鱼池水的深浅不同,养鱼的密度不同,需配备的增氧机也不同。增氧机有哪些种类?如何选用增氧机呢?现介绍以下7种常见鱼池增氧机以供养殖户选购参考。

在水资源污染和水资源缺乏的当下,广阔的大海成为人们寻求水源的出路,海水淡化一度便被誉为“第二水源”,尤其是沿海城市。

据测试,水中的氧气含量大大低于空气中的氧气含量。空气中的含氧量为18%,水中氧气含量为6/1000000,可见水的溶氧量是相当低的。

一、鱼池增氧机种类

海水淡化产业,能够有效解决全球沿海地区淡水资源短缺的问题,是促进沿海区域可持续发展的有效途径,同时保障了沿海地区水资源的可持续利用,是目前全球水资源发展战略之一。近年来,我国海水淡化产业发展态势迅猛,从“十一五”起,其产能每年增长率均保持在60%以上。依据《2016全国海水利用报告》可知,我国目前已建成131个海水淡化工程,总产能达1188065
t/d;年利用海水作为冷却水量为1201.36亿t,新增海水冷却用海水量75.70亿t/a。

水中氧气来自两个方面:

1、喷水式增氧机利用水泵把水送入装在鱼池中部和岸边的喷头,使水喷出并呈降雨状落下,使水与空气接触达到增加溶氧的目的。该机功率为一般1.1~1.8kw,只适用于水浅的小鱼塘。

随着海水淡化产业的发展,我国海水淡化领域标准化工作进展迅速,各技术领域标准的制定,不仅规范了海水淡化产业的健康发展,促进海水淡化领域产业化进程,更能提升海水淡化技术的研发水平和产品质量,引导新技术、新工艺、新设备及新材料的推广应用。

一是水中植物。这些水中植物由于阳光的照射而形成的光合作用,使植物吸收二氧化碳,释放出氧气。水中氧气的60%来自于水生植物。

2、叶轮式增氧机通过搅拌水体和曝气原理增加水中的溶氧量,增氧效果好、动力效率高,按电机功率大小有多种型号。使用时整机浮在池塘中央,并用绳索系牢于池边。工作时叶轮旋转,搅拌水体,产生提水和推动水体混合的作用,使水层上下产生对流,整个水体的溶氧趋向均衡。该机功率为一般1.5~3.0kw,适用于水深1.5~2.0m的池塘。

一、我国海水淡化标准化建设现状

二是由大气补充。在大气压的作用下,空气中的氧向水中渗透。当水的氧气的浓度达到饱和状态后水也会向空气中释出多余的氧气。

3、水车式增氧机工作时,桨叶高速击水,把空气搅入水中,达到增氧的目的。这种增氧机一般功率为0.75~1.5kw,适用于水浅的池塘,它不会搅动底泥,能保持池水清爽。

随着我国海水淡化产业的发展,海水淡化行业标准化工作也得到了国家有关部门的重视。继2006年,国家标准委、国家海洋局等部门联合发布了《海水利用标准发展计划》,将海水淡化标准作为重要内容列入《标准化“十一五”发展规划纲要》之后,
2012年,科技部和发展改革委发布的《海水淡化科技发展“十二五”专项规划》中明确指出要发展海水淡化标准战略,提高产业发展的整体性和科学性;2016年,国家发展改革委、国家海洋局联合印发的《全国海水利用“十三五”规划》中明确提出的目标中包括:“十三五”末,海水淡化标准体系进一步健全,政策与机制更加完善,国际竞争力显著提升。通过上述一系列标准计划和国家政策的实施,使我国海水淡化标准体系基本构建起来。

光照的强弱、气压的大小、气温的高低都会影响到水的溶氧量。水温越高,氧气的溶解度越低,因此说,水中的溶氧量是在不断变化的。溶氧量的变化会影响到鱼的生活状态。

4、充气式微孔增氧机主机是空气压缩机或鼓风机,当空气加压后通过水底安装的沙滤芯或微孔塑料管时,排出微小气泡,在气泡上升的过程中形成水体运动,一部分氧气溶入水中从而达到增氧的目的。该机一般功率为0.75~2.2kw,适合深水鱼池使用。

1.1 我国海水淡化标准化技术委员会现状

气温与溶氧量也有密切关系。水中的氧属于溶于水中的气体。其溶解度的高低与气温的高低成反比。即:气温越高,氧气的溶解度越低,气温越低,氧气的溶解度越高。如:在20℃的水温中,100个体积的水中能溶解3个体积的氧,相当于每升水含氧21.4毫克;而在o℃时100个体积的水中能溶解5个体积的氧,相当于每升水含氧35.7毫克。

