J] . 渔业机械仪器, 1993, 4. 7~ 8. [ 6] � 曹广斌, 等. 一次传动桨叶式增氧机系列研制 [ R] . 黑龙江水产研究所研究报告, 1989, 27. 84~ 86. [ 7] � 茂 � 祥. YQ ∀ 2�2管式增氧机 # 增氧∃ 机理简介 [ J] . 渔业机械仪器, 1990, 3. 14~ 15. [ 8] � 苑晴生. 高密度养鱼增氧分类与溶氧超饱和度及水中气泡直径大小值的关系研究 [ J] . 渔业机械仪器, 1988, 2. 10~ 15. �96�� � � � � � � � � � � � � � � � � 水 � 产 � 学 � 杂 � 志 � � � � � � � � � � � � � � 第 16 卷