常見漁業(yè)增氧機(jī)的類型及工作機(jī)理

張厚珍

引言

在目前的水產(chǎn)養(yǎng)殖中，普遍采取魚類高密度放養(yǎng)、高密度投餌養(yǎng)殖模式，魚類高排泄物造成養(yǎng)殖水體環(huán)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(jīng)濟(jì)損失。大多數(shù)地區(qū)的池塘養(yǎng)魚從上世紀(jì)90年代開始使用增氧機(jī)。增氧機(jī)是池塘養(yǎng)殖成功，取得高產(chǎn)增收的必備機(jī)械設(shè)備之一。1972年中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械所研制成功了第一臺葉輪式增氧機(jī)，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(shè)備相繼問世。其中，前三種主要用于水深2m以內(nèi)的淺水魚塘，而射流式增氧機(jī)及涌浪式增氧機(jī)主要用于深水魚塘（李烈柳，2013）。合理選用增氧機(jī)可以為魚池增氧，防止魚類浮頭、泛塘等，從而為高密度養(yǎng)魚創(chuàng)造條件，取得高產(chǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益，同時還可以凈化水質(zhì)，攪拌水體，調(diào)節(jié)上下層水溫，曝除廢氣，減少魚病以及促進(jìn)魚類生長等。

張厚珍

1.葉輪式增氧機(jī)

葉輪式增氧機(jī)主要由電動機(jī)、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?dāng)嚢?、曝氣。主要原理是水躍、液面更新、負(fù)壓進(jìn)氣等聯(lián)合作用。葉輪式增氧機(jī)葉輪轉(zhuǎn)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(kuò)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(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作成本較高，用于較大池塘?xí)r對底層水體的溶氧改善作用亦較差。

葉輪式增氧機(jī)開發(fā)至今，已經(jīng)經(jīng)歷了三次技術(shù)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(fā)展，其中，3kW和1.5kW兩種型號的葉輪式增氧機(jī)受到養(yǎng)殖戶的普遍青睞。

2.水車式增氧機(jī)

水車式增氧機(jī)是80年代從國外引進(jìn)的，在日本、東南亞地區(qū)和我國臺灣得到廣泛應(yīng)用，主要由電動機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、葉輪、機(jī)架和浮船等6部分組成，電機(jī)功率0.5kW、0.75kW、1.1kW和1.5kW等，車葉轉(zhuǎn)速90～130r/min。減速器帶動聯(lián)軸轉(zhuǎn)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(qū)動水體混合。水車式增氧機(jī)的特點是結(jié)構(gòu)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(yǎng)殖池塘。何雅萍等（2011）的研究結(jié)果表明：水車式增氧機(jī)對于水深為1m以內(nèi)的養(yǎng)殖水體具有良好的增氧和攪拌效果，運轉(zhuǎn)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(jī)

噴水式增氧機(jī)利用潛水電機(jī)直接驅(qū)動泵葉旋轉(zhuǎn)，沒有減速系統(tǒng)，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(jìn)步，噴水式增氧機(jī)逐年改進(jìn)，目前市場上常見的有葉輪噴水式增氧機(jī)、推浪噴水式增氧機(jī)以及浮水泵噴水式增氧機(jī)等。

推浪噴水式增氧機(jī)包括電動機(jī)、變速齒輪箱、噴水葉輪和浮體，電動機(jī)與變速齒輪箱傳動連接，在變速齒輪箱輸出端連接驅(qū)動軸，噴水葉輪安裝在驅(qū)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(qū)動裝置的連接結(jié)構(gòu)不易損壞，實用性更強。

浮水泵噴水式增氧機(jī)是目前重量最輕，造價最低的增氧機(jī)。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(jīng)過接頭、軟管進(jìn)入直管，從環(huán)形噴水口噴向空中后落回魚塘，增加和空氣的接觸面，達(dá)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(jī)的增氧效果，改善下層池水的貧氧狀況和全池水的水質(zhì)。

4.射流式增氧機(jī)

射流式增氧機(jī)是一種水底式增氧機(jī)，主要是由潛水電機(jī)和射流器組成，工作時槳葉在水下高速旋轉(zhuǎn)形成液體流并產(chǎn)生負(fù)壓，將空氣吸入水中，同時槳葉形成的水流將空氣切碎成細(xì)微、均勻的氣泡，增大了氣液接觸面積，促進(jìn)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(jī)的研究較多，尤其是射流自吸式增氧機(jī)，該增氧機(jī)由射流吸氣增氧系統(tǒng)和定位裝置兩大部分組成，其外觀結(jié)構(gòu)見下圖。

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

5.涌浪式增氧機(jī)

隨著科技的進(jìn)步，拼命打水花的增氧機(jī)時代已經(jīng)過去了，節(jié)能、增加水體循環(huán)、高效融氧、改良底質(zhì)的涌浪機(jī)逐漸成為這個時代的寵兒。涌浪式增氧機(jī)主要有0.75kW和1.5kW兩種類型，其優(yōu)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(zhì)，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(zhì)及氣體的含量，改善池塘底質(zhì)環(huán)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(diào)節(jié)上下層水溫，進(jìn)而改善全池水質(zhì)。

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