關于水車式增氧機應用技術研究

唐萬勝

（防城港市港口區企沙鎮農業農村服務中心，廣西 防城港 538002）

近年來，我國魚蝦產業得到迅猛發展，但隨著國內塘租、飼料費與人工費等養殖成本不斷提升，越來越多的養殖戶為了獲取更大的經濟效益，會不斷提升魚蝦的養殖密度。很多魚蝦養殖戶在養殖過程中發現，魚蝦養殖后期，由于存塘量持續增加，導致前兩餐魚蝦進食情況非常差，具體表現為投喂魚蝦5 min~10 min，離開食場的魚蝦就達到50%。雖然后兩餐情況稍微有所好轉，但是也會在投料期間出現很多魚蝦離開食場的現象[1]。基于以上問題，通過檢測池塘溶氧分布情況發現，魚蝦食場溶氧比較低是造成魚蝦吃料不理想的主要因素。水車式增氧機是魚蝦養殖場的常用增氧設備，增氧與推動水流效果較好，但對魚蝦養殖場深水區很難達到理想增氧效果。水車式增氧機工作期間，利用減速器減速，以電動機作為應用動力，對葉輪形成帶動作用，葉片旋轉時，槳葉會快速擊打水面，確保水內能夠流入更多空氣，以實現增氧效果。本文主要探討水車式增氧機在魚蝦養殖場中的應用技術。

1 水車式增氧機的概念及工作原理

1.1 水車式增氧機的概念

水車式增氧機是一種水產養殖設備，該設備通過電動機提供運行動力，并在設備中安裝有減速器，以達到減速效果，帶動葉輪旋轉。水車式增氧機工作過程中，葉輪的葉片會在水中浸沒。水產養殖產業中，水底會沉積大量的魚蝦排泄物與餌料雜質，該水底對魚蝦養殖來說各有利弊，水車式增氧機的應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[2]。增氧機是魚蝦養殖場水質得以改善的有效措施，利用機械方式提升缺氧水體的溶氧量，能夠將有利生存環境提供給池塘中的魚蝦。水車式、渦輪式以及葉輪式增氧機是比較常見的集中增氧設備，其中水車式增氧機目前被廣泛應用于我國華南區域，雖然個別類型增氧機結構不同，但目的卻大同小異。

1.2 水車式增氧機工作原理

水車式增氧機如圖1 所示，葉輪、電動機、機架、減速箱以及浮筒等共同組成水車式增氧機。工作過程中，水車式增氧機通過電動機帶動機器運轉，葉輪葉片全部或者部分浸于水中，葉輪機旋轉期間的槳葉會對水面進行高速擊打，從而激起一層層的水花，確保水中能夠混入更多的空氣，并且形成強勁作用力，在向池塘底部壓入大量表層水的同時，還會將底部的水推向表層，實現池塘水分的反復循環。在水面和水車式增氧機槳葉保持垂直的情況下，會形成平行于水面的作用力，由此形成定向水流[3]。在水車式增氧機的槳葉快要離開水面的時候，會在槳葉的背面產生負壓，以提升下層的水。在槳葉徹底離開水面后，會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烈，持續溶解大量空氣，葉輪轉動產生的氣流能夠快速溶解空氣。

圖1 水車式增氧機示意圖

2 水車式增氧機的特性

2.1 水車式增氧機的特點

水車式增氧機主要特點表現為：1）選擇弧形傘齒輪取締蝸輪蝸桿，具有高效、節能的特性，與傳統機型相比更加省電；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，而且經久耐用；3）選擇機械密封，從而為無漏油污染提供保障；4）水車式增氧機內部安裝有保護器，可以防止電機運行過程中被意外燒壞；5）整體采用塑料浮船、不銹鋼轉軸、尼龍葉輪以及支架等[4]。

在池水內產生環流是水車式增氧機的主要特性，保證水池的DO 值能夠在一定時間趨于一致。從根本上說，環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，池水流動原理比較復雜，以環流為主流，而且在轉彎的位置還會形成回流，該流動缺乏可用的現成模型，環流對DO 均勻分布具有推動作用，其壓力分布對實現魚蝦池中心集污非常有利。應用過程中存在的問題主要表現為：水車式增氧機布置方式會直接影響到增氧效果，增氧機布置會影響到中心集污效果。以上兩個問題均和魚蝦池環流存在緊密關聯。

