增氧机的类型、工作原理和优缺点

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增氧机的类型、工作原理和优缺点

2023-07-10 17:59| 来源: 网络整理| 查看: 265

增氧机是增加水体溶氧的机械。使养殖水体保持足够的溶氧,促进好氧微生物增殖,降低氨氮等有机物,改善水质,有利于精养高产。

增氧原理都是气体向液体转移的过程中,其气液双膜的分子扩散,并在膜外进行对流扩散。增氧机就是通过搅动气液界面,提高气液两相相对运动的速度,加速氧的扩散转移,实现养殖水体增加溶氧量的目的。

主要型式有叶轮式、水车式、喷水式、射流式、桨叶式和充气式等。此外,还有管式、吸气式、重力式等多种,根据养殖对象和水域条件选用。

叶轮式

叶轮和减速器是叶轮增氧机的关键部件 叶轮的型式有倒伞型、泵型、平板型等,其中倒伞型的结构较简单,提水能力较强,增氧效果较好,动力效率为1.4~2千克氧/千瓦小时。泵型的提水能力强,增氧效果好,但结构较复杂,且会使泥池底形成凹坑,故较少采用。平板型的结构简单,但提水能力较弱,增氧效果较差。叶轮材质有钢、玻璃钢、工程塑料等。叶轮起提水和输水作用,叶轮旋转时,周围形成的扩散状水跃与空气接触,叶轮后侧则形成负压而吸入空气,并不断更新气液接触面增加溶氧。

原理:叶轮把它下部的贫氧水吸起来,再向四周推送出去,使死水变成活水。在叶轮下面的水受到叶片和管子的强烈搅拌,在水面激起水跃和浪花,形成能裹入空气的水幕。由于叶轮在旋转过程中,在搅水管的后部形成负压,使空气能够通过搅水管吸入水中,而且立即被搅成微气泡进入叶轮压力区,所以也有利于提高空气中氧气的溶解速度,提高增氧效率。

优点:1、提水、搅拌。叶轮式增氧机可提升底层水,使其与表层水相互交替,从而起到向底层水增氧的效果,其增氧深度超过2米;2、机械构造较为简单,在使用过程中很少发生机械故障,维护较为方便,减少了维修成本;3、在使用过程中,可形成中上层水流,使中上层水体溶氧均匀,适用于池塘养殖和池塘急救设备;4、曝除有害气体。叶轮式增氧机有强烈的曝气功能,池水中的有害气体如氨、硫化氢、甲烷、一氧化碳等均能有效曝除。

缺点:1、必须在通电顺畅的条件下才可以使用,在偏远缺电的山区,架设电线,成本费用较高;2、增氧机一般都必须固定在池塘的一个点上,变换位置较为麻烦,且增氧区域只限于一定范围内,用于较大池塘时对底层水体的增氧效果较差;3、增氧机的浮筒常年暴露在空气中,经过日光的暴晒,容易被腐蚀损坏,需要经常更换;4、属于单点增氧,且机械运行噪音较大,容易影响水产动物的生长和碰伤水产动物;5、叶轮增氧机容易将池塘的底泥抽吸上来,不适宜在水位较浅的池塘使用。

图 1叶轮式增氧机

水车式

叶轮为轮毂和叶片的组装件,轮毂大多采用铝铸件,也有生铁铸件或注塑件。叶片大多采用铝铸件或注塑件。浮体采用泡沫塑料、玻璃钢或塑料管。减速箱由二级圆柱齿轮传动。水车式的提水作用较弱,而推水作用较强,造成水体单向循环流动,并有大量水滴抛向空中。动力效率为1.2~1.75千克氧/千瓦小时,主要用于养鳗池、养对虾池等。

原理:用两个长方体的浮箱作为浮力装置,将电机装于浮箱之上,带动中间的立式叶轮,产生水波从而达到增氧的效果。

优点:1、整机重量较轻,结构较为简单,造价低,浅水池塘增氧效果好;2、在中上层有着较强的推流能力和一定的混合能力,能获得较好的氧气和水的接触面积,增氧效率高;3、在池塘中布置2台以上的水车式增氧机,可以在整个池塘形成定向水流。

