淡水水產養殖中機械增氧技術的應用分析研究

顧兆俊 劉興國 程果鋒 唐 榮

(中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所，上海 200092)

引言

淡水水產養殖業需要利用適當的水域環境，培養特定的水產生物，為了能夠提高養殖品質與產量，廣泛應用了機械增氧技術，這也是保障養殖效果的關鍵因素。機械增氧技術的全面應用，大大增強了水體生產能力，同時有效完善水體質量，其次借助設備的能量轉化作用，提高水體上下置換速度，確保水體中的含氧量能夠提高，有利于水產生物的成長，并且養殖過程中病害會有所減少。當下想要實現水產養殖增收目標，優化機械增氧技術非常關鍵，應合理運用不同類型、功率以及效能的機械增氧設備。

1.淡水水產養殖中機械增氧技術常見類型

1.1 局部增氧

在眾多機械增氧形式中，局部增氧的發展最早，在應用普及度上明顯更高，因此局部增氧也成為淡水水產養殖中的典型技術。局部增氧主要起到應急增氧效果，能夠針對性解決泛塘問題，其次還有很多使用優勢，如定點增氧穩定性方面較高。局部增氧主要采用葉輪、水流以及射流等多種形式，葉輪式是使用最多的局部增氧技術，當下很多養殖戶都在使用該方法。葉輪增氧技術的核心原理在于葉輪轉動產生的力量，可以在水體中產生水花，而水氣接觸面會受此影響不斷擴大，另外在攪動水體時，能夠形成一定對流現象，水體溶氧速度加快，同樣有利于增氧效果的提高，改善淡水養殖環境。

1.2 底部增氧

底部增氧屬于新型技術，相比較于局部增氧發展起步晚，主要基于充氣增氧技術創新而來，目前在應用過程中會采用微孔曝氣設備，該設備由風機和管道兩個重要部分組成，能夠在水體底部展開增氧操作，具體使用效果與風機功率和管道布置密度有關。微孔曝氣設備在結構上相對復雜，因此安裝過程要比其他設備困難，必須在底部安裝好微孔管道并施加壓力，運行時微孔會出現小氣泡逐漸上升，最終與水體形成結合，底部的溶氧能力大大提高。底部增氧可以明顯改善水體質量，尤其是水體底部的氧氣含量逐漸提高，該形式無疑解決了傳統機械增氧技術中，底部氧氣含量稀缺的嚴重問題，搭配其他增氧形式效果更佳。

1.3 平衡增氧

平衡增氧也是新型技術，但在應用過程中存在明顯缺點，很多設備功率小、轉速低，所以增氧能力、增氧效果無法相比另外兩種技術。不過平衡增氧也具備一定優勢，能夠連續作業24小時，并且自身消耗的能源非常小，應用過程中水體上方富氧水與下面缺氧水不斷交換，有效促進了水體溶氧能力，改善氧氣不足等問題。由此可見平衡增氧屬于持續性作業技術，目前最常用的就是耕水機，有防護罩、機電總成以及耕板等多個不同部分組成，在下雨天氣時增氧效果有所降低。平衡增氧技術應用在半封閉或全封閉水域中效果突出，尤其是存在污染現象的水體環境，利用24小時持續性置換表層與地層水，有效提高水體質量。

2.各類增氧方式性能比較

2.1 葉輪式增氧機

通過開展相關實驗對比，葉輪式增氧機在效果上更為顯著，相比水車式、螺旋式效率高出很多。這是因為葉輪式增氧機對水體的混合能力強，有效擴大水氣接觸面，因此增氧效果十分理想。

2.2 水車式增氧機

水車式增氧機在實驗中的表現，無論增氧效果還是運行效率，都要比葉輪式增氧機略低，但是相比螺旋式效果突出一些。水車式增氧機的優點在于推流能力、混合水體能力強，同樣可以增加水汽接觸面積，目前該設備大多應用在淺水池塘中，可以展現自身優勢。

2.3 螺旋式增氧機

螺旋式增氧機的效果，遠不如其他兩種，在推流能力與混合水體能力上相對薄弱，雖然水體底層增氧效果好，但水體上下層的置換非常差，氧氣溶解均勻性很難達到要求，因此在使用過程中需要考慮分析，是否能夠滿足養殖需求。

