浅析微纳米气泡曝气技术在水产养殖方面的应用

正本文介绍了微纳米气泡特殊的理化性质以及其在水体增氧方面优势,并测定了微纳米气泡快速发生装置在循环水养殖系统曝气的增氧及衰减试验,循环水系统总水量18m3、每个养殖桶水量1.7m3、水体30min循环一次。试验结果表明,在虹鳟密度约30kg/m3条件下,溶氧值可达到19.91mg/L;系统无鱼运行时,1小时内溶氧值可迅速增加7.80mg/L,关机后溶氧值在1.5小时下降到初始溶氧水平(9.1mg/L)。     

增氧设备在水产养殖中的应用

养殖水体中的溶氧水平关系到养殖水生动物的生存、生活和生长，进而关系到养殖成败和养殖效益的高低。根据对我国传统池塘养殖水体中溶氧水平的监测和数据分析，在水体总溶氧量中，70％左右的溶解氧来自于水体中的植物尤其是浮游植物的光合作用，30％左右来自于大气的溶入。通常情况下，水体上层的溶氧量较高，池塘底层水体的溶氧量较低，往往低于lmg／L。溶氧水平的高低直接影响着养殖鱼、虾的摄食量、饲料转化率以及生长速度。据有关资料显示，养殖鱼类在溶氧Nc3mg／L时的饲料系数要l：t4mg／L时增大1倍；在溶氧量7mg／L时，     

基于DSP的光伏推流系统设计及效果分析

为解决水产养殖中溶氧浓度低、分布不均衡及常规增氧设备能耗高的问题,设计了一种基于数字信号处理器(DSP)的光伏推流系统。该系统以TMS320F2812为主控芯片,通过电压、电流检测电路对太阳能光伏阵列的输出功率进行实时跟踪,实现对蓄电池充放电切换,并采用最大功率点跟踪(MPPT)方法保证了光伏阵列的最大功率输出。用该系统对长7 m、宽5 m、深1 m的浅水区域进行连续5 d的推流实验,并与相同条件下无推流时的溶氧浓度空间分布情况进行对比。结果显示,无推流情况下,试验区域从岸边到湖中溶氧浓度分布呈现由低到高的梯度分布;推流后的溶氧浓度空间分布趋于均衡,且比无推流时的浓度均值提高1~2 mg/L。研究表明,光伏推流能大大降低能耗,提高水体溶氧浓度,改善水体溶氧分布均衡性,对提高水产养殖的密度和产量具有现实意义。     

增氧测控装置的设计与研究

增氧测控系统涉及的是水产养殖溶氧测控的技术领域，是为了解决现有增氧测控方面存在的不足而设计的，本系统具有模拟人工进行定时增氧的功能；可利用溶解氧检测电路进行养殖水体溶氧量自动监测与控制；既具有模拟人工进行定时定量增氧的功能，又可以实现24小时全自动控制增氧系统进行增氧工作；对增氧系统电动机的工作情况进行实时监控及显示，在发生过流、缺相时将自动停止增氧系统的工作，并发出声光报警。     

底部微孔增氧管布设距离和增氧时间对刺参养殖池塘溶氧的影响

为明确刺参养殖池塘中微孔增氧的效果以及增氧管的布设间距、增氧时间对水体溶氧的影响,研究测定了在夏季刺参养殖池塘一个增氧周期内(每天23:00—7:00增氧8 h,7 d一个周期)水体中溶氧(DO)、亚硝酸盐氮(NO_2~--N)、COD的变化。结果显示:连续充气增氧的8 h内DO持续增加,增氧2 h上升速率缓慢,增氧2~6 h上升速率迅速提高,增氧6~8 h上升速率下降,连续充气8 h能够显著改变夜间溶氧降低现象;增氧7 d时间内,NO_2~--N和COD持续下降,分别由0.025 mg/L下降到0.014 mg/L、18.46 mg/L下降到14.15 mg/L。对充氧管道不同距离处DO的测定结果表明,距离增氧管1~2 m处DO较高,3~4 m处缓慢下降,与1~2 m处差异不显著(P0.05),DO保持在5.22 mg/L左右,距离5 m以上时DO下降速度较快,与1~2 m处差异显著(P0.05)。研究表明:微孔增氧可以明显增加水体DO,减少COD、NO_2~--N;微孔增氧机充氧时间6~8 h效果较好;微孔增氧管之间的布设距离在6~8 m可以实现高效增氧。     

循环水养殖系统氧锥运行参数设计

以氧锥为气水混合装置的纯氧增氧系统溶氧效率高，但需产生一定气耗及能耗。本研究运用物质平衡等相关原理，对通入氧锥纯氧气体流量、养殖水体流量进行科学设计，分析其运行成本，并讨论设计关键问题。结果显示：采用一定锥体结构尺寸氧锥，当通入其纯氧气体流量为14.6 L/min、养殖水体流量为1 327.3 L/min(养殖系统水循环量79.6 m³/h)时，能充分利用氧锥81.88%～89.07%高溶氧效率，提供1 026.8～1 116.9 g/h养殖系统需氧量，完全满足养殖水体300 m³、养殖密度6 kg/m³的凡纳滨对虾循环水养殖溶氧量需求。氧锥运行耗氧1 252.7 g/h,耗电2.9 kW·h。研究表明，本设计对提高纯氧增氧系统技术性能，推进纯氧增氧在高密度循环水养殖中广泛应用提供支持。     

