CN108207762A - 一种低耗能增加水体含氧量的同时不增加氮气含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低耗能增加水体含氧量的同时不增加氮气含量的方法，包括如下步骤，启动高速水泵，从水池中抽出水，利用水泵将水自上而下进入主机；水流的冲击力让离心分离器开始高速运转，因离心分离器的设计结构，其转动时将水流切割成无数小水滴；水滴因重力作用向下自由落体，期间被分水盘阻挡再分离，本发明可以改善鱼类栖息的生活环境；降低氨氮、亚硝酸态氮、硫化氢等有毒物质的浓度溶解氧是鱼类赖以生存的必要条件，保持氧量高的区别在于是让鱼类始终处于一个良好的生长环境，鱼类的新陈代谢越旺盛，鱼类不生病，少不生病，提高生长速度，饵料利用率高，使水产养殖得以稳产、高产。
Description
技术领域
本发明涉及水产养殖技术领域，具体涉及到一种低耗能增加水体含氧量的同时不增加氮气含量的方法。
背景技术
随着社会的发展，人们生活水平的提高，鱼肉的营养价值越来越被人们认可，因此，养殖鱼类的需求量与日俱增，但是，养殖鱼类最大的问题是水体中氧气含量控制的问题，水中氧气不足，会造成各种问题，因此，解决水中溶解氧的控制成为养殖业最大的难题。
随着人们对海产品需求的日益增加,在海洋捕捞量不能满足市场需求的情况下,海水养殖业得到了迅猛的发展.然而粗放型经营、资源依赖型水产养殖方式导致的生态失衡、环境恶化、资源萎缩的状况已十分严重.闭合循环工厂化养殖方式具有节水、占地少、养殖效率高和对环境污染较轻等优点,因此得到了迅速的发展.该养殖技术主要采用循环水养殖,将养殖废水处理后循环使用,既大大地节省了水资源,又可以减少废水排放量.工厂化水产养殖体系中初级生产者如浮游植物、藻类等其种类单纯、数量少,不能满足饲养密度高的养殖生物的生长需要,因此要添加大量人工配制的饵料来满足养殖生物的生长所需.人工添加的饵料量营养丰富,可以大大提高养殖生物的生长速率.然而该养殖条件下投放的饵料,不能全部被养殖对象有效地利用,剩余部分以污染物的形式排放到环境.残饵及排泄物中的污染物主要是其中所含的营养物质及有机物.在有机物浓度不高及溶解氧充分的情况下,对鱼类的生长影响不大,不是养殖水处理主要的去除目标,养殖水处理最关注的是营养盐和毒性物质,尤其是其中氨氮的去除。
溶解氧，氧是气态存在水的分子间隙中，水在一定温度下溶入气体的量是一定的，温度越高溶入的气体就越少，盐度越高溶解氧也就越少。就像一桶沙子可以倒进去水一样，当水把沙子空间充满后就不可能再加进去一样，所以，水分子的间隙被别的气充满后氧也不能溶入，爆塘就是水中的有害气体过多，水分子的间隙被有害气体充满加不上氧所造成的。
一、养殖水体中溶解氧的来源：
1.光合作用：白天阳光充足时，水中浮游藻类和水生植物强烈的光合作用产生大量的氧气，这是养殖水体溶氧的主要来源。在水温较高的晴天，溶氧甚至可达到20mg/L以上，形成过饱和状态。
2.人为机械增氧作用：增氧机的机械增氧作用、加注溶氧高的新水、泼洒增氧剂是养殖水体溶氧的另一主要来源。
二、空气中氧气的溶解作用：养殖水体溶氧未饱和时，特别是在夜间和清晨表层水溶解氧含量较低时，空气中氧气扩散溶于水，可增加表层水中的溶氧水平。
三、养殖水体溶氧不足的原因
1.养殖密度过大时，鱼虾等水生生物的呼吸作用加大，生物耗氧量也增大，易造成水体溶氧不足。
2.当养殖水体过肥时，水中浮游藻类非常丰富。夜晚，浮游藻类的呼吸作用异常旺盛，耗氧量非常高，易造成水体溶氧不足。