2.4 增氧方式對不同深度水層增氧效果對比

淡水水產養殖種類多樣，并且各種不同養殖物在生活習性上存在差異，因此對增氧方法有嚴格要求。大多數情況下葉輪增氧設備的性能更加全面，同時表現出較為顯著的增氧效果，水體不同層次的氧氣溶解能力都得到提高。水車增氧設備的優點在于水體中層、上層氧氣溶解能力提高，但是底層往往無法達到要求，螺旋式增氧設備優點主要體現在底層增氧，水體底部溶解氧氣能力有所提高，不過中上層能力較差，所以在使用上有一定限制，在選擇使用過程中，必須參考養殖生物特點、水體環境等，這樣才能發揮出機械增氧設備的最佳效果。

3.淡水水產養殖中機械增氧技術應用分析

3.1 機械增氧設備增加速度快，但總量仍需提高

在我國淡水水產養殖業中，機械增氧設備的應用配置必須與實際面積、密度成正比例，因此養殖面積越大需要使用的機械增氧設備數量也會隨之提高。通過分析機械增氧設備的具體動力效果與使用過程中有效面積，從理論的角度來講，需要產量＞15000kg/hm2的設備，也就是說每1000平方米水域中，應該使用150臺3kw的機械增氧設備，但如果按照這個標準進行配置，根本無法達到數量要求。由此可見雖然機械增氧設備增加速度比較快，但總量仍然沒有達到配置要求。

3.2 葉輪式增氧機占據主導，但無法全面使用

雖然現在很多養殖戶已經認識到機械增氧設備的重要性，但在應用過程中對于設備的了解不是很多，甚至對于機械增氧設備的認知比較陳舊，沒有做到與時俱進了解現代科學技術和發展，加上很多地區處在鄉村，養殖戶本身對于新事物的接受能力較差，因此在機械增氧設備的應用上大多主選葉輪式發動機。該設備在增氧速度上相對明顯，所以得到大面積推廣和使用，不過此類設備存在相應的缺陷，例如在使用過程中與某些飼養品種習性存在沖突問題，但另一種機械增氧設備，卻與飼養生物品種的習性符合，由此可見葉輪式增氧機無法全面應用在淡水養殖產業中，而現在過度占據主導地位，對淡水水產養殖造成限制。

3.3 過度重視局部增氧，操作習慣過于傳統

在淡水水產養殖中，局部增壓是最常見的形式，并且使用相對廣泛，而底部增氧與平衡增氧屬于后期發展而來，由于起步較晚并沒有得到普及，很多養殖戶仍然注重采用局部增氧方法，這也導致底部增氧與平衡增氧受到忽視。機械增氧技術的應用目的在于減少魚類浮頭、泛塘等問題，但是在使用過程中效益并不高，但仍然是很多養殖戶的救命設備，認為能夠在淡水水產養殖過程中起到重要作用。當下局部增氧與其他增氧方式相比較，曝氣不夠充分、水體對流與交換效果差，水體中的溶氧安全很難達到預期要求，因此要改善傳統的局部增氧，多運用底部、平衡增加方法。

4.淡水水產養殖中機械增氧技術優化措施

4.1 加強機械增氧設備研發

目前我國淡水水產養殖業不斷發展，對機械增氧技術的要求越來越高，這也成為機械增氧設備市場發展的驅動力，必須加強機械增壓設備的研發生產，以此來滿足淡水水產養殖業發展需求。當下機械增氧設備仍然存在諸多不足，例如淡水水產養殖過程中使用會需要大量投資成本，并且過度依賴人工操控等，甚至缺少過載保護與低壓啟動保護，這也為應用帶來不便。提高機械增氧設備使用效率至關重要，通過降低能耗增加養殖經濟效益，另外充分融入現代自動化技術，改善過度依賴人工操作的弊端，同時盡量延長機械增壓設備使用壽命，切實降低淡水水產養殖業的成本投入，確保經濟效益能夠逐漸提高。

4.2 拓展機械增氧設備功能

盡管現代機械增氧設備也能起到一機多用的效果，但在功能上仍然需要完善，目前來看機械增氧設備主要包含增氧、攪水以及曝氣等功能，有利于增強池塘生產力，加快養殖生物的繁殖與生長。不過很多設備功能單一，例如水質變差的情況下，無法借助機械增氧設備改善，水質下降往往會決定淡水水產養殖品質，為了能夠改善該問題，必須拓展機械增氧設備的功能性，目前主要朝著調節水質的方向發展，有效提高淡水養殖品質，同時利用水產生態循環模式，降低養殖排泄物、飼料投喂過度的負面影響。