池塘溶解氧和增氧装置（下）

扩散增氧系统是向水体喷射气泡或氧气，普通泵和“气石”就是一例。在池底上面安装空气扩散装置有许多缺点，如妨碍捕鱼操作、不增氧时气孔容易堵塞等，故在鱼类养殖中不如表层型增氧机使用广泛。在扩散增氧系统中特别有效的是U管型增氧装置，如图6所示。U管一般深15～20米，所以，气泡与水的接触时间长，适用于在水中溶氧量相对高时增加氧的饱和值。一般的扩散增氧装置是泵。     

底层微孔增氧技术设备安装维护、配置标准及使用方法

底层微孔增氧又称底充式增氧、底部微孔增氧、底层微孔曝气增氧等,这里我们统一称"底层微孔增氧"。底层微孔增氧装置已列入《国家支持推广的农业机械产品目录》,获得了国家农机补贴,在全国得到了大面积推广应用。底层微孔增氧是一种新型水体立体增氧技术,其利用管道将空气输送到池塘底层增氧装置,通过曝气增加水体的上下、左右流动,达到池塘底层水体温度与中上层水体相近,同时通过调整气泡的大小和运动,提高了空气与水接触面,增加了水体溶氧量,达     

水车式增氧机性能试验研究

研究了水车式增氧机在清水试验中的增氧能力、动力效率以及实际养殖池塘试验中上下水层溶解氧变化。结果表明,水车式增氧机对于水深为1 m以内的养殖水体具有良好的增氧和搅拌效果,开启100 min左右,可使距增氧机10 m、水深0.9 m处水体溶氧值从6.5 mg/L左右上升到8.7 mg/L左右,和上层水体溶氧值趋于一致;运转时可形成一股较大的定向水流,对鳗鱼等喜好水流的鱼类较为适合。但水车式增氧机对<1.5 m的底层水体增氧作用较弱。本研究为水车式增氧机池塘养殖的运用提供了有益的借鉴。     

一种池塘养殖溶氧调控系统的研制及应用

为解决池塘高密度养殖存在的缺氧风险问题,设计了池塘溶氧调控系统.根据池塘夜间需氧模型,确定鲤科混养鱼类池塘溶氧安全浓度在3 mg/L以上,增氧时间高于6.2 h/(m2·W·d),增氧时滞为0.2～1.0h.池塘溶氧调控系统由水质在线监测系统、数据信息处理系统、电路控制系统和增氧设备组成,系统对水体溶氧的分辨率为±0.2%,可以有效调控池塘溶氧设备.试验运行发现,池塘溶氧调控系统比传统增氧方式约可节省运行时间33.4%,试验池塘的饲料系数降低了21.6%.系统具有良好的节能、增效效果.     

池塘养殖中不同机械增氧技术的组合及效果验证

为解决河南中牟县万滩镇养殖池塘机械增氧技术单一的问题,通过试验研究微孔式、水车式、涌浪式等几种增氧机的性能及使用方式,以达到提升增氧效果和提高养殖效益的目的。结果表明,该地区池塘溶氧含量高而利用率低,养殖户传统增氧方法不当。适宜增氧方式为:涌浪式增氧机适合在晴天下午使用3~6 h,可有效提升周边20 m范围内底层水体的溶氧水平;投食前后半小时开启和关闭微孔式、水车式增氧机,可提升投食期间投饵区溶氧水平1~2 mg/L,保证鱼群的进食效果;夜间搭配使用微孔式和低功率叶轮式增氧机增氧,可使微孔区域底层水体溶氧比不增氧状态高出1 mg/L以上。     

微孔曝气增氧机的增氧能力试验

为探究微孔曝气增氧机对氧气的传递效果,从研究增氧能力出发,依据SC/T6009-1999增氧机增氧能力试验方法的标准检测程序,以直径为10m的标准室内水池作为试验平台,试验水温为20℃、气压为101.325kPa、初始溶氧浓度为0mg/L;试验用水为清水,将微孔曝气增氧机与射流式增氧机进行对比试验研究。研究结果表明,微孔曝气增氧机能有效增加水体底部溶解氧,与1.5kW射流式增氧机相比,射流式增氧机的增氧能力平均值为2.4kg/h,微孔曝气增氧机布管长度为20m时,增氧能力平均值为0.25kg/h,布管长度为42m时,增氧能力平均值为0.40kg/h,布管长度为98m时,增氧能力平均值为1.12kg/h,布管长度为200m时,增氧能力平均值为1.55kg/h,所以在目前试验布管密度条件下,增氧能力可以超过射流式增氧机。在进气口压力相同的情况下,微孔曝气增氧机增氧速度随着布管长度增加而增加。     