3.池塘有机物增多，将引起细菌大量繁殖，而细菌大量繁殖也将大量消耗池塘水体中的溶解氧，从而引起池塘水体溶氧下降，导致鱼虾缺氧。
4.水中氧的溶解度随温度的升高而降低，同时高温状态下的水产动物及其它生物代谢水平提高，耗氧量也增高，易造成水体溶氧不足。
5.水中的还原性物质如硫化氢、氨、亚硝酸盐等较多时，其氧化作用也会消耗大量氧气。
四、养殖水体溶氧要求及鱼虾缺氧时的表现
养殖水体中的溶解氧一般应保持5～8mg/L，至少应保持在4mg/L以上。
轻度缺氧时，鱼虾表现烦躁不安，呼吸加快，大多集中在表层水中活动，个别浮头。
重度缺氧时，大量鱼虾会浮头，并张口大量吞空气，游泳无力，甚至窒息死亡。氧过饱和一般无危害，但有时会引起鱼类气泡病。
五、溶解氧对其它有毒物质的影响
水中保持有足够的溶解氧，可抑制生成有毒物质的化学反应，降低有毒物质(如氨、亚硝酸盐和硫化氢等)的含量。在有充足溶氧存在的条件下，水中有机物腐烂后产生对鱼虾有害的氨和硫化氢，经微生物好氧分解作用，氨会转化为亚硝酸盐，再转化成硝酸盐，硫化氢则转化成硫酸盐。硝酸盐和硫酸盐对鱼虾是无毒害的。相反，当水中溶氧不足时，氨和硫化氢难以分解转化，因此这些有毒物质极易积累达到危害鱼虾健康的程度。
因此，如何在保持水中氧气含量的同时不增加氮气含量成为养殖业的一大难题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种方法合理，使用方便的一种低耗能增加水体含氧量的同时不增加氮气含量的方法，它解决了上述的这些问题。
本发明所采用的技术方案如下：一种低耗能增加水体含氧量的同时不增加氮气含量的方法，包括如下步骤，
启动高速水泵，从水池中抽出水，利用水泵将水自上而下进入主机；
水流的冲击力让离心分离器开始高速运转，因离心分离器的设计结构，其转动时将水流切割成无数小水滴；
水滴因重力作用向下自由落体，期间被分水盘阻挡再分离，逐渐形成独立的水分子；
被主体内的永磁铁磁化，此时，制氧机开始为主体内部提供纯氧，水分子和纯氧接触；
水中氧气的溶氧量与水与氧气的接触面成正比，因此，在水分子被粉碎的过程中，水与氧气的接触面被增大了，同时，将氧气的空间进行封闭，避免氧气的流失。
优选地，使用此方法，可以让水中的含氧量提高10mg以上。
优选地，使用此方法，在水溶氧过程中，完全隔绝氮气，使用纯氧参与反应，因此氮气含量没有增加。
优选地，使用此方法为水中增加氧气的过程中，水中的氨氮含量不增加。
优选地，离心分离器为圆锥形，其上布满了小孔，其表面设置有波浪形扇叶，所述波浪形扇叶的一端的宽度大于另一端的宽度，并且宽度随着一端到另一端逐渐增加。
优选地，波浪形扇叶被水流的冲击力冲击，带动离心分离器旋转，而不是被动力源或者内生动力带动旋转。
优选地，所述主机内设置有若干可以使液体表面积扩大的填充物。
优选地，所述填充物为不规则的立体物体，其表面为高密度材料覆盖，液体不渗透。
本发明的有益效果包括：
本发明可以改善鱼类栖息的生活环境；降低氨氮、亚硝酸态氮、硫化氢等有毒物质的浓度溶解氧是鱼类赖以生存的必要条件，保持氧量高的区别在于是让鱼类始终处于一个良好的生长环境，鱼类的新陈代谢越旺盛，鱼类不生病，少不生病，提高生长速度，饵料利用率高，使水产养殖得以稳产、高产。
附图说明
图1为本发明一种低耗能增加水体含氧量的同时不增加氮气含量的方法的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种低耗能增加水体含氧量的同时不增加氮气含量的方法，包括如下步骤，
