關(guān)于水車式增氧機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究

唐萬勝

（防城港市港口區(qū)企沙鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村服務(wù)中心，廣西 防城港 538002）

近年來，我國(guó)魚蝦產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展，但隨著國(guó)內(nèi)塘租、飼料費(fèi)與人工費(fèi)等養(yǎng)殖成本不斷提升，越來越多的養(yǎng)殖戶為了獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益，會(huì)不斷提升魚蝦的養(yǎng)殖密度。很多魚蝦養(yǎng)殖戶在養(yǎng)殖過程中發(fā)現(xiàn)，魚蝦養(yǎng)殖后期，由于存塘量持續(xù)增加，導(dǎo)致前兩餐魚蝦進(jìn)食情況非常差，具體表現(xiàn)為投喂魚蝦5 min~10 min，離開食場(chǎng)的魚蝦就達(dá)到50%。雖然后兩餐情況稍微有所好轉(zhuǎn)，但是也會(huì)在投料期間出現(xiàn)很多魚蝦離開食場(chǎng)的現(xiàn)象[1]?；谝陨蠁栴}，通過檢測(cè)池塘溶氧分布情況發(fā)現(xiàn)，魚蝦食場(chǎng)溶氧比較低是造成魚蝦吃料不理想的主要因素。水車式增氧機(jī)是魚蝦養(yǎng)殖場(chǎng)的常用增氧設(shè)備，增氧與推動(dòng)水流效果較好，但對(duì)魚蝦養(yǎng)殖場(chǎng)深水區(qū)很難達(dá)到理想增氧效果。水車式增氧機(jī)工作期間，利用減速器減速，以電動(dòng)機(jī)作為應(yīng)用動(dòng)力，對(duì)葉輪形成帶動(dòng)作用，葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)，槳葉會(huì)快速擊打水面，確保水內(nèi)能夠流入更多空氣，以實(shí)現(xiàn)增氧效果。本文主要探討水車式增氧機(jī)在魚蝦養(yǎng)殖場(chǎng)中的應(yīng)用技術(shù)。

1 水車式增氧機(jī)的概念及工作原理

1.1 水車式增氧機(jī)的概念

水車式增氧機(jī)是一種水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)備，該設(shè)備通過電動(dòng)機(jī)提供運(yùn)行動(dòng)力，并在設(shè)備中安裝有減速器，以達(dá)到減速效果，帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。水車式增氧機(jī)工作過程中，葉輪的葉片會(huì)在水中浸沒。水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中，水底會(huì)沉積大量的魚蝦排泄物與餌料雜質(zhì)，該水底對(duì)魚蝦養(yǎng)殖來說各有利弊，水車式增氧機(jī)的應(yīng)用則主要是減小水底沉積物所帶來的不利影響，幫助魚蝦健康成長(zhǎng)[2]。增氧機(jī)是魚蝦養(yǎng)殖場(chǎng)水質(zhì)得以改善的有效措施，利用機(jī)械方式提升缺氧水體的溶氧量，能夠?qū)⒂欣姝h(huán)境提供給池塘中的魚蝦。水車式、渦輪式以及葉輪式增氧機(jī)是比較常見的集中增氧設(shè)備，其中水車式增氧機(jī)目前被廣泛應(yīng)用于我國(guó)華南區(qū)域，雖然個(gè)別類型增氧機(jī)結(jié)構(gòu)不同，但目的卻大同小異。

1.2 水車式增氧機(jī)工作原理

水車式增氧機(jī)如圖1 所示，葉輪、電動(dòng)機(jī)、機(jī)架、減速箱以及浮筒等共同組成水車式增氧機(jī)。工作過程中，水車式增氧機(jī)通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，葉輪葉片全部或者部分浸于水中，葉輪機(jī)旋轉(zhuǎn)期間的槳葉會(huì)對(duì)水面進(jìn)行高速擊打，從而激起一層層的水花，確保水中能夠混入更多的空氣，并且形成強(qiáng)勁作用力，在向池塘底部壓入大量表層水的同時(shí)，還會(huì)將底部的水推向表層，實(shí)現(xiàn)池塘水分的反復(fù)循環(huán)。在水面和水車式增氧機(jī)槳葉保持垂直的情況下，會(huì)形成平行于水面的作用力，由此形成定向水流[3]。在水車式增氧機(jī)的槳葉快要離開水面的時(shí)候，會(huì)在槳葉的背面產(chǎn)生負(fù)壓，以提升下層的水。在槳葉徹底離開水面后，會(huì)將葉片與葉彎部位的水抬高，借助離心力，向空中飛散，所激起的水露與水花非常強(qiáng)烈，持續(xù)溶解大量空氣，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的氣流能夠快速溶解空氣。