4.3 合理使用機械增氧設備

機械增氧設備的應用，讓水體內的含氧量增加，同時把上層水置換到底部，不過很多養殖戶存在錯誤的認知，在天氣晴朗陽光充足的條件下，往往不會使用增氧設備，但這時打開機械增氧設備可以發揮出最大效果，要比平時增氧效率高。另外機械增氧設備的功能豐富，不僅限于為水體增加氧氣，不少養殖戶在應用過程中缺乏了解，沒有充分發揮出其他功能的作用，比如機械增氧設備能夠排除硫化氫、氮以及甲烷等有害氣體，起到調節水體質量的作用，如果在養殖過程中發現水質存在異?，F象，就可以利用機械增氧機進行改善。當下我國機械增氧設備的種類比較多，并且具有不同的使用優勢，除了最基礎的增氧、改善水質外，還有很多必須要注意的功能，比如葉輪式增氧設備在成本上相對低廉，比較適用于局部增氧使用，因此要根據養殖生物特點與水體情況，在合理分析后選擇機械增壓設備。必要的情況下可以選擇多種不同機械增氧設備搭配，尤其是大面積水域養殖，能夠滿足不同養殖需求，達到更好的增氧效果，提高養殖品質與產量。

4.4 提高機械增氧知識普及

科學技術是第一生產力，對經濟發展有著重要的促進作用，因此如何推廣普及非常關鍵，目前我國淡水水產養殖主要集中在鄉村地區，不過當地的專業水產養殖人員比較少，缺乏對機械增氧技術的了解和掌握，很多養殖戶在使用過程中，可能會存在不合理等問題。另外機械增氧技術的普及大多集中在城市地區，為了帶領鄉村經濟發展，應該承擔起科技知識普及推廣的重要責任。首先提高淡水水產養殖人員的專業知識，可以深入鄉村地區開展教育培訓工作，加強農戶的機械增壓技術應用水平，不斷提高淡水水產養殖規?；?、專業化，這是推動產業發展的重要途徑。

4.5 創新混合機械增氧技術

機械增氧技術在淡水水產養殖領域應用十分廣泛，并且有效解決了溶解氧缺乏、水質較差的問題，總體來看我國機械增氧設備的發展前景良好，不過在應用過程中可以創新混合機械增氧技術。雖然很多養殖戶已經運用到機械增氧設備，但是不了解具體工作原理和結構，目前來看養殖戶大多會采用單一類型的機械增氧設備，其實混合機械增氧設備的運用，更有利于提高使用效率，并且設備之間功能上存在差異，搭配使用可以相對比較全面，將增氧效果發揮到最大。比如我國淡水養殖南美白對蝦，就會使用水車式與微孔曝氣設備的形式，有利于提高養殖品質和產量，甚至可以結合水產生物生長習性、特點等，選擇不同設備搭配使用，如活水機、葉輪增氧機的組合方式，能夠提高淡水水產養殖效益。

5.淡水水產養殖中機械增氧技術發展趨勢

結合現代淡水水產養殖業現狀，可以判斷出機械增壓設備的發展趨勢，目前來看能耗過高仍然是主要的限制性問題，導致很多設備使用效率較低，可能需要較大的投資，才會滿足淡水水產養殖需求。很多機械增氧設備在結構上仍然需要優化，并將節能降耗技術作為創新重點，這樣才能突破以往存在的限制性問題，通過降低能耗提高使用效率，養殖成本也會隨之降低。另外在以往的使用過程中，對于人工操作的依賴性較強，因此未來會提高機械增氧設備的智能操控性，充分融入自動化技術，為我國淡水水產養殖業提供更多發展支撐。其次部分葉輪式增氧機械設備，增氧速度仍然有待加強，只有真正解決這些問題，淡水水產養殖業才能穩定發展，獲取更多經濟效益。

結束語

淡水水產養殖使用機械增氧技術，主要是為了改善水溶氧缺乏的問題，因此該技術有利于提高養殖品質，增加淡水水產養殖經濟效益。因此機械增氧技術的發展，對于我國淡水水產養殖業有著重要影響，當下應注重推廣機械增氧知識，帶領養殖戶了解不同類型的設備，從而選擇與飼養品種習性相符合的技術應用。其次加大機械增氧設備研發，并針對不足之處展開完善，以此來打開技術上的限制，讓機械增氧技術能夠進一步普及，順利落實到淡水水產養殖業中，同時降低機械增氧設備使用能耗，促使養殖效益得到提高。