启动高速水泵，从水池中抽出水，利用水泵将水自上而下进入主机；
水流的冲击力让离心分离器开始高速运转，因离心分离器的设计结构，其转动时将水流切割成无数小水滴；
水滴因重力作用向下自由落体，期间被分水盘阻挡再分离，逐渐形成独立的水分子；
被主体内的永磁铁磁化，此时，制氧机开始为主体内部提供纯氧，水分子和纯氧接触；
水中氧气的溶氧量与水与氧气的接触面成正比，因此，在水分子被粉碎的过程中，水与氧气的接触面被增大了，同时，将氧气的空间进行封闭，避免氧气的流失。
使用此方法，可以让水中的含氧量提高10mg以上。
使用此方法，在水溶氧过程中，完全隔绝氮气，使用纯氧参与反应，因此氮气含量没有增加。
使用此方法为水中增加氧气，水中的氨氮含量不增加。
离心分离器为圆锥形，其上布满了小孔，其表面设置有波浪形扇叶，所述波浪形扇叶的一端的宽度大于另一端的宽度，并且宽度随着一端到另一端逐渐增加。
波浪形扇叶被水流的冲击力冲击，带动离心分离器旋转，而不是被动力源或者内生动力带动旋转。
一种低耗能增加水体含氧量的同时不增加氮气含量的方法，包括主体1，所述主体1顶部设置有入水口2，所述主体底部设置有出水口3，所述主体1内设置有主轴4，所述主轴4上部设置有离心分离器5，所述离心分离器5下方设置有若干个分水盘6，所述入水口2与主体1中心线呈0-90度的夹角，所述分水盘6穿过主轴呈轴向排列。
所述分水盘之间设置有若干组永磁铁，所述永磁铁呈环形排列。
所述主体内设置有供氧通道，所述供氧通道连接制氧机。
所述主体为封闭结构。
所述离心分离器上分布有若干通孔，所述分离器表面安装有波浪形扇叶。
所述分水盘上分布有若干通孔。
所述波浪形扇叶的一端的宽度大于另一端的宽度，并且宽度随着一端到另一端逐渐增加。
所述主机不使用动力源，所述动力源包括电动机。
所述主机内设置有若干可以使液体表面积扩大的填充物。
所述填充物为不规则的立体物体，其表面为高密度材料覆盖，液体不渗透。
当水流过填充物表面，填充物可以拉长液体的表面积，增加液体和纯氧的接触面和接触时间，最大限度的提高液体在纯氧中的停留时间，增加了水体的含氧量。
原理如下：
以下是部分有关溶氧的调查数据
溶氧量与摄食量：溶氧量5mg/L以上，鱼类摄食正常；溶氧量降为4mg/L，鱼类摄食量下降13％；溶氧量降为2mg/L，鱼摄食量下降54％，生长停滞，开始出现浮头现象；溶氧量降为1mg/L，鱼虾类基本不吃食，而且浮游出水面，形成浮头现象；溶氧量降为0.5mg/L，，鱼虾类在几小时就会全部窒息死亡。
温水性鱼类：要保证鱼虾正常快速省长，溶氧量24小时中8小时溶解氧含量不能低于4mg/L,16小时保证在5mg/L以上，，何时候都不能低于2毫克/升。
冷水性鱼类：溶解氧的临界浓度为2～3毫克/升。
金鱼：金鱼要求水中的溶氧量在3毫克/升以上，溶氧量越高，变色速度也越快。如果下降到1毫克/升，金鱼就会浮头，变色慢且无光泽。
草鱼、鲢、鳙：青鱼、鲢、鳙在水中溶氧低于1毫克/升时开始浮头，当低于0.4毫克/升时就窒息死亡；
鲤、鲫：鲤、鲫的窒息范围为0.1-0.4毫克/升。
草鱼：草鱼在5.5毫克/升溶氧的水体生长比2.7毫克/升增肉率提高9.88倍，饲料系数降低5.5倍。
鲶鱼：在美国的一个实验中，将增氧的鲶鱼水塘同不增氧的比较，在同等投资的情况下，增氧的水塘获利多92％。