圖1 水車式增氧機(jī)示意圖

2 水車式增氧機(jī)的特性

2.1 水車式增氧機(jī)的特點(diǎn)

水車式增氧機(jī)主要特點(diǎn)表現(xiàn)為：1）選擇弧形傘齒輪取締蝸輪蝸桿，具有高效、節(jié)能的特性，與傳統(tǒng)機(jī)型相比更加省電；2）弧形傘齒輪制作工藝為鉻錳鈦合金，其表面屬于碳氮共滲，具有較高的硬度，而且經(jīng)久耐用；3）選擇機(jī)械密封，從而為無漏油污染提供保障；4）水車式增氧機(jī)內(nèi)部安裝有保護(hù)器，可以防止電機(jī)運(yùn)行過程中被意外燒壞；5）整體采用塑料浮船、不銹鋼轉(zhuǎn)軸、尼龍葉輪以及支架等[4]。

在池水內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流是水車式增氧機(jī)的主要特性，保證水池的DO 值能夠在一定時(shí)間趨于一致。從根本上說，環(huán)流形成和維持必須消耗能量，該情況主要由水的黏性決定[5-6]。通常，池水流動(dòng)原理比較復(fù)雜，以環(huán)流為主流，而且在轉(zhuǎn)彎的位置還會(huì)形成回流，該流動(dòng)缺乏可用的現(xiàn)成模型，環(huán)流對(duì)DO 均勻分布具有推動(dòng)作用，其壓力分布對(duì)實(shí)現(xiàn)魚蝦池中心集污非常有利。應(yīng)用過程中存在的問題主要表現(xiàn)為：水車式增氧機(jī)布置方式會(huì)直接影響到增氧效果，增氧機(jī)布置會(huì)影響到中心集污效果。以上兩個(gè)問題均和魚蝦池環(huán)流存在緊密關(guān)聯(lián)。

2.2 水車式增氧機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

水車式增氧機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：1）應(yīng)用水車式增氧機(jī)可以確保水域始終保持在流動(dòng)狀態(tài)，對(duì)水體垂直于水平方向均勻溶氧具有促進(jìn)作用。尤其在養(yǎng)蝦池中非常適合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)水池水的方向性流動(dòng)，誘導(dǎo)魚蝦能夠在進(jìn)食場(chǎng)內(nèi)攝食。2）因?yàn)樗囀皆鲅鯔C(jī)葉輪轉(zhuǎn)速較低，很難在底層形成提升力，所以不會(huì)出現(xiàn)拱池底的情況，可實(shí)現(xiàn)淺池增氧，深度通常在1 m 左右。3）水車式增氧機(jī)重量比較輕，如果魚蝦養(yǎng)殖場(chǎng)面積比較大，可以多裝幾臺(tái)水車式增氧機(jī)，以有效組織水池水流。4）水車式增氧機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且造價(jià)比較低，具有良好的淺水池塘增氧效果，在深淤泥的池塘中也較為實(shí)用[7]。5）水車式增氧機(jī)上層混合能力與推流能力比較強(qiáng)，可以獲取更大氧液接觸面積，而且具有非常高的增氧效率。

水車式增氧機(jī)的缺點(diǎn)：1）水車式增氧機(jī)上提底層水的力度比較小，而且對(duì)深水區(qū)域很難達(dá)到理想的增氧效果。2）魚蝦浮頭時(shí)，水車式增氧機(jī)在急救工作中也不適用。

3 水車式增氧機(jī)應(yīng)用技術(shù)的案例分析

3.1 材料和方法

3.1.1 水車式增氧機(jī)試驗(yàn)材料

本次試驗(yàn)選擇防城港市港口區(qū)企沙鎮(zhèn)的某兩口魚蝦養(yǎng)殖池塘，每口池塘約20畝，池塘水深約1.6 m，水產(chǎn)蝦的規(guī)格每尾約23 g，每口池塘達(dá)到1 421 kg 的存塘量，每日投喂魚蝦四餐，投食時(shí)間分別是8：00、11：30、13：00、17：30。兩口池塘都配備有4 臺(tái)葉輪式增氧機(jī)，功率為1.5 kW，其中2 號(hào)池塘增加1 臺(tái)水車式增氧機(jī)，功率為1.5 kW。依照池塘投餌機(jī)的設(shè)置、池塘食場(chǎng)范圍和安裝水車式增氧機(jī)位置對(duì)魚蝦進(jìn)食情況的影響，明確在距離食場(chǎng)約23 m、距離池塘約11 m 的位置安裝水車式增氧機(jī)。每口池塘創(chuàng)設(shè)溶氧監(jiān)測(cè)點(diǎn)3 個(gè)，其中上風(fēng)口位置為A 點(diǎn)，食場(chǎng)位置為C點(diǎn)，而下風(fēng)口位置則為B 點(diǎn)。2 號(hào)池塘在水車式增氧機(jī)和食場(chǎng)之間增加D 點(diǎn)，池塘食場(chǎng)的下風(fēng)口位置增加E 點(diǎn)。所用溶氧測(cè)定儀器為2臺(tái)便攜式溶氧儀[8]。

