大摆兵器谱 —— 谈增氧设备

书接上回，话说水中溶氧可是养殖当中的重中之重，水产人睁眼闭眼想的第一件事都是溶氧。实现增氧的手段和设备有很多，可谓是十八般兵器，各有长短。如何选择最适合自己的兵器呢？今天，咱们就来摆一摆兵器谱。

刀枪剑戟斧钺钩叉之—— 弹弓

说到小时候大家都玩过的弹弓，那是树上射鸟，后院射窗。同样，水产中基本没有没用过气石和气泵的。气泵负责将氧气通入水中，气石将气体气泡化，增加气液交换面积。家里养热带鱼就是最简单的气泵加气石组合。

在此基础上，根据需要曝气的压力和气量的不同，延伸出了不同原理的气泵，比如离心式鼓风机和空压机。

离心式鼓风机简单讲是依靠高速旋转的叶轮将气体从轴心“甩”到壳体处，出口处的压力与流量是线型比例关系。离心式鼓风机优点是气量大且稳定，缺点是在高压力的情况下需要功率比较高。

空压机是利用气缸内部转子间的推挤使气体达到比较大的压力，压力突破一定值后就产生了输送效果，例如罗茨风机。罗茨风机的特点是在一定压力范围内气量可以保持稳定，但是在高压力时气量较小，且无法变频。

因此，通常鼓风机加气石/气盘的组合是各大渔场最常见的组合，而较深的水深加曝气盘就会用到罗茨风机，曝气盘的细密气孔会产生较大的气阻。在这些组合里一般都是曝的空气。气石曝空气虽然便宜易用，但是溶氧效率仅有3~7%，而且气石在水中容易长菌或者结垢，降低曝气效率，增加能耗。因此此种组合仅适用于低密度养殖以及水交换量比较大的系统。

刀枪剑戟斧钺钩叉之—— 投石车

高压氧储存在气瓶中，罐体一般不超过7m³，对对对，就是那种潜水员背的跟个鱼雷似的，里面压力在170个大气压。多个气瓶可用阀组连接增加供气量，但仍受限于供氧量，这种方式大多用于紧急情况备用。

液氧则储存在特制的杜瓦罐（Dewar’s）中。杜瓦罐罐体采用超真空绝热的不锈钢材质，专门为储存运输低温液态气体而制。一只6L的杜瓦罐储存的氧量抵得上30瓶同样体积的气瓶。大的杜瓦罐可以储存40吨液氧，适用于大型养殖场的长期供氧。液氧通过蒸发器吸热气化，通过阀门调节压力自动传送至水体里，不受电力供应影响。配合以陶瓷微孔气石，作为紧急增氧使用，已基本成为标配。

制氧机利用氧气和氮气在氟石分子筛中的扩散速率的不同，辅以压力变化，达到反复提取氧气的目的。制氧机制氧效率很高，商用制氧机制氧量可达0.5至14kg/h不等，所制氧气纯度在85%~95%。这部分内容可参考文章（远图环境制氧机：“一度电产生一公斤氧气”）

制氧机由于需要电力，在电力中断时即停止制氧，需以液氧罐等作为备用氧源。另外对于大型养殖场，单纯使用制氧机的运行成本偏高，还有维护的问题，所以一般建议用于年产量在100吨以下的渔场可能比较划算。

刀枪剑戟斧钺钩叉之—— 回旋镖

回旋镖设计精妙，且出其不意。U型管的使用也同样如此。利用U型连通器原理，氧气从入口处添加，随水流至U型管底部时，由于水压的作用提高溶氧效率，溶氧可达到20mg/L以上。U型管可做成U型，也可做成竖井。这种方法无需额外的能耗。但由于U型管的铺设需要掘地几十米，对地质要求高且麻烦，目前已较少采用，

类似的设计目前应用较多的是氧气锥。氧气锥利用水流向下而气泡向上的原理使气泡平衡的悬浮在水体中，直至完全溶解。溶氧效率可达到100%，溶氧浓度可高达90mg/L。如此高效的溶氧需配合一个水泵提供适当的流速，并且一般设计到旁路即可。

刀枪剑戟斧钺钩叉之—— 要你命三千

填充塔源自工业上气液交换应用。圆柱体塔身竖立放置，里面填充着高比表面积的填料。水自上而下，空气或氧气自下而上注入，利用填料的分散特性提高了气液交换面积。

相信很多养殖实验室里也都用过填充柱。

如果塔顶端开口，则填充塔还可以起到脱气的效果。同时填料的细孔可以吸附杂质，并且表面会形成生物膜，变成硝化反应的场所。如此一来，填充塔就成了宝塔，兼具增氧、脱气、吸附、硝化的作用。可是样样全，通常是样样不精。吸附的杂质多了又得不到及时清理，不仅硝化反应无法有效进行，还创造了厌氧环境。于是宝塔震不了河妖，反倒成了要你命三千。

这种填充塔后来几经改良，变幻出多个不同的版本，比如塔身由圆柱体变为分割式立方体并采用回型设计，使用浮珠作为填料，同时增加了反冲洗功能。据说整体效能提升了不少，然而总没见到大规模应用。作为工业化生产中的处理单元，刀客特金始终认为任务明晰，各司其职才是提高效率的最佳办法。

本篇刀客特金其实是把氧气源和增氧设备混在一起讲，一是出于讲述上的顺畅，二是很多渔场都是按这种顺序递进过来的。如果造成部分人阅读上的困扰，抱歉！限于篇幅，很多内容没有讲透，谱也没有摆完。欢迎各位留言讨论。

下一篇我们着重聊一聊LHO和BIOBLOCK这两种应用最为广泛的增氧/脱气设备。

往期回顾

气与水的爱情 —— 谈增氧

小兔崽子西欧兔 —— 谈二氧化碳