河蟹：河蟹育苗场：溶氧8.4毫克/升，70公斤苗/亩；溶氧6.6毫克/升，50公斤苗/亩；比未增氧的土池育苗高出更多，而且蟹苗病少、活泼、个体大、培育豆扣蟹种成活率高，能长大蟹溶氧。
虾：溶氧含量降低到3mg/L以下时，对虾摄食量明显减少；溶氧含量降低到2mg/L以下时，对虾几乎不摄食。对虾集约化养殖中溶氧含量最好控制在7mg/L以上，对虾生长较快。
溶氧量与饲料系数：溶氧量从7.6mg/L下降到3.1mg/L,饲料系数提高5.6倍、而生长速度却降低9倍至10倍。
缺氧的危害：缺氧的水体会造成水中有机物、氨氮等厌氧分解，产生亚硝酸盐等一些有毒物质，缺氧的水体还容易滋生细菌，造成养殖生物的大量死亡。可引起严重贫血、生长缓慢、背部体色变淡、唇肥大等，低氧状态下呼吸受阻，鱼虾会只进食却停止生长，消耗自身的能量。当溶氧低于其最低限度时就会引起窒息死亡。不同养殖种类、不同年龄及不同季节对池水溶氧的要求各不相同。
耗氧量、耗氧率及窒息点参考
对虾耗氧量、耗氧率及窒息点
亲虾耗氧量7.41—22.38ml/尾h,平均值为16.28ml/尾h。
幼虾耗氧量1.05—3.20ml/尾h,平均值为1.98ml/尾h。
幼虾的耗氧量只是亲虾耗氧量的12.2％。
亲虾耗氧率0.111—0.302ml/g.h,平均值为0.236ml/g.h。
幼虾耗氧率0.253—0.442ml/g.h,平均值为0.352ml/g.h。
亲虾的耗氧率只是幼虾耗氧率的67.0％。
亲虾窒息点1.57—1.82ml/L。
幼虾窒息点0.32ml/L。
亲虾平均体重74.0克，耗氧量20.23ml/尾h,耗氧平均值为0.253ml/g.h。
亲虾窒息点1.61ml/L
亲虾平均体重66.8克，耗氧量13.73ml/尾h,耗氧平均值为0.205ml/g.h。
亲虾窒息点1.81ml/L
耗氧量24.42ml/尾h,减少到17.70ml/尾h,耗氧率由0.330ml/g.h。降低到0.239ml/g.h。说明溶氧偏低，呼吸强度受到抑制，也就影响了新陈代谢，对生、发育、繁殖不利、
不同鱼的耗氧率
鲢：在27℃时，鲢夏花耗氧率是620mg/kg.h。
鳙：在27℃时，鳙夏花耗氧率是430mg/kg.h。
黄颡鱼：耗氧率随体重增加而降低，而耗氧量和窒息点随体重的增加而上升；
体长9.43cm、体重16.58g：耗氧率为0.1264mg/g·h，耗氧量2.0946mg/尾·h，窒息点0.398mg/L；平均体长7.16cm、体重7.07g：耗氧率为0.1533mg/g·h，耗氧量1.0841mg/尾·h，窒息点0.208mg/L。
乌鳢、胡子鲶：具辅助呼吸器官，耐低氧力强，耐运能力也大大提高。
罗非鱼：罗非鱼耗氧量为0.3g/kg.h，排氨量为0.57g/kg.d，即0.024g/kg.h。
根据硝化反应式，每硝化1g氨氮需耗氧4.57g，则硝化反应需氧0.109/kg.h。
鱼的耗氧率：鱼的耗氧率，随鱼的品种、大小、活动情况、温度、营养状况和其他因素的不同而异。
运动增加耗氧量：在静止状态下，水温17^20℃时，一般淡水鱼的耗氧范围为65～210mg/kg.h；强迫活动的鱼，在20℃时，耗氧范围为766～888mg/kg.h。强迫尼罗罗非鱼以30厘米/秒的速度游动，在26℃时耗氧为300mg/kg.h；而以60厘米/秒的速度游动，耗氧增至458mg/kg.h。
温度增加耗氧量：适度活动的白给鱼，在11℃时耗氧为60mg/kg.h，而在25℃时耗氧增至276mg/kg.h。