2.2 水車式增氧機的優缺點

水車式增氧機的優點：1）應用水車式增氧機可以確保水域始終保持在流動狀態，對水體垂直于水平方向均勻溶氧具有促進作用。尤其在養蝦池中非常適合應用，實現水池水的方向性流動，誘導魚蝦能夠在進食場內攝食。2）因為水車式增氧機葉輪轉速較低，很難在底層形成提升力，所以不會出現拱池底的情況，可實現淺池增氧，深度通常在1 m 左右。3）水車式增氧機重量比較輕，如果魚蝦養殖場面積比較大，可以多裝幾臺水車式增氧機，以有效組織水池水流。4）水車式增氧機結構簡單，而且造價比較低，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用[7]。5）水車式增氧機上層混合能力與推流能力比較強，可以獲取更大氧液接觸面積，而且具有非常高的增氧效率。

水車式增氧機的缺點：1）水車式增氧機上提底層水的力度比較小，而且對深水區域很難達到理想的增氧效果。2）魚蝦浮頭時，水車式增氧機在急救工作中也不適用。

3 水車式增氧機應用技術的案例分析

3.1 材料和方法

3.1.1 水車式增氧機試驗材料

本次試驗選擇防城港市港口區企沙鎮的某兩口魚蝦養殖池塘，每口池塘約20畝，池塘水深約1.6 m，水產蝦的規格每尾約23 g，每口池塘達到1 421 kg 的存塘量，每日投喂魚蝦四餐，投食時間分別是8：00、11：30、13：00、17：30。兩口池塘都配備有4 臺葉輪式增氧機，功率為1.5 kW，其中2 號池塘增加1 臺水車式增氧機，功率為1.5 kW。依照池塘投餌機的設置、池塘食場范圍和安裝水車式增氧機位置對魚蝦進食情況的影響，明確在距離食場約23 m、距離池塘約11 m 的位置安裝水車式增氧機。每口池塘創設溶氧監測點3 個，其中上風口位置為A 點，食場位置為C點，而下風口位置則為B 點。2 號池塘在水車式增氧機和食場之間增加D 點，池塘食場的下風口位置增加E 點。所用溶氧測定儀器為2臺便攜式溶氧儀[8]。

3.1.2 試驗方法和內容

1）池塘溶氧分布。在沒有應用水車式增氧機之前，選擇下午通過溶氧儀對兩口池塘的A 點、B 點和C 點水深約0.3 m 位置的溶氧值進行測定。2）池塘食場溶氧影響投料量。沒有應用水車式增氧機時，對2號池塘的魚蝦四餐投料量、食場位置水深約0.3 m 處的溶氧值進行測定。3）測試水車式增氧機對池塘溶氧分層產生的影響。沒有投料之前，水車式增氧機需要開啟約20 min，對2號池塘A點、B點、C點、D點以及E 點位置水深1.5 m、1.0 m 以及0.3 m 處的溶氧值進行測定。4）水車式增氧機改善魚蝦池塘食場溶氧情況。在沒有應用水車式增氧機時，通過溶氧儀對投料前0.3 m 水深位置的溶氧變化進行測定，投料前30 min，開啟水車式增氧機，在投料后1 h 將增氧機關閉，通過溶氧儀對投餌前0.3 m 水深位置的溶氧變化進行檢測[9]。5）對比水車式增氧機影響投餌量的效果。6）比較陰雨天魚蝦吃料狀態。陰雨天氣下，對裝有水車式增氧機與沒有裝水車式增氧機的池塘食場吃料情況進行觀察，觀察水車式增氧機是否可以改善魚蝦的吃料情況。

3.2 測試結果分析

3.2.1 池塘溶氧分布

通過對池塘上風口、下風口以及食場區距離水面0.3 m 深位置的溶氧值進行測定，結果顯示，池塘不同位置具有非常大的溶氧水平差異。因為池塘下風口位置的水體藻類比上風口水體藻類濃度高，而下風口溶氧（每升約為16.2 mg）比上風口溶氧（每升約為12.1 mg）高，食場區溶氧僅每升1.5 mg，存在較大的差別，其主要是因為長時間定點馴化投料，蝦群長期在食場周邊集中等候飼喂，造成食場周邊有非常低的溶氧情況。

