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静态增氧技术及其相关控制设备的研究

张皓臻  
【摘要】:摘要:近年来,在水产养殖中逐渐兴起了静态(微孔)增氧技术。静态增氧系统的工作方式是通过空气鼓风机加压,使曝气盘或曝气管均匀扩张并达到设计值,大量微细气泡(直径:20~30um)从管壁冒出,在水中处于烟雾飘散状态溶氧效果显著,从而大幅度提高水中的含氧量,增加水的流动性。 本课题通过试验研究了静态(微孔)增氧系统中微孔管的曝气特点,水体中溶解氧的扩散原理及变化规律;微孔管均匀曝气时内部气压的变化规律;水产养殖与溶氧量的关系;微孔曝气在水环境修复中的作用;静态增氧系统各类器件的匹配,及其自动控制;并对在水产养殖中物联网的运用进行了初步探讨。在理论研究的基础上,设计了微孔管弥散增氧系统输气管网的闭合回路,通过试验,得到静态(微孔)增氧装备在不同养殖种群中使用的养殖和水质数据,总结出微孔管弥散型增氧系统合理的设计方案,并最终组建了自动控制系统。主要的研究结果如下: 1.通过研究静态(微孔)增氧系统中微孔管的曝气特点,水体中溶解氧的扩散原理及变化规律,结果表明:传统的机械式增氧采用的是叶轮、水车、射流等机械,利用叶轮、水车叶片等通过搅动水体,造成水与气体的界面接触,从而为上层水体增氧,造成底层水体增氧不明显,且效率不高;相比之下微孔增氧系统不但能对整个水体进行增氧,同时增氧效率高达30%-40%,动力效率也有大幅提高。 2.研究了静态增氧系统各类器件的匹配,及其自动控制;结果表明系统应选用回转式风机,风机出口采用镀锌管,其他部分采用UPVC给水管,把分支管道连接到最高水位线以上安装控制球阀,用于控制调节曝气管的出气量;并且增加了自动控制系统,实现无人化管理。 3.研究了溶解氧与水产养殖的关系:试验表明,D0含量对水生生物的繁殖、苗种的培养以及其摄食率、饵料利用率和增重率都有很大影响;DO还是水体水质的重要指标,丰富的D0既可以直接参与有机质的氧化分解反应,促进物质循环和消除有毒的生物代谢产物,又能促进水中好氧性细菌的大量繁殖,加快有机物的生物降解速率。从而减轻了部分有毒物质对养殖生物的毒害作用。 4.物联网应用到水产养殖中,不但能实现自动控制,还能将影响鱼儿生长的多种因素结合起来综合分析,经服务器处理后实现更为准确的自动化控制;同时远在外地的养殖场管理人员还能利用手机、电脑等通过网络获取养殖水域相关信息,真正实现实时监控,并可给系统下达指令,人为控制外围设备的起停。


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