淡水水產養殖中機械增氧技術的高效應用與發展趨勢

淡水水產養殖作為滿足日益增長的食品需求的重要途徑備受關注，但隨著養殖密度的提升和環境壓力的增加，養殖水體中的氧氣供應已成為制約養殖業健康發展的關鍵因素之一。基于此，本文深入探討了淡水水產養殖中機械增氧技術的應用，首先介紹淡水水產養殖中機械增氧技術的局部增氧技術、底部增氧技術和平衡增氧技術三大主要類型，然后結合地方實情探討機械增氧技術的應用舉措與發展趨勢，旨在為淡水水產養殖業界提供一份系統的參考，促進技術創新與可持續發展，以保障養殖業的穩健發展與水體環境的健康共存。

一、淡水水產養殖中機械增氧技術的主要類型

1、局部增氧技術

局部增氧技術是淡水水產養殖中關鍵的氧氣供應方法之一，旨在提高水體中的溶解氧（DO）濃度，滿足養殖水生生物對氧氣的需求，通常通過將氣體（通常是空氣或氧氣）引入水體中，以增加水中的氧氣濃度。局部增氧技術包括多種方法和設備，具體來講有如下幾種：

①氣泡曝氣

氣泡曝氣是局部增氧技術的一種常見形式，通過將壓縮空氣通過氣泡發生器或氣泡管道引入水體中，形成大量微小氣泡，這些氣泡上浮至水面時會與水體中的氧氣發生交換。這個過程有效地增加了水中的氧氣濃度。氣泡曝氣設備通常包括氣泡發生器、氣泡管道、氣泡石等組件。氣泡曝氣技術的優點包括操作簡單、成本相對較低以及能夠在水體中均勻分布氧氣，通常用于魚塘、蝦池和淡水養殖池等養殖系統中，尤其是在夜間或寒冷季節，氧氣供應可能不足的情況下，氣泡曝氣技術可以提供必要的氧氣。

②噴射增氧

噴射增氧主要利用高速水流將氣體噴射到水體中，從而增加氧氣溶解，整個過程產生的氣泡通常比氣泡曝氣技術中的氣泡大，但仍然能夠有效地提供氧氣，設備包括氣體噴射器和水泵。這種技術通常用于深水體或需要局部增氧的區域，如蝦池底部。噴射增氧的優勢在于能夠直接將氧氣輸送到需要的位置，確保水體底部的氧氣供應，防止底部生物因氧氣不足而受到影響。

③渦輪增氧器

渦輪增氧器是一種通過渦輪的旋轉運動將氣體注入水體的設備，當渦輪旋轉時，會將氣體帶入水中，形成氣泡，并在渦輪的周圍攪拌水體，從而提高氧氣的溶解速度。通常用于深水養殖池和水體底部的增氧。渦輪增氧器的優點包括能夠同時增加氧氣供應和改善水體的混合，確保氧氣均勻分布。

2、底部增氧技術

底部增氧技術主要是通過將氧氣引入水體底部，提高底層水體中的氧氣濃度，以確保底部生物獲得足夠的氧氣供應。該項技術的應用對于深水養殖池、蝦塘以及養殖密度較高的系統至關重要。

①潛水式增氧器

潛水式增氧器是底部增氧技術的核心設備之一，通常由潛水式泵、氧氣供應系統和氣泡噴嘴組成。潛水式泵將氧氣從水面抽吸，并將其注入水體底部，氧氣與水體底部的水混合，形成氣泡，并在水中傳播。潛水式增氧器的氧氣輸送率可以達到每小時30g到60g氧氣/m3，具體數值取決于設備規格和養殖系統的需求；氣泡噴射速度通常在0.5m/s到1.0m/s之間，有助于確保氧氣均勻分布。潛水式泵的功率根據系統大小和深度而異，通常在1kW到10kW之間。

②井式增氧器

井式增氧器特別適用于深水體的養殖系統，其包括垂直排列的氣泡噴嘴和氧氣供應系統。井式增氧器的深度通常在水體底部到水面之間，可根據需要進行調整；增加噴嘴數量有助于提高氧氣分布的均勻性；氧氣輸送率通常在每小時60g到120g氧氣/m3之間，取決于設備規格和水體的深度。

3、平衡增氧技術

平衡增氧技術采用了創新的方法來提高水體中的氧氣濃度，同時改善水體的循環和混合，從而確保水生生物獲得良好的生存環境。平衡增氧技術的典型代表就是耕水機，該機械是一種具有特殊結構的機械設備，主要由防護罩、機電總成、浮桿、耕板、固定拉桿以及浮球構成，通常安裝在養殖池塘或水產養殖池的水面上。其中，浮桿與浮球相連接，能夠根據水位的變化自動升降，以適應不同水位；機電總成包括電機和傳動裝置，負責驅動耕板的旋轉；耕板位于水下，固定在機電總成上，具有特殊的形狀和結構，當旋轉時，能夠在水下形成水流動，從而實現水體的循環；固定拉桿連接浮桿和耕板，確保耕板在旋轉時能夠與水下保持適當的深度；防護罩覆蓋在耕板上方，避免水生生物或雜物進入機械部分。耕水機的工作原理基于水下耕板的旋轉，當電機啟動時，機電總成將耕板旋轉，形成水流動，能夠將水底的氧氣和富氧水體混合，從而提高水中的氧氣濃度。同時，還有助于水體的循環和混合，將富氧水體均勻分布到不同的水域，防止氧氣分層，非常適用于水庫等半封閉或全封閉的水域，通過促進水體的循環，有助于減少水質問題，如藻類爆發和污染物積聚。