5、摇摆式涌浪增氧机在配重块的旋转作用下,浮体外侧对水平面产生作用力而产生向四周扩散的波浪,这样提高了水面和空气的接触面积,空气中的氧气不断溶入水中。该机功率为一般1.1~1.5kw,适合大水面深水鱼池使用,效率较高。

在我国,国家海洋局是全国海洋标准化工作行政主管部门,全国海洋标准化技术委员会负责全国海洋标准化技术归口工作,海水淡化及综合利用分技术委员会(SAC/TC283/SC7)
隶属于全国海洋标准化技术委员会。除此之外,全国分离膜标准化技术委员会也是其重要归口之一。

另外,水温升高后,水中的鱼和其他小动物的新陈代谢加快,呼吸量增加,从而使水中的氧消耗得更快,氧气越发稀少,氧气少到一定程度时,鱼的生命就受到威胁,为了应付氧气少的状况,只好减少活动,栖于水中不动,或者游到水的表层,翘起嘴从水面吸收氧气,这种现象就是人们常常见到的“鱼浮头”。若水中继续缺氧,鱼就会大批死亡,漂浮在水面,这就是“鱼翻塘”。

6、悬架式微孔增氧机能迅速促进池塘水体上下层的交换,促进池塘底部溶氧的增加,以高效低能耗的形式达到增氧及水体交换的作用。该机一般功率为1.1~2.2kw,适合深水鱼池使用。

SAC/TC283/SC7

为什么在夏天或高温的天气情况下出现这种“鱼翻塘”现象,而在冬季、雨季没有这种现象发生呢?其主要原因就是因高温造成水中严重缺氧。

7、变频增氧机,是将变频技术完美运用到增氧机,从而实现了传统增氧机的变革,它具备无级变速,高转速时可同时增氧、曝气、搅水,低转速时起搅水作用,以降低电耗。变频增氧机没有变速箱,没有齿轮,无需齿轮维护,也无需添加齿轮油,噪音也大大减少。该机一般功率为1.0~1.5kw,适用于水深1.5~2.0m的池塘。

全国海洋标准化技术委员会海水淡化及综合利用分技术委员会于2015年8月成立,旨在保障标准化工作能够有效支持和促进海水利用产业化的发展。筹建单位为国家海洋局,秘书处承担单位为国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所。本分技术委员会主要负责海水淡化及综合利用领域的标准化工作。

水中的溶氧量与水的诸多情况有着密切关系。如:水的深浅,水的表面积的大小,以及水是否在流在波动,这些情况都影响到水的溶氧量。

二、鱼池增氧机的应用

SAC/TC382

大气中的氧气在气压下通过水的表面向水中渗透,再通过水分子的运动向水的深处渗透,因此,水的上层的溶氧量总是大于水的深层区。有些鱼对氧气的需求量较大,只有在水中上层才能满足对氧气的需要,所以它们大都生活游弋在水的中上层,而需氧量相对较少的鱼就可以在水的底层生活,水底层的食物来源又较为丰富。

增氧机不仅供给鱼类所需要的氧气,而且还能促进池水上下对流增加底层溶解氧,减少底层硫化氢、氨等有害物质,并促进池内有机物的氧化分解。增氧机可以有效改善鱼类的栖息环境,从而提高养殖鱼体体质和增加饲料摄食消化吸收能力,进而提升养殖产量。

全国分离膜标准化技术委员会于2008年6月由国家标准化管理委员会以“关于成立全国分离膜标准化技术委员会的批复”批准成立。全国分离膜标准化技术委员会是由国家标准化管理委员会领导,由天津市质量技术监督局主管的从事全国性标准化工作的技术工作组织,主要负责分离膜领域国家标准的制修订等工作。

深水区由于水底的腐烂物质、水生植物也在消耗氧气,并且水生植物阻碍了光线的穿透,使深水区的氧气更为稀少。有资料显示,静止水面下30—48厘米处的溶氧浓度,每增加1毫克/升就需12天时间。按照氧气在水中的分布情况,就足以说明,养鱼的水位不宜过深。

实际养殖管理中,增氧机往往结合使用,如上图所示,池塘中央配备叶轮式增氧机或变频增氧机,池塘四周配置水车式增氧机或喷水式增氧机;而面积较大的池塘一般配备充气式微孔增氧机或摇摆式涌浪增氧机;深水区域使用悬架式微孔增氧机或充气式微孔增氧机效果更佳。那么增氧机什么时候开启,开启多长时间,以下四条建议仅供参考:

1.2 我国海水淡化标准现状

但是,鱼的生活又受气温的影响,若夏天气温很高,浅水区易被阳光晒透,水温很高。这时的鱼儿为了避高温,可能到较为深的水域“避暑”了。

1、在鱼类生长季节,运用浮游藻类造氧和机械空气输氧相结合的方法,晴天中午开动增氧机1.0~2.0小时,充分发挥增氧机的搅水作用,增加池水溶氧,并加速池塘物质循环,改良水质,从而减轻或减少夜间浮头发生。一定注意避免晴天傍晚开机,此时开机与傍晚下雷阵雨相似,会使上下水层提前对流,增大耗氧量,容易引起鱼类浮头。

目前,我国海水淡化领域共有63项现行有效标准。详见表1。包括9
项国家标准和54项行业标准,主要分为基础通用标准5项,蒸馏法海水淡化标准4项,膜法海水淡化标准38项,海水淡化管理标准1项和海水冷却用标准15项。以上海水淡化标准的制定,有利于促进我国海水淡化产业发展,规范海水淡化产业发展,为新技术的开发、相关产品研发提供技术支撑和保障。

鱼是生活在水的不同层面的。如鲫鱼、鲤鱼、鲇鱼生活在水的下层;草鱼、鲢鱼、鳙鱼多生活在水的中层;而翘嘴鲌、䱗鲦却生活在水的上层。这主要是因为不同的鱼对氧气的需求量不同,也叫耐氧力的差异。

2)阴雨天,浮游植物光合作用弱,造氧能力低,池水溶氧不足,易引起浮头。此时必须充分发挥增氧机的机械空气增氧作用,在夜里及早开机及时增氧,直接改善池水溶氧情况,达到防止和解救鱼类浮头的目的。

表1 我国海水淡化现行标准明细表

水中的氧气的分布并不均匀,下层少,上层多。由于鲫鱼、鲤鱼耐氧力强,鲫鱼的耐氧力最强,生活在哪里都行,但水底的食物较丰富,所以爱在下层生活。鲢鱼、鳙鱼的耐氧力差一些,在水底因为需求的氧气不足,所以自然不乐意在水底生活,加之它们吃食的方式是滤食,以浮游生物为主,而水的中上层的浮游生物自然多于水的下层,所以它们选择了水的中层或上层生活。翘嘴鲌的耐氧力更差,所以在氧气相对比较丰富的水的上层生活。

3)夏秋季节,白天水温高,上午或傍晚如遇气温迅速下降的天气,加速和提早了池水上下层的对流,溶氧下降,容易引起浮头。因此炎热天黎明时一般可适当开机,发挥增氧机的曝气和增氧作用,在使夜间积累的硫化氢、氨气等有害气体逸出水面的同时,又可防止池水溶氧进一步下降。如有浮头预兆时,开机救鱼,不能停机,直至日出后,在水流中无鱼时才能停机。

表1 我国海水淡化现行标准明细表

4)当大量施肥后水质过肥时,要采用晴天中午开机和清晨开机相结合的方法,改善池水溶氧条件,预防浮头。

二、我国海水淡化标准建设现状分析

使用增氧机还应结合养鱼具体情况,根据池水溶氧变化规律,灵活掌握开机方法和开机时间,以达到合理使用、增效增产的目的。

2.1 海水淡化标准体系的结构和分类分析

我国现行有效的海水淡化标准共63项。根据海水淡化技术细化领域划分,主要可将海水淡化标准分为5类,如图1所示。其中,基础通用标准和海水淡化管理标准包括膜法海水淡化、蒸馏法海水淡化和海水冷却三个技术领域,但目前占比较小。在海水淡化管理标准方面目前仅发布一项关于海水淡化水源地保护的标准,而关于海水淡化项目所带来的环境影响评测方面还没有相关标准进行规范。在海水淡化基础标准方面,目前发布的标准均是针对海水淡化相关术语,缺少海水淡化工程相关专业制图标准和维护运行相关标准来规范和统一海水淡化工程的前期建设和后期运营管理。