缺点:1、对底层上升力不够大,对深水区增氧效果不理想;2、在水产养殖动物发生浮头时,不适合用作急救。

图 2水车式增氧机

喷水式

由潜水泵、喷水头及浮体支架等组成。喷水头为一倒锥体,一般为单喷头,也有双喷头、三喷头。浮体为环形,用薄钢板或泡沫塑料制成。工作时,喷向空中的水膜与空气接触,使氧气溶入水中。动力效率一般为0.45~0.8千克氧/千瓦小时。

原理:把池中下部较差的水抽上来向上、向四周或向前高速喷出。

优点:1、能够延长扩大其在空气中曝气增氧时间和面积;2、具有良好的增氧功能,可在短时间内迅速提高表层水体的溶氧量,同时还有艺术观赏效果,适用于园林或旅游区养鱼池使用。

缺点:由于其有效增氧面积很小,能耗转化差,所以现在仅应用于公园、观光鱼池、小水塘等,不仅美观,而且比较实用。

图 3喷水式增氧机射流式

由潜水泵、分水器、射流器(包括喷嘴、吸气管、混合管、扩散管)等组成。由泵输出的压力水经分水器分流进入射流器,通过喷嘴以高速射流喷出,在其周围形成负压而从吸气管吸入空气。气水在混合管和扩散管内受到压缩并剧烈混合、挤压、剪切成微小气泡,增加了气泡与水的接触面,加速氧的溶解。动力效率一般为0.5~0.8千克氧/(千瓦·时)。可用于活鱼运输箱或射流增氧船。

原理:离心泵旋转吸入池塘底层缺氧水并加压,加速输入射流器,当水从喷嘴喷出时,形成一股含大量气泡的高速水柱射流,这股水柱射入池塘水体中与水体产生对流,达到为池塘增氧的效果

优点:1、结构简单,能形成水流,搅拌水体;2、射流式增氧机能使水体平缓地增氧,不损伤鱼体,适合鱼苗池增氧使用

缺点:增氧效果不理想,实际生产中常被做成射流式增氧投饵船,达到边投饵边增氧的双重效果。增氧面积小,容易把池底冲上来。

图 4射流式增氧机

桨叶式

桨叶的形状类似螺旋桨或轴流泵叶轮。电动机与桨叶直接传动,结构简单。工作时,桨叶旋转产生旋涡,并推涌出大量水体,形成厚厚的水膜覆盖空气,并在水面形成波浪。动力效率为0.8~1.2千克氧/(千瓦·时)。常见的就是涌浪机。

原理:涌浪机是近几年研制和推广的新型池塘养殖增氧机械。其工作原理是利用浮体叶轮中央提水并共振造浪向四周扩散

优点:1、设计简单、轻便、省电;2、提高阳光对水体的光照强度和气液接触面积,促进藻类生长,充分发挥和利用池塘的生态增氧能力;3、天气较好情况下的增氧能力较强

缺点:1、池塘较浅涌浪过大容易搅浑水;2、阴雨天增氧能力一般。

图 5桨叶式增氧机(涌浪机)充气式

由压气机、输气管、布气管等组成。布气管种类很多,敷设于池底,其上均布小孔、微孔或可变孔,来自压气机的空气经输气管从布气管的小孔散出,空气溶入水中。常见的就是罗茨鼓风机。

原理:采用罗茨鼓风机将空气送入输气管道,输气管道将空气送入微孔管,微孔管将空气以微气泡形式分散到水中,微气泡由池底向上浮,气泡在气体高氧分压作用下,氧气充分溶入水中,还可造成水流的旋转和上下流动,水流的上下流动将上层富含氧气的水带入底层,同时水流的旋转流动将微孔管周围富含氧气的水向外扩散,实现池水的均匀增氧。

