池塘增氧机优化配置研究

摘 要 根据《中国海洋发展报告》揭示，近年来，由于无序、无度的开发我国海洋资源，近海渔业资源经过过度捕捞，海洋资源的再生能力已经远远不能满足高强度的人类海洋捕捞现状[1]，始得传统渔业种类消失，海洋渔业资源衰减严重，我国的水产养殖也受到波及，处境不容乐观。鱼类因其味道鲜美、肉质可口、营养成分高等优点，是人类餐桌上的重要食物之一，有着不可替代的作用。为了确保我国海洋资源的可持续永续的发展，同时满足人类对鱼类资源的需求，必须大力发展水产养殖业。

关键词 增氧机；优化配置；研究？

在我国的水产养殖的发展壮大历史中，中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所（1972）开发出的叶轮式增氧机功不可没，该产品的使用能成功的介绍养殖水池体重溶氧量的问题，真正使我国水产养殖从低密度、低产量逐步走向高密度、高产量的模式。伴随着科技的发展、工业水平的发展，增氧机的形式种类也越来越繁多，但是目前国内主要使用的几种形式还是较为传统的那几类，如：射流式、叶轮式、水车式、曝气式增氧机以及较为特殊的耕水机等。

但是现今养殖户大多数仍采取粗放型的使用方式，导致能源消耗十分严重。徐皓等研究人员通过缜密调查和客观分析，发现我国水产增氧设备的年耗电量达到了惊人的40.3亿千瓦，在渔业能源的消耗中有着很大的占比。若渔民凭着经验开启增氧机，没有科学合理的采用多种型式增氧机交互配置使用，将导致增氧机许多时候都在空转或者低效率运转，造成能源浪费。车轩等人在调查研究中发现，由于国内养殖户普遍未采用较科学的自动化养殖系统，造成增氧机机械在空运转状态的时间约占总工作时间的40%[2]。

在高密度养殖中，水中的溶解氧浓度高低决定了池塘的可养殖密度，低的溶解氧浓度可能会带来高的死亡率，而增氧设备可以很好的解决这一问题。2000年开始，增氧机械正式纳入我国农机补贴名录，这一举措加速了增氧机的应用。但随着而来的就是增氧设备能源消耗的问题。董红敏[3]等人计算得出，在中国温室气体排放总量中，农业行业占17%，是排放主要因素之一；而水产养殖在整个农业行业中又占着很大的一部分。经过各方计算，我国每年渔业生产领域总能源消耗约1754万吨标准煤，其中水产捕捞、水产养殖和水产加工行业又分别占66%、21%和13%[4]。淡水及海水池塘用增氧机械耗电量在养殖能耗中占比高达53.7%[5]。根据各项研究表明[6]，增氧机械的合理配置和合理利用，可以更好的实现节能减排的功效，为资源可持续发展做出贡献。但是目前国内对于该项研究处于空白状态，在一定程度上制约了水产养殖的发展，对增氧机械经济配置的技术推广有极大的影响。由于增氧设备的使用方式和工作原理的差异，若是能综合考虑多种设备的优缺点进而进行优化配置，无疑是能够实现高产高效、低能耗、低浪费的良好模式的。实现较为理想的增氧效果。科学系统的研究如何正确使用和合理配置增氧设备，是提高增氧设备合理利用带来的渔业节能减排水平的前提，这项研究不仅能为渔业节能减排工作发展提供技术支持，同时也可以行业主管部门的决策提供依据。

1 叶轮式增氧机与耕水机配置

若把耕水机和叶轮增氧机一起使用，那么结合后搅水能力就会等于或超过450m3/ h，结合后增氧能力等于或超过2.3kg/h，结合后动力效率等于或超过1.5 kg/kW·h。现在，叶轮增氧机在应急增氧方面的效果显着，因此，养殖池塘在选择增氧设备时，多选择这种，其使用率高至70%，居于主导之位。把叶轮增氧机配合耕水机用[7]，既可使叶轮增氧机能发挥其应急增氧方面的效果[8]，又可用耕水机以减少叶轮增氧机所需的增氧时长，不仅如此耕水机还可搅拌以及曝气，可以降低水体中的有害物质。两者结合使用不仅能解决鱼类浮头、改善水质而且能降低能耗，符合经济运行。