摄食增加耗氧量：刚摄食的河豚鱼比断食鱼的耗氧快。含氧量为7毫克/升的水体，在28℃时的耗氧位为:刚摄食的鱼120mg/kg.h，摄食一小时后的鱼680mg/kg.h，断食一夜后380mg/kg.h，断食三天后290mg/kg.h，断食九天后290mg/kg.h。纶鱼在溶氧童高的水中比溶氧量低时耗氧多。单位重量小的鱼比大的鱼耗氧量多。胖给鱼比瘦给鱼的耗氧多。
本发明上部入水口连接水泵，利用水泵将水自上而下进入主机，水流的冲击力让离心分离器开始高速运转，因离心分离器的设计结构，其转动时将水流切割成无数小水滴，水滴因重力作用向下自由落体，期间被分水盘阻挡再分离，逐渐形成独立的水分子，同时，被主体内的永磁铁磁化，此时，制氧机开始为主体内部提供纯氧，水分子和纯氧接触。
水分子是H2O，通常情况下：水分子是聚合为大的分子团存在，其活性下降，自净能力丧失，水质恶化，自然界是通过水的流动、撞击使水分子团变小，以增加其活性，但是经过一段时间的滞留，其又聚合为大的水分子团。
将水分子团变小，使水中的饱和溶氧量提高3-5倍，也就是当常温下水的饱和溶氧量为10mg/L，氧利用率达90％以上，为现有技术氧利用率30-60％。
上述实施方式只是本发明的优选实施例，并不是用来限制本发明的实施与权利范围的，凡依据本发明申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。
Claims (8)
1.一种低耗能增加水体含氧量的同时不增加氮气含量的方法，其特征在于：包括如下步骤，
启动高速水泵，从水池中抽出水，利用水泵将水自上而下进入主机；
水流的冲击力让离心分离器开始高速运转，因离心分离器的设计结构，其转动时将水流切割成无数小水滴；
水滴因重力作用向下自由落体，期间被分水盘阻挡再分离，逐渐形成独立的水分子；
被主体内的永磁铁磁化，此时，制氧机开始为主体内部提供纯氧，水分子和纯氧接触；
水中氧气的溶氧量与水与氧气的接触面成正比，因此，在水分子被粉碎的过程中，水与氧气的接触面被增大了，同时，将氧气的空间进行封闭，避免氧气的流失。
2.根据权利要求1所述的一种低耗能增加水体含氧量的同时不增加氮气含量的方法，其特征在于，使用此方法，可以让水中的含氧量提高10mg以上。
3.根据权利要求1所述的一种低耗能增加水体含氧量的同时不增加氮气含量的方法，其特征在于，使用此方法，在水溶氧过程中，完全隔绝氮气，使用纯氧参与反应，因此氮气含量没有增加。
4.根据权利要求1所述的一种低耗能增加水体含氧量的同时不增加氮气含量的方法，其特征在于，使用此方法为水中增加氧气的过程中，水中的氨氮含量不增加。
5.根据权利要求1所述的一种低耗能增加水体含氧量的同时不增加氮气含量的方法，其特征在于，离心分离器为圆锥形，其上布满了小孔，其表面设置有波浪形扇叶，所述波浪形扇叶的一端的宽度大于另一端的宽度，并且宽度随着一端到另一端逐渐增加。
6.根据权利要求5所述的一种低耗能增加水体含氧量的同时不增加氮气含量的方法，其特征在于，波浪形扇叶被水流的冲击力冲击，带动离心分离器旋转，而不是被动力源或者内生动力带动旋转。
7.根据权利要求1所述的一种低耗能增加水体含氧量的同时不增加氮气含量的方法，其特征在于，所述主机内设置有若干可以使液体表面积扩大的填充物。
8.根据权利要求1所述的一种低耗能增加水体含氧量的同时不增加氮气含量的方法，其特征在于，所述填充物为不规则的立体物体，其表面为高密度材料覆盖，液体不渗透。
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