优点:1、节电。底部微孔增氧机压力宽,结构简单、维修方便、使用寿命长,整机振动小。实践证明水下式曝气增氧效果好,与传统增氧方法相比,达到同样效果,可以节电60~80%。一台2.2千瓦的高性能增氧设备,有效增氧水面为30~40亩;2、改善养殖水体生态环境。曝气增氧在水体底部产生的气泡流范围广,充足的气流与大面积的水面接触,能保证水体底部的溶解氧在6.5毫克/升,加速水体底部沉积的有机物和亚硝酸盐等有害物质的氧化分解,并能把有害有毒气体带出水面,从而改善和稳定水质,为鱼虾蟹创造适宜的生长环境,可减少病害的发生;3、有利于高密度养殖。曝气增氧为静态的水底部增氧,整个水体有效溶解氧充足,提高了水体各层空间养殖对象的活动能力,增加食欲,缩短养殖周期,为增加水体生物负载创造了条件;4、使用方便。不同的水面面积可配置不同功率的风机,一台风机可以实行双塘增氧或多塘增氧,主管、支管连接更换方便;5、在水中不会漏电。与传统增氧机相比,底部微孔增氧是布管在水中,电机在岸上,不存在水中漏电的可能。

缺点:1、首次投入的资金相对于叶轮式等增氧机,成本高;2、目前微孔技术水平的有限,生产出来的曝气管,容易堵塞;3、不适合深水池塘使用,一般超过1.5米-2.0米水深,池塘水压过高不能起到良好的增氧效果。

图 6充气式增氧机(罗茨风机)科学使用增氧机

首先,使用增氧机的科学性及原则要明确。通常讲的“三开”、“两不开”就是原则,按原则办事才有科学性,才会避免盲目。

三开:

一是晴天中午后开机。池塘中的溶氧来源主要靠浮游植物光合作用所产生,中午过后池水中溶氧量达到了饱合状态。12:00至14:00开动增氧机1小时左右,可以把下层的缺氧水层及潜在的“泛塘因子”——沉积在底层的有机物质吸到上层与富氧的表层水体相融合,既打破了热成层,又消除了泛塘隐患,即使在晚间出现南风转北风的天气或雷暴天气,也会使损失降到最低。关机时间也不能过晚,停机后,如搅到上层的有机质尚难分解彻底,还可利用下午几小时的光合作用产生的溶氧进一步分解,以保持全塘水体的高溶氧状态。

二是阴天时次日清晨前开机。阴天由于光合作用不强,白天开机没有增氧的作用,而经过晚上的消耗一般水较肥或养殖动物放养密度较高的池塘清晨前可能缺氧,此时开机可直接将空气中的氧气带入水中以解决缺氧问题。

三是阴雨连绵或由于倒藻等原因导致缺氧而有严重浮头危险时开机。一定要在出现浮头之前开机,并在半夜前后也要开机。而且一般养殖动物有水草的塘(河蟹塘等),水草如果数量过多,并且下午出现大量气泡上升的情况要尽量提前在晚9:00左右开启增氧机。开机后不能中途停机,必须持续到日出后才可停机。

两不开:

一是傍晚不开机。如果不是第三种情况,傍晚一般是不缺氧时段。此时若开机会适得其反,因晚间光合作用停止了,池水中溶氧量会在整个晚间表现出一个从高到低的过程,或许整晚不缺氧,或许到清晨时开始缺氧,那时只短暂开一会就解决问题了。如果每天只清晨缺氧的池塘傍晚就开动增氧机,将会把底层的无氧水层和有机物质搅浮于上层,加速有限溶氧的消耗,若再不等天明日出后停机,倒会因缺氧而泛塘,不仅浪费了人力电力,还会造成更大的经济损失。

二是阴雨天白天不开机。因为阴雨天光线不足,光合作用较弱,水表层的溶解氧难已达到饱合状态,如开动增氧机不仅会搅起底质增加耗氧,反而破坏了浮游植物的光合作用过程,使得晚上池水因此而提前进入缺氧期。



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