2 水车式增氧机与耕水机配置

基于若水深不超过1m时，水车增氧机能够在增氧层面以及搅拌层面发挥效力，并可在运转时生产定向水流。因此，若水深比1m深时，养殖对象可在池塘内既用水车增氧机，又配耕水机的方式。24h不间断的开启耕水机，在白天，尤其是光照强时，借助耕水机的转动可使水体溶氧量得到提升。水车增氧机虽然具有较强的推流能力，然而并不能对底层水体产生较好的增氧效果。池塘需增氧时，启动水车增氧机，之后，让耕水机发挥其搅拌效应，这样就能将上层水体内的溶氧向底层水体转换，增加池塘中含氧量。

3 水车式增氧机与射流式增氧机配置

就射流增氧机来说，由于工艺优势，可不损伤鱼体，就能让水体平稳增氧，可在鱼苗养殖池内应用[9]。其和水车结合时，能更好的增氧；而且针对不同水深，调节不同的射流角度。基于射流式可以对下层水体产生一定的增氧效果，以及其搅拌能力好、工作期间能生成水流等特性，以及射流式增氧机可以根据池塘深度进行调节的功能，与水车式增氧机配合使用，能改善水车式增氧机对1m以下深度水体增氧机能力不足的情况。这种结合可用于养喜欢定向水流的一些魚类，比如鳗鱼、虹鳟、虾等[10]。

4 微孔曝气增氧机与耕水机

微孔曝气这种增氧机既可以节能高效，又可使池塘生态良好，又能确保操作安全，是机械增氧设备中动力效率最高的一种[11]，同时适用范围不受养殖池塘深度限制，但是搅拌能力差。因为曝气式增氧设备在使用时是整个池塘均匀布置，该增氧方式属面增氧；在它工作时，可以同时提高上、中、下层整个池塘水体的溶氧值，由于对水体没有搅拌作用；耕水机在其工作期间，能使水体生成一定的水平环流，这样就可和微孔曝气式互补，确保池塘内既可上下，又可水平的进行对流，这样，池塘内就会快速溶氧并均匀分布[12]。根据池塘溶氧的变化，该配置方式时两种设备可以同时24h运行。微孔曝气增氧机和耕水机在工作时的噪声都极低，这种配置方式相当适合于河蟹养殖。

笔者旨在通过此类试验研究，为适时、合理、经济地使用增氧机械设备提供借鉴，对促进水产养殖产业的持续健康发展，可实现“三增”，即鱼塘面积、鱼产量、鱼的产值皆增长。

参考文献：

[1] 张祝利，顾海涛，何雅萍等.增氧机池塘增氧效果试验的研究. 渔业现代化，2012（2）.

[2] 车轩，刘晃，吴娟，等. 我国主要水产养殖模式能耗调查研究.渔业现代化，2010（37）.

[3] Boyd C E. Water Quality in Ponds for Aquaculture. Alabama USA：Alabama Agricultural Experiment Station， Aubum University，1990.

[4]谷坚，顾海涛，门涛，刘兴国，曹建军.几种机械增氧方式在池塘养殖中的增氧性能比较.《农业工程学报》，2011（1）

[5]宋瑜清，熊元芳，马志光.三种增氧机增氧性能研究. 现代农业装备，2014（2）.

[6]宋瑜清，蒋姣丽，熊元芳等.叶轮式增氧机比对试验结果分析. 现代农业装备，2013（2）

[7] 赵建宝，张晓青，李成雨等.耕水叶轮式增氧机研究与开发. 渔业现代化，2011（6）.

[8] 黄启锋，梁朝通，宋瑜清.增氧机浸没深度对增氧能力和动力效率的影响.现代农业装备，2012（8）.

[9] 周建来，邱白晶，郑铭.双侧吸气射流增氧机内吸气作用的分析.农业工程学报，2009（25）.

[10] 庞云芝，李秀金.水-空气引射式冰下深水增氧机的设计与性能试验研究.农业工程学报，2003（9）.

[11] 金中文，郑忠明，吴松杰，等.底充式增氧对改善池塘水质效果的初步研究.南方水产，2010（6）.

[12] 胡松学，唐建华. 池塘底部增氧技术的应用效果和推广前景的初步研究，现代渔业信息，2009（24）.