二、淡水水產養殖中機械增氧技術的應用舉措

結合工作實情來看，目前安徽壽縣地區的水產養殖行業近年來得到了迅猛發展，但在淡水水產養殖中使用的機械增氧設備與行業需求相比儲備量不足，這對養殖業的可持續發展構成一定的制約。養殖戶中普遍缺乏高級專業知識，導致他們更傾向于選擇傳統的葉輪式增氧設備，而忽視了底部增氧技術和平衡增氧技術所能提供的額外益處，導致水質問題和水域持續發展的挑戰。雖然水產養殖行業在機械增氧技術方面取得了一些進展，但仍然存在能耗高、效率低、自主操作性差、使用壽命短等問題，不僅增加了養殖成本，還對生態環境產生負面影響，成為制約行業發展的重要因素。因此，要促進安徽壽縣地區淡水水產養殖業的可持續發展，則要采取必要舉措，重點解決上述問題。

1、加強機械增氧設備的生產和技術研發

為解決淡水水產養殖行業在機械增氧設備方面的問題，首先需要鼓勵投入更多資源來生產各類機械增氧設備，包括局部增氧、底部增氧和平衡增氧技術所需的設備，制造商可以加強生產線，提高設備的產量，以滿足養殖業不斷增長的需求。其次，加強技術研發，以改進和創新機械增氧設備，包括提高設備的能效，減少能源消耗，延長設備的使用壽命，以及提高設備的自主操作性。另外，通過使用智能控制系統，可以實現設備的自動化操作，使操作更加簡便，減輕養殖戶的負擔。

2、加強機械增氧設備的水體凈化功能

為了應對淡水水產養殖中的水體質量問題，首先，機械增氧設備可以被設計成多功能設備，不僅僅是增氧器，還具備水體凈化功能。其次，設備制造可以考慮引入新的技術和材料，以提高設備的水體凈化性能。此外，引入生物降解技術，如生物濾材料或植物凈化池，有助于降低水中有機物負荷，改善水體的生態平衡。機械增氧設備的運行參數和操作策略也可以調整以增強水體凈化功能。定期清洗和維護設備，以防止設備內部的污染物積聚，有助于維持設備的正常運行和水體的凈化效果。

3、合理且協作地使用機械增氧設備

除了加強機械增氧設備的生產和技術研發、加強機械增氧設備的水體凈化功能，合理且協作地使用機械增氧設備也是促進淡水水產養殖可持續發展的重要應對措施。在淡水水產養殖中，不僅僅需要投資和使用機械增氧設備，還需要確保這些設備以最佳方式協同工作，以最大程度地提高生產效益、改善水體質量和維護生態平衡。

在養殖系統中，不同的機械增氧技術可以有不同的應用場景和優勢，合理選擇和協調這些技術的應用，以滿足水生生物對氧氣的需求，可以顯著提高生產效率。例如，在魚塘中，可以采用局部增氧技術如氣泡曝氣，以在水體中均勻分布氧氣，同時在蝦池底部使用噴射增氧技術，以確保底部生物獲得足夠的氧氣供應。為了實現合理的機械增氧設備協作，需要采用數據驅動的管理方法。通過監測水體中的氧氣濃度、溫度、水流速度和其他相關參數，可以實時了解水體的狀態，用來調整機械增氧設備的操作參數，以保持水中的氧氣濃度在適宜的范圍內。機械增氧設備的使用應與整個生態系統的管理相協調。這包括維護水體的生態平衡，減少污染物排放，以及監測水體的生態健康。例如，機械增氧設備可以用于改善水質，但還需要與控制養殖密度、管理廢物排放等綜合措施相結合，以保護水生生物和水體生態系統的健康。

4、重視機械增氧設備保養

在淡水水產養殖中，機械增氧設備的保養不僅可以確保設備的正常運行，還有助于延長設備的使用壽命，提高養殖效益，減少安全隱患。

①定期檢查和維護

機械增氧設備經常處于惡劣的環境中，暴露在空氣和水中，因此容易受到風吹雨淋的影響，會導致電線破損和機械損壞，甚至漏電的危險。因此，必須定期檢查設備的電線、電氣部分和機械結構，確保它們在安全通電的狀態下運行。特別是對于浮式增氧機，要警惕漏電的安全隱患，必須進行定期維護，以修復任何潛在的漏電問題，以免傷害養殖人員。