3.1.2 試驗(yàn)方法和內(nèi)容

1）池塘溶氧分布。在沒有應(yīng)用水車式增氧機(jī)之前，選擇下午通過溶氧儀對(duì)兩口池塘的A 點(diǎn)、B 點(diǎn)和C 點(diǎn)水深約0.3 m 位置的溶氧值進(jìn)行測(cè)定。2）池塘食場(chǎng)溶氧影響投料量。沒有應(yīng)用水車式增氧機(jī)時(shí)，對(duì)2號(hào)池塘的魚蝦四餐投料量、食場(chǎng)位置水深約0.3 m 處的溶氧值進(jìn)行測(cè)定。3）測(cè)試水車式增氧機(jī)對(duì)池塘溶氧分層產(chǎn)生的影響。沒有投料之前，水車式增氧機(jī)需要開啟約20 min，對(duì)2號(hào)池塘A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)、D點(diǎn)以及E 點(diǎn)位置水深1.5 m、1.0 m 以及0.3 m 處的溶氧值進(jìn)行測(cè)定。4）水車式增氧機(jī)改善魚蝦池塘食場(chǎng)溶氧情況。在沒有應(yīng)用水車式增氧機(jī)時(shí)，通過溶氧儀對(duì)投料前0.3 m 水深位置的溶氧變化進(jìn)行測(cè)定，投料前30 min，開啟水車式增氧機(jī)，在投料后1 h 將增氧機(jī)關(guān)閉，通過溶氧儀對(duì)投餌前0.3 m 水深位置的溶氧變化進(jìn)行檢測(cè)[9]。5）對(duì)比水車式增氧機(jī)影響投餌量的效果。6）比較陰雨天魚蝦吃料狀態(tài)。陰雨天氣下，對(duì)裝有水車式增氧機(jī)與沒有裝水車式增氧機(jī)的池塘食場(chǎng)吃料情況進(jìn)行觀察，觀察水車式增氧機(jī)是否可以改善魚蝦的吃料情況。

3.2 測(cè)試結(jié)果分析

3.2.1 池塘溶氧分布

通過對(duì)池塘上風(fēng)口、下風(fēng)口以及食場(chǎng)區(qū)距離水面0.3 m 深位置的溶氧值進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示，池塘不同位置具有非常大的溶氧水平差異。因?yàn)槌靥料嘛L(fēng)口位置的水體藻類比上風(fēng)口水體藻類濃度高，而下風(fēng)口溶氧（每升約為16.2 mg）比上風(fēng)口溶氧（每升約為12.1 mg）高，食場(chǎng)區(qū)溶氧僅每升1.5 mg，存在較大的差別，其主要是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間定點(diǎn)馴化投料，蝦群長(zhǎng)期在食場(chǎng)周邊集中等候飼喂，造成食場(chǎng)周邊有非常低的溶氧情況。

3.2.2 食場(chǎng)溶氧影響魚蝦投料量

通過投料試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著食場(chǎng)內(nèi)溶氧升高，投餌量不斷增加，食場(chǎng)溶氧會(huì)在很大程度上影響到投餌量。

3.2.3 水車式增氧機(jī)影響溶氧分層

檢測(cè)水車式增氧機(jī)前方和池塘各水位溶氧情況發(fā)現(xiàn)，增氧機(jī)能夠?qū)⑷苎醴謱訝顟B(tài)打破，保證水車式增氧機(jī)下層、上層以及中層的溶氧呈現(xiàn)一致狀態(tài)，使水體溶氧分布不均問題得到有效改善，但幾乎不會(huì)影響到與水車式增氧機(jī)較遠(yuǎn)的上風(fēng)口位置[10]。

