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大擺兵器譜——談增氧設(shè)備

 昵稱29757931 2016-11-25

書接上回,話說水中溶氧可是養(yǎng)殖當(dāng)中的重中之重,水產(chǎn)人睜眼閉眼想的第一件事都是溶氧。實現(xiàn)增氧的手段和設(shè)備有很多,可謂是十八般兵器,各有長短。如何選擇最適合自己的兵器呢?今天,咱們就來擺一擺兵器譜。

 

刀槍劍戟斧鉞鉤叉之—— 彈弓

 


說到小時候大家都玩過的彈弓,那是樹上射鳥,后院射窗。同樣,水產(chǎn)中基本沒有沒用過氣石氣泵的。氣泵負(fù)責(zé)將氧氣通入水中,氣石將氣體氣泡化,增加氣液交換面積。家里養(yǎng)熱帶魚就是最簡單的氣泵加氣石組合。

 


在此基礎(chǔ)上,根據(jù)需要曝氣的壓力和氣量的不同,延伸出了不同原理的氣泵,比如離心式鼓風(fēng)機空壓機。


離心式鼓風(fēng)機簡單講是依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將氣體從軸心“甩”到殼體處,出口處的壓力與流量是線型比例關(guān)系。離心式鼓風(fēng)機優(yōu)點是氣量大且穩(wěn)定,缺點是在高壓力的情況下需要功率比較高


空壓機是利用氣缸內(nèi)部轉(zhuǎn)子間的推擠使氣體達到比較大的壓力,壓力突破一定值后就產(chǎn)生了輸送效果,例如羅茨風(fēng)機。羅茨風(fēng)機特點是在一定壓力范圍內(nèi)氣量可以保持穩(wěn)定,但是在高壓力時氣量較小,且無法變頻。


 


因此,通常鼓風(fēng)機加氣石/氣盤的組合是各大漁場最常見的組合,而較深的水深加曝氣盤就會用到羅茨風(fēng)機,曝氣盤的細密氣孔會產(chǎn)生較大的氣阻。在這些組合里一般都是曝的空氣。氣石曝空氣雖然便宜易用,但是溶氧效率僅有3~7%,而且氣石在水中容易長菌或者結(jié)垢,降低曝氣效率,增加能耗。因此此種組合僅適用于低密度養(yǎng)殖以及水交換量比較大的系統(tǒng)。

 

刀槍劍戟斧鉞鉤叉之—— 投石車

 


彈弓打個鳥還可以,想干票大的還得上重器。攻城拔寨必須用投石車,滿滿的誠意撲面而來。在高密度養(yǎng)殖中(大于30kg/m3),純氧才是正解。不僅溶氧效率高,也減少了空氣中氮氣的溶解。純氧的來源一般有三種,高壓氧、液氧和制氧機。

 

高壓氧儲存在氣瓶中,罐體一般不超過7m3,對對對,就是那種潛水員背的跟個魚雷似的,里面壓力在170個大氣壓。多個氣瓶可用閥組連接增加供氣量,但仍受限于供氧量,這種方式大多用于緊急情況備用。

 

液氧則儲存在特制的杜瓦罐Dewar’s)中。杜瓦罐罐體采用超真空絕熱的不銹鋼材質(zhì),專門為儲存運輸?shù)蜏匾簯B(tài)氣體而制。一只6L的杜瓦罐儲存的氧量抵得上30瓶同樣體積的氣瓶。大的杜瓦罐可以儲存40噸液氧,適用于大型養(yǎng)殖場的長期供氧。液氧通過蒸發(fā)器吸熱氣化,通過閥門調(diào)節(jié)壓力自動傳送至水體里,不受電力供應(yīng)影響。配合以陶瓷微孔氣石,作為緊急增氧使用,已基本成為標(biāo)配。


 


制氧機利用氧氣和氮氣在氟石分子篩中的擴散速率的不同,輔以壓力變化,達到反復(fù)提取氧氣的目的。制氧機制氧效率很高,商用制氧機制氧量可達0.514kg/h不等,所制氧氣純度在85%~95%。這部分內(nèi)容可參考文章(遠圖環(huán)境制氧機:“一度電產(chǎn)生一公斤氧氣”

 

制氧機由于需要電力,在電力中斷時即停止制氧,需以液氧罐等作為備用氧源。另外對于大型養(yǎng)殖場,單純使用制氧機的運行成本偏高,還有維護的問題,所以一般建議用于年產(chǎn)量在100噸以下的漁場可能比較劃算。

 

刀槍劍戟斧鉞鉤叉之—— 回旋鏢

 

回旋鏢設(shè)計精妙,且出其不意。U型管的使用也同樣如此。利用U型連通器原理,氧氣從入口處添加,隨水流至U型管底部時,由于水壓的作用提高溶氧效率,溶氧可達到20mg/L以上。U型管可做成U型,也可做成豎井。這種方法無需額外的能耗。但由于U型管的鋪設(shè)需要掘地幾十米,對地質(zhì)要求高且麻煩,目前已較少采用,

 

類似的設(shè)計目前應(yīng)用較多的是氧氣錐。氧氣錐利用水流向下而氣泡向上的原理使氣泡平衡的懸浮在水體中,直至完全溶解。溶氧效率可達到100%,溶氧濃度可高達90mg/L。如此高效的溶氧需配合一個水泵提供適當(dāng)?shù)牧魉伲⑶乙话阍O(shè)計到旁路即可。

 

刀槍劍戟斧鉞鉤叉之—— 要你命三千

 

填充塔源自工業(yè)上氣液交換應(yīng)用。圓柱體塔身豎立放置,里面填充著高比表面積的填料。水自上而下,空氣或氧氣自下而上注入,利用填料的分散特性提高了氣液交換面積。



相信很多養(yǎng)殖實驗室里也都用過填充柱。



如果塔頂端開口,則填充塔還可以起到脫氣的效果。同時填料的細孔可以吸附雜質(zhì),并且表面會形成生物膜,變成硝化反應(yīng)的場所。如此一來,填充塔就成了寶塔,兼具增氧、脫氣、吸附、硝化的作用??墒菢訕尤?,通常是樣樣不精。吸附的雜質(zhì)多了又得不到及時清理,不僅硝化反應(yīng)無法有效進行,還創(chuàng)造了厭氧環(huán)境。于是寶塔震不了河妖,反倒成了要你命三千。




這種填充塔后來幾經(jīng)改良,變幻出多個不同的版本,比如塔身由圓柱體變?yōu)榉指钍搅⒎襟w并采用回型設(shè)計,使用浮珠作為填料,同時增加了反沖洗功能。據(jù)說整體效能提升了不少,然而總沒見到大規(guī)模應(yīng)用。作為工業(yè)化生產(chǎn)中的處理單元,刀客特金始終認(rèn)為任務(wù)明晰,各司其職才是提高效率的最佳辦法。

 

本篇刀客特金其實是把氧氣源和增氧設(shè)備混在一起講,一是出于講述上的順暢,二是很多漁場都是按這種順序遞進過來的。如果造成部分人閱讀上的困擾,抱歉!限于篇幅,很多內(nèi)容沒有講透,譜也沒有擺完。歡迎各位留言討論。


下一篇我們著重聊一聊LHOBIOBLOCK這兩種應(yīng)用最為廣泛的增氧/脫氣設(shè)備。



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