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增氧效率明显更高的微管增氧,为何在实际应用中不如叶轮增氧机
水产养殖和畜禽类的养殖不同,鱼塘的承载力,完全取决于水体的供氧能力。自1972年叶轮式增氧机问世以来,才开启了水产养殖现代化的进程,使得高密度的精养模式成为了可能。
在没有增氧机进行额外供氧的情况下,对于大多数只能依赖于鳃呼吸的养殖鱼类来说,单亩水体的承载量不超过400斤,这时候水体的溶氧来源只能依赖于水体中浮游植物的光合作用。
但光合作用只有在白天才能进行,到了夜间,不仅是鱼类,水体中的浮游动植物的呼吸都依赖于白天产生的氧气,若是在氧气耗尽前没能熬到日出,那么水体中的所有生物都得死翘翘。
而在增氧机问世以来,养殖鱼类的单亩产量,从本来的400斤不到,发展到现在的草鱼≥5000斤/亩,罗非鱼≥8000斤/亩,七星鲈鱼≥12000斤/亩,乌鳢≥20000斤/亩,单位产量增加了12倍以上!
时至今日,制约养殖鱼类密度继续往上增加的,已经不是溶氧不足这个因素,而是高密度养殖下的病害失控问题,毕竟对于大多数鱼类来说,还是能通过继续增加增氧机来保证氧气的供给。
在现代养殖中,增氧设备里使用最广泛的主要有四类:叶轮式增氧机、水车式增氧机、涌浪机和罗茨风机式微管曝气增氧模式。
其中叶轮式增氧机的使用最为广泛,几乎所有鱼塘都以叶轮式增氧机为主要增氧设备,然后配备其余三类进行辅助增氧。
水车式增氧机和涌浪机姑且不论,毕竟这两种的主要功能是推动水流,促进鱼塘水流的横向流动。那么微管增氧模式是否就是不如叶轮式增氧机呢?
事实刚好相反,以罗茨风机进行空气加压,然后通过微管曝气的微管增氧模式,其直接增氧效率是要明显高于叶轮式增氧机的。
参考文献《池塘微孔曝气和叶轮式增氧机的增氧性能比较》中的数据,微管增氧的增氧效率为2.81kg/(h·kW),明显高于叶轮式增氧机的1.53kg/(h·kW),前者的增氧效率是后者的1.8倍!
也就是说,在同样的养殖密度下,使用微管增氧模式,能比叶轮式增氧机节省接近45%的能耗,几乎是把电费成本降低了一半。
那么,理论增氧效率明显更优的情况下,是什么原因导致了微管增氧模式仅仅沦为了陪衬,而叶轮式增氧机却成为了广大养殖户的首选?
其一:微管增氧模式的维护成本更高。
微管增氧模式主要由罗茨风机、PVC气管和气盘组成,其中,由于气盘是直接放到塘底进行曝气,需要定期进行人工清洗,不然底泥会堵塞气孔,影响曝气效果。而一个10亩的鱼塘起码会配置30个以上的气盘,这就导致类清洗的人工成本会比较高。
而叶轮式增氧机只要安装后固定在预设的位置上就能正常使用,期间并不需要额外的维护,与微管式增氧比起来要简单方便得多。
其二:二者的实际增氧效率的差距并没有理论上那么大。
根据文献中数据,以上的增氧效率的差异,是在无氧清水中的实验得出,但在实际的鱼塘水体中,增氧机的机械增氧并非水体中溶氧的唯一来源,浮游植物的光合作用,也是溶氧的重要产生方式,在不同的养殖密度下,光合作用产生的氧气占总氧耗的30-60%。
然而,浮游植物具有趋光性,白天,浮游植物会悬浮在水上层,导致上层的溶氧会非常充足,甚至在溶氧超饱和的状态下会逸散一部分到空气中。而在鱼塘底部,由于没有光合作用,加上底部的各类耗氧物质积累较多,会呈现缺氧状态。
叶轮式增氧机通过搅动水体、液面更新和负压进气等方式,一方面促进水体和空气间的接触,促进空气中的氧气溶解到水体中来,增加溶解氧的含量;另一方面,能促进上下层水体的流动和交换。
在叶轮式增氧机的作用下,上层富含溶氧的水体被就换到鱼塘底部,氧化底层的粪便、残饵和有机碎屑等还原性物质;底层的缺氧水体则被交换到上层水,更大的氧气含量差会能溶解更多的空气中的氧气。
因此,在叶轮式增氧机的搅动混合下,上下层水体的溶氧会趋向一致,能够更好地利用到光合作用产生的高溶氧,使得水体的平均溶氧更高。
而微管曝气的增氧模式虽然通过空气加压使得曝气之后的空气能更好地溶解到水体中,但是却没有叶轮式增氧机的混匀水体的功能,其上下层的溶氧分层还是会比较明显。
因此,在微管曝气的增氧模式下,虽然能通过底部曝气直接增加底部水体的溶氧,但是却无法利用上层的超饱和溶氧水,上层的过饱和的氧气还是会逸散到空气中,白白浪费掉。而在光合作用比较活跃的白天,机械增氧的效率其实是不如藻类的产氧的,这就导致了底部的溶氧也比不上叶轮式增氧机通过搅动水体使得上下层对流时的高。
因此,底部溶氧不够高,上层溶氧浪费掉,这就导致了在实际应用中,微管曝气模式下的水体平均溶氧含量反而不如叶轮式增氧机。
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