底层增氧在中华绒螯蟹幼蟹集约化培育池塘中的生态学效应

通过田间试验探讨了底层增氧与不增氧池塘中水温、溶解氧、pH、NH3-N和NO2--N的变化规律,以及幼蟹暴露在空气中的时间、蜕壳频次、个体体质量频数分布等,并讨论与评估了底层增氧的生态学效应。结果表明:不增氧池塘水体在夏季易形成"温跃层"及溶解氧的"日较差"和"水层差",而底层增氧可有效打破池塘水体的"温跃层"和溶解氧的"水层差",减小温度变化及底层低氧对中华绒螯蟹幼蟹的胁迫,而且使溶解氧、NH3-N和NO2--N浓度以及pH保持在河蟹正常生长所要求的范围,促进幼蟹的蜕壳,提高个体的体质量和肥满度。     

Design Characteristics of Spiral Aerator

In this study, the performance of a spiral aerator, a modified design of the paddlewheel aerator, was evaluated to determine its applicability in aquaculture ponds. The aeration characteristics of the spiral aerator were determined by conducting aeration experiments in a cement concrete tank of dimension 5 × 5 × 1.5 m. Nondimensional numbers related to oxygen transfer (E) and power consumption (Ne) were proposed and expressed as functions of geometric (number of handles per shaft, n) and dynamic (Froude and Reynolds number) parameters. Simulation equations for oxygen transfer and power consumption based on the Froude criterion were developed. The maximum brake power standard aeration efficiency was achieved at n = 13. Finally, an economic analysis was performed assuming a typical Indian major carp culture pond to determine the optimum rotational speed of the aerator at different pond volumes and dissolved oxygen concentration present in the pond at which the aeration cost is minimized. The results showed that the least aeration cost is achievable when rotational speed of the spiral aerator is only 70 rpm for pond volumes up to 700 m³ and from 120 to 220 rpm for pond volumes exceeding 700 m³.     

增氧机池塘增氧效果试验的研究

研究不同型式的增氧机性能,可使生产者根据不同养殖对象与模式针对溶氧的需求,选择配置合适的增氧方式。通过对使用最为广泛的叶轮式、水车式、射流式和曝气式增氧机产品性能的池塘实效试验,分析比较各类增氧机性能、工作特性和适用范围。结果表明,养殖水体溶解氧主要来自浮游植物的光合作用;叶轮式、水车式和射流式增氧机应用于服务水域,其增氧能力远远不能满足该水域养殖鱼类的氧需求,但可满足养殖鱼类的应急氧需求;曝气式增氧机因没有应急增氧作用和水体搅拌能力而不适合四大家鱼等常规鱼种的养殖需要。     

叶轮式增氧机性能研究

叶轮式增氧机具有增氧、搅拌和曝气等功能.通过对其近10年1.5 kW、3.0 kW两种型号的增氧能力和动力效率这两个主要性能指标每年的检测平均值进行统计,以及实际养殖池塘试验中上下水层溶解氧、水温变化的研究；结果表明,运转80 min左右,可使距增氧机10 m、1.5m深处底层水体的溶解氧和水温与上层水体一致,从7.3...     

Diversified aeration facilities for effective aquaculture systems—a comprehensive review

The growing intensive aquaculture system around the world maintains a high stocking density, wherein it is essential to increase and sustain the optimum dissolved oxygen concentration (DO) through the provision of artificial aeration systems. The selection of an aerator is a crucial aspect of aquaculture operations. The selected aerator must be economically efficient and should be able to fulfill the requirement of oxygen supply in the pond water. The present study provides an extensive literature review on the importance of artificial aeration in aquaculture, the standard method of test for performance evaluation of an aerator, various aeration systems and their mechanisms, method to determine the numbers of aerator requirement, comparative studies of different type of aerators, and economic consideration in selection of aerators. In addition, a thorough analysis has been done to suggest the type of aerator that is economically viable and efficient for different pond volumes based on the performance data reported in the reviews. Therefore, this study may help the end-users (fish farmers) to select the best aerator based on their requirements.

     

威海双岛湾人工鱼礁区刺参大面积死亡原因初探

2013年9月4日开始,威海双岛湾人工鱼礁区15 m以深水域,刺参出现大面积死亡.为了解致死原因,于9月6日开展了相关调查.结果表明,有害浮游生物与刺参死亡的相关性较小,缺氧水层的出现可能是刺参死亡的主要原因.在所调查的海区,缺氧水层的上界约为13 m～15.5 m,下界至海底.夏季的高温、多雨和少风导致温跃层和盐跃层出现,水体垂直循环受阻后在海底形成缺氧层.建议增殖生产中合理安排增殖放养密度,对海区增殖生物状况和底层溶解氧进行实时监测,开展预警、预报,合理安排采捕生产,以减少因底层缺氧造成的经济损失.