3.2.2 食場溶氧影響魚蝦投料量

通過投料試驗發現，隨著食場內溶氧升高，投餌量不斷增加，食場溶氧會在很大程度上影響到投餌量。

3.2.3 水車式增氧機影響溶氧分層

檢測水車式增氧機前方和池塘各水位溶氧情況發現，增氧機能夠將溶氧分層狀態打破，保證水車式增氧機下層、上層以及中層的溶氧呈現一致狀態，使水體溶氧分布不均問題得到有效改善，但幾乎不會影響到與水車式增氧機較遠的上風口位置[10]。

3.2.4 水車式增氧機改善食場區域溶氧

養殖場對水車式增氧機投入應用后，投餌前水深0.3 m 位置的溶氧和不使用增氧機的差別非常明顯。沒有安裝水車式增氧機時，每天投餌前水深0.3 m 位置的溶氧是每升0.63 mg~2.34 mg，而且白天食場基本上為溶氧不足的情況。根據在投餌前30 min 將水車式增氧機開啟，投餌結束后1 h 將增氧機關閉的應用模式，每天投餌前水深0.3 m 位置的溶氧是每升0.58 mg~6.88 mg，白天食場具有較高的溶氧指數，能夠滿足魚蝦養殖的攝食需求。

3.2.5 比較陰雨天魚蝦吃料狀態

在陰雨天時，安裝水車式增氧機的2 號池塘水面上搶料的魚蝦非常多，吃料情況顯著優于沒有安裝水車式增氧機的1 號養殖池塘，1 號、2 號池塘吃料狀態分別如圖2、圖3 所示。可見，水車式增氧機能夠有效改善陰雨天氣下的魚蝦吃料狀態。

圖2 1 號池塘吃料狀態

圖3 2 號池塘吃料狀態

4 水車式增氧機技術的應用效果

4.1 池塘溶氧分布不均和食場溶氧低的主要原因

由于受風向、光照、魚群分布以及藻類分布等諸多因素影響，池塘內溶氧表現出分布不均狀態。白天光照時間比較長，垂直分布環節，各水位有著明顯的溶氧分層，表現為從上到下溶氧值不斷下降；空間分布環節，表現為上風口有較低溶氧量，下風口有較高溶氧量，食場溶氧最低。食場溶氧低的主要原因在于長時間定點馴化投料，導致魚群長期在食場周邊集中等待飼喂，很多蝦群呼吸消耗造成食場周邊溶氧非常低，食場周邊溶氧低也會對魚吃料產生嚴重影響。

4.2 水車式增氧機功能

水車式增氧機以水體攪動的方式，將溶氧分層現狀打破，使蝦塘底部的溶氧得到有效改善，而且也提升了池塘水質。水車式增氧機可以推動水體流動并翻動水體，能夠使高溶氧區水向低溶氧區輸送，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的池塘的魚蝦吃料狀態也明顯比未安裝水車式增氧機池塘的魚蝦吃料狀態好。

4.3 水車式增氧機安裝位置與應用方式

對2 號池塘魚蝦吃料狀態進行觀察，結果顯示，水車式增氧機安裝位置要在與食場邊緣距離約11 m處，如果水流比較大，則會對魚蝦吃食產生影響。安裝水車式增氧機后，魚蝦會在水面爭搶食物，慢慢會恢復至平常狀態。池塘溶氧在日間會持續上升，而且不同時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。食場位置的溶氧因為魚蝦集聚狀態所以較低，該情況在池塘養殖后期比較明顯。因此，從第一餐到中午，要使水車式增氧機保持開啟狀態，并在下午投料前30 min 開啟，投料1 h 后關閉。通過觀察，最后一餐魚蝦并未在食場停留，所以在最后一次投喂時應將水車式增氧機關閉。

5 結語

綜上，將水車式增氧機安裝在高密度魚蝦養殖池塘周邊，能夠有效提升魚蝦生長速度與攝食量，該方法在高密度養殖池塘中應用能夠達到理想的魚蝦飼養效果。