②控制運行負荷

如果發現機械增氧設備的主機或主管道發熱或軟化，可能表明設備正在超負荷工作，容易導致主機損壞。因此，應該定期監測設備的運行狀態，如果發現超負荷工作的跡象，應及時停機進行檢修，或者提高功率配置，以確保設備在正常負荷下運行。

③確保有限的連續運行時間

機械增氧設備一般不宜連續運轉時間過長，通常不超過12小時，因為長時間的連續運行容易導致設備的過熱和損壞。在設備運行期間，需要密切觀察是否有異常聲音、不正常的碰擊或震動現象，如果有可能是設備問題的跡象。此外，對于浮式機械，需要關注浮體的浮力，以防止漏水和機械沉入水中。

三、機械增氧技術的發展趨勢

1、向節能降耗方向發展

在淡水水產養殖領域，機械增氧技術一直在不斷演進和改進，以適應行業的需求，同時還要應對能源效率和環保問題，所以為了實現淡水水產養殖的可持續發展，機械增氧技術應朝著節能和降低能耗的方向發展，才能有效減少運營成本，同時降低對有限能源資源的依賴。

未來的機械增氧設備應更有效地利用氣體資源，如空氣或氧氣，通過改進氣體傳輸和分配系統，減少氣體的浪費，以及提高氧氣的溶解效率來實現；采用智能控制系統可以實現設備的自動化操作，根據實時監測數據調整運行參數，最大程度地減少能源浪費，確保設備在最佳狀態下運行。例如，系統可以根據水體中氧氣濃度的變化自動調整設備的運行時間和功率；未來的機械增氧設備應采用節能材料和設計，以降低能源消耗，包括使用高效電機、絕緣材料和低阻力部件，以減少能源損失；在安徽壽縣地區機械增氧設備可以考慮使用可再生能源供電，如太陽能和風能，減少對傳統能源的依賴，降低運營成本，同時降低環境影響；機械增氧設備的發展也應考慮節水技術，以減少水的浪費，包括提高水體循環和混合效率，減少廢水排放，以及使用生態濾材來降低水體中的有機物負荷。

2、向混合機械增氧技術發展

在未來的發展中，混合機械增氧技術將成為一個重要趨勢，不僅將提高氧氣供應效率，還將改善水體混合和循環。混合機械增氧技術結合了氧氣供應和水體混合的功能，是一種多功能的機械增氧方法。

未來的混合機械增氧技術將更加注重將氧氣供應和水體混合的功能整合到一個設備中，通過改進設備的結構和設計來實現，使設備能夠同時提供氧氣并在水體中創建旋渦和水流，從而實現氧氣的均勻分布，能夠切實提高養殖系統的效率，還減少設備的占地面積，節省了運營成本；采用智能控制系統，根據實時監測數據調整設備的運行參數，使設備能夠自適應不同水體條件，根據需要調整混合強度和氧氣供應量。例如，在氧氣濃度下降或水體溫度升高時，設備可以自動增加氧氣供應和混合強度，以滿足養殖生物的需求；混合機械增氧技術將采用更高效的混合技術，如渦輪增氧器，此類設備通過旋轉運動將氣體注入水體，形成氣泡，并在水體中創造旋渦和水流，不僅提高了氧氣的溶解速度，還改善了水體的混合和循環，防止氧氣分層和有害物質的積聚；混合機械增氧技術將越來越多地用于解決水體問題，如藻類爆發和氧氣分層。通過提高水體的混合效率，這些設備可以防止藻類過度生長，并確保氧氣均勻分布，減少氧氣分層的風險，進而提高養殖系統的穩定性和養殖生物的生長效益。

3、向生態養殖一體化發展

生態養殖一體化是一種可持續的水產養殖模式，其中機械增氧技術與其他生態系統相結合，旨在改善水體的凈化和維護生態平衡，主要將增氧設備與濕地、植物濾池和生物濾材料等生態元素相結合，以有效減少有機物負荷、預防藻類爆發和維護水生生物的健康。比如，濕地生態系統可以用于廢水處理和水體凈化，充當自然的生態過濾器，將機械增氧設備與濕地結合使用，增氧水通過濕地流動，其中濕地植物和微生物降解有機物，同時提供氧氣供應，從而改善水質。植物濾池是一種通過植物吸收和降解廢物的方法來凈化水體的系統，機械增氧設備可以與植物濾池結合使用，氧氣供應將有助于促進植物的生長和廢物的分解，同時提高水體的氧氣溶解，有助于維持水生生物的需求。

在淡水水產養殖領域，機械增氧技術的應用已經成為確保養殖業健康發展和可持續性的關鍵因素之一。通過本文分析，當前淡水水產養殖中機械增氧技術的主要類型包括局部增氧技術、底部增氧技術和平衡增氧技術，而在技術應用過程中也看到了安徽壽縣地區淡水水產養殖行業面臨的一些問題，包括機械增氧設備儲備不足、養殖戶缺乏專業知識、設備效率低下等，總之，淡水水產養殖中的機械增氧技術是一個不斷發展和改進的領域，需要在滿足日益增長的養殖需求的同時，做好對水體生態環境的保護。