图1 我国现行有效的海水淡化标准占比分布

2.2 海水淡化标准体系的配套性和协调性分析

标准体系的配套和协调性主要包括两个方面,一方面是标准与技术之间的配套性,另一方面是海水淡化标准类别之间的搭配协调性。

近年来,膜法海水淡化技术在膜组件研制、高压泵研制、能量回收装置研制、取水技术开发、预处理技术开发和后处理技术等方面均取得明显进步,使得膜法海水淡化技术具有了高效率、低成本的优势。截止2016年底,膜法海水淡化工程规模占全国总工程规模的68.43%,而相应膜法海水及苦咸水淡化标准共38项,占据60%的比例,包括工程设计、关键设备技术要求和检测方法等方面,数量多,种类较齐全。在海水冷却技术方面,截至2016年年底,1201.36亿t的海水作为冷却水在使用,且增量每年可达到75.70亿t,随着海水冷却产业的发展,相关标准也在配套制定。目前我国现行的海水冷却标准有15项,占总体比例的24%,类型主要为技术规范和检测方法两大类,标准制定和技术发展基本匹配。而蒸馏法海水淡化技术发展起源早,且技术成熟,但因工程的工艺复杂、产水造价高,使得热法海水淡化市场占比率逐年下降。因而蒸馏法海水及苦咸水淡化标准没有跟上配套要求,目前现行仅有4项标准,占比仅为2%。

整个标准体系涉及的标准种类包括:相关术语、评价方法标准、检测分析方法标准、水源地和产水水质标准、设备及装置标准、设计勘察标准、计算方法标准,各类标准之间的配套性良好,建立了划分明确、较全面成套的海水淡化标准体系,但后续仍需补充图例及工程制图、职业管理、及文件编制等类型的海水淡化标准,以丰富标准体系层次。

2.3 海水淡化标准的实效性和实用性分析

对表1所列的现行有效标准进行全面分析,可看出,我国现行有效的海水淡化标准平均标龄为9.5年,五年以内标龄的标准数量为26项,占总量的41.2%,十年以内标龄的标准数量为41项,占总量的65.1%。从图2所示的我国现行有效的海水淡化标准数量随年度增长情况也可看出,现行海水淡化标准在2008年和2017年发布最多,分别为14项和9项。其中,2008年发布的主要为膜法海水及苦咸水淡化标准,2017年发布的主要为海水冷却标准,由此可看出,我国海水淡化标准具有相对合理的标龄分布结构,标准体系不存在老化现象,我国海水淡化发布时间规律与海水淡化行业技术发展趋势相适应。但是,由于标准编制过程程序繁琐,标准化工作管理系统对于已提交的标准前期稿件没有给予及时复审和修订,这会导致标准编制周期长,标准发布时已落后于技术的更新换代,使其与发达国家的相关技术标准存在一定的差距,降低标准的时效性。

图2 我国海水淡化现行标准数量随年度增长的情况

2.4 海水淡化标准的实施状况分析

目前,海水淡化标准化系统存在一定程度的“重制定,轻宣贯”的现象。虽然,现行的海水淡化标准在数量和质量上,都能达到一定水平,但在海水淡化标准的落实过程中,相关机构对已制定标准的宣传和贯彻执行力度不强,导致标准实施的效果不好,尤其是一些海水淡化工艺设计指导类标准,有些技术人员常常根据个人经验进行设计,没有参照相关标准执行,导致此类标准的执行效率较低。而且,标准管理系统的工作人员对于标准化工作的管理过于行政化,缺少相关技术人员参与管理工作,导致标准执行率低。

三、建议

经过多年发展,我国海水淡化已经形成了较完整的标准体系,分类齐全,体系配套性较完整,各类标准之间的配套协调性良好,实效性较强,标准体系不存在老化现象。但海水淡化标准化工作也存在一些问题:一是在工程制图专业标准、环境影响评测方面、运行和维护标准、职业管理和监测方法标准等方面均存在不同程度的缺失,无法满足现阶段海水淡化技术发展的要求;二是标准编制周期长,导致标准发布时已跟不上技术发展的时效性,降低标准使用效率;三是标准在落实过程中,相关机构对已制定标准的宣传和贯彻执行力度不强,导致标准执行率低。因此,我们要开展海水淡化标准化战略研究,加强标准的需求分析和整体规划,根据实际需求,及时补充工程制图专业标准、环境影响评测方面、运行和维护标准、职业管理和监测方法标准等类型标准,保证标准体系完整性;同时,在制定标准时,编制者要及时修订稿件,管理部门要尽量简化送审程序,缩短标准编制周期,提高标准制订的时效性;现行标准应该按照五年为修订周期,并结合实际需要,对技术内容进行更新补充,保证现行标准的准确性和先进性;此外,要重视服务于海水淡化标准化领域工作者的培养,提高标准编制人员和标准化管理人员的业务水平,加大对标准的宣传和贯彻执行力度,做好海水淡化标准化工作的贯彻落实。

作者单位:国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所 天津 300192