常見漁業增氧機的類型及工作機理

張厚珍

引言

在目前的水產養殖中，普遍采取魚類高密度放養、高密度投餌養殖模式，魚類高排泄物造成養殖水體環境惡化；加上有的魚塘缺少水源補充，淤泥過多，塘小水淺，容易造成缺氧浮頭染病死亡，帶來重大經濟損失。大多數地區的池塘養魚從上世紀90年代開始使用增氧機。增氧機是池塘養殖成功，取得高產增收的必備機械設備之一。1972年中國水產科學研究院漁業機械所研制成功了第一臺葉輪式增氧機，功率7.5kW。隨后，水車式、噴水式、射流式以及涌浪式等多種增氧設備相繼問世。其中，前三種主要用于水深2m以內的淺水魚塘，而射流式增氧機及涌浪式增氧機主要用于深水魚塘（李烈柳，2013）。合理選用增氧機可以為魚池增氧，防止魚類浮頭、泛塘等，從而為高密度養魚創造條件，取得高產，提高經濟效益，同時還可以凈化水質，攪拌水體，調節上下層水溫，曝除廢氣，減少魚病以及促進魚類生長等。

張厚珍

1.葉輪式增氧機

葉輪式增氧機主要由電動機、減速器、托體、撐架、葉輪、浮筒等組成，有三個方面的作用，即增氧、提水攪拌、曝氣。主要原理是水躍、液面更新、負壓進氣等聯合作用。葉輪式增氧機葉輪轉速較大，由于葉輪葉片的強烈攪動，葉輪周圍提升水體在水面形成水花和水躍，擴大了氣液的接觸面積，曝氣作用相對較好，尤其對中上層水體的混合作用較好，使得中上層水體溶氧均勻。其缺點是由于攪拌范圍較大，葉輪結構復雜、制作成本較高，用于較大池塘時對底層水體的溶氧改善作用亦較差。

葉輪式增氧機開發至今，已經經歷了三次技術改革，功率由7.5kW逐漸降低至1.5kW，樣式也由潛水式向水面式發展，其中，3kW和1.5kW兩種型號的葉輪式增氧機受到養殖戶的普遍青睞。

2.水車式增氧機

水車式增氧機是80年代從國外引進的，在日本、東南亞地區和我國臺灣得到廣泛應用，主要由電動機、減速器、聯軸器、葉輪、機架和浮船等6部分組成，電機功率0.5kW、0.75kW、1.1kW和1.5kW等，車葉轉速90～130r/min。減速器帶動聯軸轉動，車葉擊水、攪水，增大水與空氣接觸面積，加速空氣中的氧氣向水中溶解，形成一股定向水流，驅動水體混合。水車式增氧機的特點是結構比較簡單、造價低，淺水池塘增氧效果好，能形成直線方向的水流，適用于鰻、對蝦等水體較淺的養殖池塘。何雅萍等（2011）的研究結果表明：水車式增氧機對于水深為1m以內的養殖水體具有良好的增氧和攪拌效果，運轉時可形成一股較大的定向水流，較適合鰻魚等喜好水流的魚類。

3.噴水式增氧機

噴水式增氧機利用潛水電機直接驅動泵葉旋轉，沒有減速系統，抽吸上層水體、噴射增加氣液接觸面從而增氧，動力效率僅為0.65kg/kW·h（尉偉敏，1996）。隨著科技的進步，噴水式增氧機逐年改進，目前市場上常見的有葉輪噴水式增氧機、推浪噴水式增氧機以及浮水泵噴水式增氧機等。

推浪噴水式增氧機包括電動機、變速齒輪箱、噴水葉輪和浮體，電動機與變速齒輪箱傳動連接，在變速齒輪箱輸出端連接驅動軸，噴水葉輪安裝在驅動軸上，浮體通過浮體連接支架與變速齒輪箱連接，在變速齒輪箱下端安裝一連接器，連接器上具有供浮體連接支架插入的連接孔，浮體連接支架一端置于連接孔中，另一端固定在浮體上，使浮體與驅動裝置的連接結構不易損壞，實用性更強。

浮水泵噴水式增氧機是目前重量最輕，造價最低的增氧機。同時，由于它的外露零件都是工程塑料制成，并配用不銹鋼緊固件，耐腐性更高。泵殼抽送的水流經過接頭、軟管進入直管，從環形噴水口噴向空中后落回魚塘，增加和空氣的接觸面，達到增氧之目的。如用于深水魚池增氧，可在浮泵下部吊一重物（如石塊等），使浮泵直立懸浮在水層中間工作，但不要讓浮泵沉于池底，其距離由吊重物繩索的長度來控制，加長軟管使噴頭仍浮于水面。該方法的目的是盡量提高噴水式增氧機的增氧效果，改善下層池水的貧氧狀況和全池水的水質。

4.射流式增氧機

射流式增氧機是一種水底式增氧機，主要是由潛水電機和射流器組成，工作時槳葉在水下高速旋轉形成液體流并產生負壓，將空氣吸入水中，同時槳葉形成的水流將空氣切碎成細微、均勻的氣泡，增大了氣液接觸面積，促進空氣中的氧氣溶解到水中，增加水體溶氧。目前對射流式增氧機的研究較多，尤其是射流自吸式增氧機，該增氧機由射流吸氣增氧系統和定位裝置兩大部分組成，其外觀結構見下圖。

射流自吸式增氧機能提高養殖水體的單位面積產量，增產效果顯著。射流自吸式增氧機用于對蝦（斑節對蝦和凡納對蝦)養殖的試驗結果表明（吳世海，2007），在每口面積4000～8000m2、水深1.8m對蝦養殖池中，使用射流自吸式增氧機比普通養殖（不使用增氧機）提高單位面積產量3.3～8.3倍。普通養殖最高產量為0.225kg/m2，使用射流自吸式增氧機養殖，增氧強度為1.35×10-3～2.62×10-3kW/m2，產量高達0.749～1.877kg/m2。

5.涌浪式增氧機

隨著科技的進步，拼命打水花的增氧機時代已經過去了，節能、增加水體循環、高效融氧、改良底質的涌浪機逐漸成為這個時代的寵兒。涌浪式增氧機主要有0.75kW和1.5kW兩種類型，其優點為：一是具有強大的造浪能力，大大提高了水體與空氣的接觸面積，并通過曝氣接觸和藻類光合作用紫外線輻射等作用，使整個水體載氧量增加，改善水質，減少污水排放；二是具有強大的提水能力,把底層水換到表面并沿表面流出，有效降低水中有害物質及氣體的含量，改善池塘底質環境，防止水體污染。池里泛起的浪花更容易加快表面溶氧速度，調節上下層水溫，進而改善全池水質。

綜上，增氧機的類型雖多，但選擇增氧機配置量主要考慮水源狀況、養殖密度等情況。如果水源豐富，水質一直保持良好，則可少配置增氧機，反之則多配；養殖密度（畝產）高則多配，低則少配。合理選擇增氧機，可以獲得較好的經濟效益，給養殖戶帶來增產增收。