○劉俊強(qiáng)
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工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖中的增氧技術(shù)探討
○劉俊強(qiáng)
工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖是指借助現(xiàn)代設(shè)備與控制技術(shù)構(gòu)建的養(yǎng)殖系統(tǒng)。在增氧條件下,工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖的溶解氧>5mg/L,遠(yuǎn)高于國家3mg/L的標(biāo)準(zhǔn),養(yǎng)殖密度>100kg/m3,也遠(yuǎn)高于空氣增氧時養(yǎng)殖密度的30~50kg/m3,可見增氧可以在保障魚類正常生長的基礎(chǔ)上,增加養(yǎng)殖企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此,分析探討工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖中的增氧技術(shù)對推動養(yǎng)殖企業(yè)發(fā)展有著重要的意義。
水體中的溶解氧主要受兩種作用影響:耗氧作用(如有機(jī)物的降解與生物呼吸等)和復(fù)氧作用(如水生植物光合作用與空氣中氧的溶解等)。如果水體中的有機(jī)物較多,耗氧速度大于補(bǔ)給速度,則水體中的溶解氧含量將會降低,使得有機(jī)物因缺氧而分解腐敗,從而導(dǎo)致水體水質(zhì)惡化。
工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)采取以機(jī)械設(shè)備對水體增氧的方式,保障水體質(zhì)量與養(yǎng)殖密度。由于不同增氧方式在動力效率、水體流態(tài)、增氧速度和氧氣的利用率等方面存在較大差異,所以對養(yǎng)殖魚類的適應(yīng)性、水體的養(yǎng)殖密度和排污方便性等有著直接的影響,而借助增氧技術(shù)可以提高水體的養(yǎng)殖密度,降低工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖的成本。
在水產(chǎn)養(yǎng)殖中,我國仍然采用水車式、葉輪式與射流式的增氧機(jī),不但增氧速度與效率較低,而且設(shè)備體積大且能耗高,不利于工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖的應(yīng)用。國外主要采用富氧增氧的方式,既可以提高增氧的效率與速度,減少增氧設(shè)備的能耗,又可以避免出現(xiàn)藥物殘留,有效降低魚類的死亡率。因此,研發(fā)新的增氧技術(shù)已經(jīng)成為我國水產(chǎn)養(yǎng)殖中急需解決的問題。
2.1生物增氧技術(shù)的特點。水體中的溶解氧主要是由微生物、沉水植物與藻類的高光合作用,以及大氣中氧的擴(kuò)散與轉(zhuǎn)移形成的。浮游植物通過光合作用,吸收水中二氧化碳,然后釋放出氧氣從而實現(xiàn)了水體的增氧。同時,沉水植物與藻類在生長的過程中,需要吸收水中營養(yǎng)物質(zhì),也可以在一定程度上起到改善水質(zhì)的作用,進(jìn)而增加水體中的溶解氧含量。但是由于受到技術(shù)、水體空間與配套設(shè)施等因素的制約,生物增氧技術(shù)主要應(yīng)用于冰下越冬時節(jié),在工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用范圍有限。
2.2化學(xué)增氧技術(shù)的特點?;瘜W(xué)增氧是以人工方式向養(yǎng)殖水體中投入化學(xué)試劑,利用化學(xué)試劑遇水后產(chǎn)生的反應(yīng)釋放出氧氣,從而實現(xiàn)增加水體中溶解氧含量的目的,其選用的試劑主要為過氧化氫、過氧化鈣、過氧酰胺和過氧碳酸鈉等。化學(xué)增氧技術(shù)主要適用于池塘養(yǎng)殖,尤其無增氧機(jī)、水源不穩(wěn)定且通電比較困難的池塘,或者在高溫悶熱或雷雨與梅雨的季節(jié)?;瘜W(xué)增氧的成本比較高,在工廠化的水產(chǎn)養(yǎng)殖中應(yīng)用也比較少。
2.3機(jī)械增氧技術(shù)的特點。機(jī)械增氧技術(shù)在工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖中應(yīng)用最為廣泛,依據(jù)工作原理,主要分為射流式和鼓泡式等。以機(jī)械增氧設(shè)備中的U型管應(yīng)用為例,其系統(tǒng)由氧氣罐、水泵、U型管和攔魚網(wǎng)等構(gòu)成。一方面,U型管能利用養(yǎng)殖池和供水間的水利梯度,減少能量的消耗,降低水產(chǎn)養(yǎng)殖的成本。另一方面,U型管增氧可以使水中氧濃度達(dá)到40mg/m3左右,不足之處是不能減少水中氮氣與二氧化碳的含量,氧氣吸收效率僅為30%左右。雖然借助脫氣裝置可以將氧氣吸收率提高至95%,但是系統(tǒng)安裝的成本也隨之增加。
隨著工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖的普及,以及水產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,對增氧技術(shù)的要求也越來越高。因此,為了提高工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益,發(fā)展創(chuàng)新增氧技術(shù)勢在必行。
3.1增氧裝備需要向節(jié)能低耗的方向發(fā)展。目前增氧設(shè)備在投入使用時仍然存在很多問題,如自動化程度低、增氧機(jī)高耗低效和低壓啟動等,這些問題會增加工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖的盲目性與風(fēng)險性。因此,增氧設(shè)備需要向節(jié)能低耗和高??煽氐姆较虬l(fā)展,提高增氧設(shè)備的智能化與生產(chǎn)效率。
3.2混合增氧技術(shù)的發(fā)展。每種增氧技術(shù)和設(shè)備都有著其優(yōu)勢與不足,所以水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)可以利用增氧設(shè)備結(jié)構(gòu)與機(jī)理的差異,將不同增氧設(shè)備安裝于同一養(yǎng)殖區(qū)域,以配合使用的方式實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ),從而達(dá)到高效增氧的目的。例如在南美白對蝦的水產(chǎn)養(yǎng)殖中將水車式與微孔曝氣式增氧技術(shù)配合使用,可以將產(chǎn)量提高19%左右;在巧嘴虹鲌的水產(chǎn)養(yǎng)殖中,采用葉輪式與耕水機(jī)平衡相互結(jié)合的增氧方式,可以將產(chǎn)量提高11.3%左右。
3.3微孔曝氣技術(shù)的發(fā)展。微孔曝氣技術(shù)是通過產(chǎn)生微小氣泡,增大其與水體接觸面,降低上浮的流速,接觸的時間越長,氧氣的傳至效率越高,既可以迅速增加水體中的溶氧量,又能減少增氧裝置的能耗,而改進(jìn)增氧裝置材料與曝氣終端形狀,使產(chǎn)生的氣泡更小是其未來發(fā)展方向。
總之,工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖中的增氧技術(shù)可以提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的產(chǎn)量,增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。水產(chǎn)企業(yè)需要依據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模、養(yǎng)殖種類與水體特點,選擇合適的增氧設(shè)備與增氧技術(shù),真正發(fā)揮增氧技術(shù)在工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖中的作用與價值。
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