3.2.4 水車式增氧機(jī)改善食場(chǎng)區(qū)域溶氧

養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)水車式增氧機(jī)投入應(yīng)用后，投餌前水深0.3 m 位置的溶氧和不使用增氧機(jī)的差別非常明顯。沒有安裝水車式增氧機(jī)時(shí)，每天投餌前水深0.3 m 位置的溶氧是每升0.63 mg~2.34 mg，而且白天食場(chǎng)基本上為溶氧不足的情況。根據(jù)在投餌前30 min 將水車式增氧機(jī)開啟，投餌結(jié)束后1 h 將增氧機(jī)關(guān)閉的應(yīng)用模式，每天投餌前水深0.3 m 位置的溶氧是每升0.58 mg~6.88 mg，白天食場(chǎng)具有較高的溶氧指數(shù)，能夠滿足魚蝦養(yǎng)殖的攝食需求。

3.2.5 比較陰雨天魚蝦吃料狀態(tài)

在陰雨天時(shí)，安裝水車式增氧機(jī)的2 號(hào)池塘水面上搶料的魚蝦非常多，吃料情況顯著優(yōu)于沒有安裝水車式增氧機(jī)的1 號(hào)養(yǎng)殖池塘，1 號(hào)、2 號(hào)池塘吃料狀態(tài)分別如圖2、圖3 所示。可見，水車式增氧機(jī)能夠有效改善陰雨天氣下的魚蝦吃料狀態(tài)。

圖2 1 號(hào)池塘吃料狀態(tài)

圖3 2 號(hào)池塘吃料狀態(tài)

4 水車式增氧機(jī)技術(shù)的應(yīng)用效果

4.1 池塘溶氧分布不均和食場(chǎng)溶氧低的主要原因

由于受風(fēng)向、光照、魚群分布以及藻類分布等諸多因素影響，池塘內(nèi)溶氧表現(xiàn)出分布不均狀態(tài)。白天光照時(shí)間比較長(zhǎng)，垂直分布環(huán)節(jié)，各水位有著明顯的溶氧分層，表現(xiàn)為從上到下溶氧值不斷下降；空間分布環(huán)節(jié)，表現(xiàn)為上風(fēng)口有較低溶氧量，下風(fēng)口有較高溶氧量，食場(chǎng)溶氧最低。食場(chǎng)溶氧低的主要原因在于長(zhǎng)時(shí)間定點(diǎn)馴化投料，導(dǎo)致魚群長(zhǎng)期在食場(chǎng)周邊集中等待飼喂，很多蝦群呼吸消耗造成食場(chǎng)周邊溶氧非常低，食場(chǎng)周邊溶氧低也會(huì)對(duì)魚吃料產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

4.2 水車式增氧機(jī)功能

水車式增氧機(jī)以水體攪動(dòng)的方式，將溶氧分層現(xiàn)狀打破，使蝦塘底部的溶氧得到有效改善，而且也提升了池塘水質(zhì)。水車式增氧機(jī)可以推動(dòng)水體流動(dòng)并翻動(dòng)水體，能夠使高溶氧區(qū)水向低溶氧區(qū)輸送，使魚蝦吃料情況得到有效改善。就算是陰雨天，安裝了水車式增氧機(jī)的池塘的魚蝦吃料狀態(tài)也明顯比未安裝水車式增氧機(jī)池塘的魚蝦吃料狀態(tài)好。

4.3 水車式增氧機(jī)安裝位置與應(yīng)用方式

對(duì)2 號(hào)池塘魚蝦吃料狀態(tài)進(jìn)行觀察，結(jié)果顯示，水車式增氧機(jī)安裝位置要在與食場(chǎng)邊緣距離約11 m處，如果水流比較大，則會(huì)對(duì)魚蝦吃食產(chǎn)生影響。安裝水車式增氧機(jī)后，魚蝦會(huì)在水面爭(zhēng)搶食物，慢慢會(huì)恢復(fù)至平常狀態(tài)。池塘溶氧在日間會(huì)持續(xù)上升，而且不同時(shí)間段的溶氧變化值也比較大，尤其是上午存在較大的溶氧幅度。食場(chǎng)位置的溶氧因?yàn)轸~蝦集聚狀態(tài)所以較低，該情況在池塘養(yǎng)殖后期比較明顯。因此，從第一餐到中午，要使水車式增氧機(jī)保持開啟狀態(tài)，并在下午投料前30 min 開啟，投料1 h 后關(guān)閉。通過觀察，最后一餐魚蝦并未在食場(chǎng)停留，所以在最后一次投喂時(shí)應(yīng)將水車式增氧機(jī)關(guān)閉。

5 結(jié)語

綜上，將水車式增氧機(jī)安裝在高密度魚蝦養(yǎng)殖池塘周邊，能夠有效提升魚蝦生長(zhǎng)速度與攝食量，該方法在高密度養(yǎng)殖池塘中應(yīng)用能夠達(dá)到理想的魚蝦飼養(yǎng)效果。