移動式太陽能養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控機的設(shè)計與試驗

移動式太陽能養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控機的設(shè)計與試驗

0池塘底泥中富營養(yǎng)鹽的釋放和利用技術(shù)池塘繁殖是中國水產(chǎn)養(yǎng)殖的主要形式，也是供水的主要來源。據(jù)《2013中國漁業(yè)年鑒》資料,2012年全國池塘養(yǎng)殖面積達到256.7萬hm2,養(yǎng)殖產(chǎn)量達到1866.4萬t。由于多數(shù)池塘養(yǎng)殖采取傳統(tǒng)生產(chǎn)方式,養(yǎng)殖過程中投入的飼料、肥料等營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為水產(chǎn)品的比例很小,大量的有機質(zhì)沉積到池塘底部或隨排放水排放到外部環(huán)境中,造成了嚴重的養(yǎng)殖水體富營養(yǎng)化和養(yǎng)殖污染等問題。調(diào)查發(fā)現(xiàn),在江浙地區(qū)大宗淡水魚池塘養(yǎng)殖中,投入的飼料約有10%~20%未被魚類攝食而直接沉積到池塘底部,魚類攝食的飼料中也僅有20%~25%的氮和25%~40%的磷用于生長,其余75%~80%的氮和60%~75%的磷則以糞便和代謝物形式排入水體中,其中約有60%~70%氮磷沉積到底泥中。在養(yǎng)殖狀態(tài)下,沉積在池塘底部的有機物質(zhì)會轉(zhuǎn)化成氨氮、亞硝酸鹽、甲烷、硫化氫等還原態(tài)有害物質(zhì),直接影響到養(yǎng)殖生物的安全。但合理的釋放底泥沉積物中的富營養(yǎng)物質(zhì),不僅可以消除池塘底部的沉積污染,還可以平衡水體中的碳、氮、磷比例,提高養(yǎng)殖水體的初級生產(chǎn)力水平。池塘底質(zhì)調(diào)控是近年來池塘生態(tài)研究的熱點,許多研究發(fā)現(xiàn),養(yǎng)殖池塘底泥中的溶解磷濃度比水體中高出10~50倍,通過攪動可以促進底泥中磷釋放。釋放底泥中的營養(yǎng)鹽,可以促進水體中微生物和浮游植物生長,提高養(yǎng)殖水體的初級生產(chǎn)力水平。池塘底質(zhì)調(diào)控管理技術(shù)是提升池塘養(yǎng)殖效果的突破口。目前,國內(nèi)外對養(yǎng)殖池塘底層沉積物的處理方法主要有微生物改良、機械清淤、底部曝氣、施用底質(zhì)改良劑和化學(xué)處理等。其中,微生物改良法雖然提高了底泥中富營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化效率,但因無法控制微生物的生長條件,效果并不穩(wěn)定?；瘜W(xué)方法雖然見效快,但容易造成藥品殘留,無法從根本上解決問題。機械清淤適應(yīng)性強,但需要有水源和較大的荒地用于排放泥漿,同時無法做到對底泥中營養(yǎng)物質(zhì)的再利用。曝氣增氧法對改善底質(zhì)環(huán)境有很好的效果,但存在著使用范圍小、使用成本高,曝氣管易老化、易堵塞等問題。除上述方法外,在池塘養(yǎng)殖中使用增氧機、耕水機、涌浪機等機械設(shè)備也可以調(diào)控水質(zhì),但以上設(shè)備均為固定式使用,存在著能耗高、調(diào)控作用范圍和效果有限等問題。中國有豐富的太陽能資源,充分利用太陽能不僅可以節(jié)約能源還可以減少污染。目前,太陽能在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面的應(yīng)用還很少,近年來一些科研人員將太陽能用于水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測系統(tǒng),也有人研究制造了太陽能投餌機。日本研發(fā)了一種太陽能浮體式凈化裝(JP2007014940),取得了較好的使用效果。但總的來看,以太陽能為動力的水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)備還很少,相關(guān)研究也不多。本文在前期研究基礎(chǔ)上,研發(fā)了一種池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機(調(diào)控機),分析了其機械性能和運行效果,旨在為池塘養(yǎng)殖提供一種高效、節(jié)能的水質(zhì)調(diào)控設(shè)備。1材料和方法1.1工藝設(shè)計理念1.1.1池塘移動太陽能水質(zhì)調(diào)控機設(shè)計思路中國大宗淡水魚類池塘養(yǎng)殖一般采取混養(yǎng)形式,不同食性魚類在池塘中充分利用生態(tài)位,養(yǎng)殖生態(tài)效率很高。養(yǎng)殖池塘一般為長方形結(jié)構(gòu),水深1.2~2.0m,在有光照的情況下,由于藻類的光合作用,池塘上層水體中的溶氧濃度較高,而池塘底層由于有機質(zhì)分解和微生物活動等耗氧作用,水體中的溶氧濃度較低。在缺氧狀況下,池塘底泥中的有機物分解以厭氧還原性反應(yīng)為主,產(chǎn)生大量的氨氮、亞硝酸鹽、硫化氫等有毒有害物質(zhì),給養(yǎng)殖生產(chǎn)帶來危害。為了充分利用水體光合作用,改善底部環(huán)境、減少沉積污染,調(diào)控水質(zhì),池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機的設(shè)計思路是:在陽光充足的情況下,在池塘水面定向運行,將池塘底泥絮狀物提升釋放到上層水體中,利用水體上層光合作用產(chǎn)生的溶氧、堿度等促進底泥絮狀有機物分解,達到促進底泥營養(yǎng)鹽釋放、上下水層交換、增加底部溶氧和調(diào)控水質(zhì),改善底質(zhì)的效果。為了滿足常規(guī)池塘養(yǎng)殖要求,設(shè)計的池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機具有如下工藝要求(表1)。1.1.2絮狀污泥吸收釋放裝置按照工藝要求,池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機由太陽能動力、絮狀污泥吸收釋放、水面移動和運行控制等裝置系統(tǒng)和承載浮體等組成。太陽能動力裝置為設(shè)備的動力源,包括太陽能光伏板、穩(wěn)壓器、光照度控制器等。絮狀污泥吸收釋放裝置為可伸縮彎折的長形管道狀腔體,出水口與水面平行并靠近水面,進水口向下伸向底泥表面,渦流泵安裝在出水口內(nèi)側(cè)。水面移動裝置由牽引繩、動力電機、連接桿等組成。牽引繩兩端可分別固定在池塘兩側(cè)或?qū)蔷€的塘埂上,并通過導(dǎo)向架與電動機的轉(zhuǎn)輪繞纏,利用摩擦阻力帶動調(diào)控機在牽引繩的兩個定位塊間往返運行。絮狀污泥吸收釋放裝置利用渦輪旋轉(zhuǎn)的水流阻力運行,通過連接桿鏈接到太陽能動力裝置上?？刂葡到y(tǒng)由光控器、遙控器、定位塊等組成,可根據(jù)光照度和工作需要進行控制。浮體為承載太陽能動力裝置和絮狀污泥吸收釋放裝置等的船型浮體。浮體的浮力應(yīng)大于承載設(shè)備質(zhì)量的120%。1.1.3牽引輪帶動池塘案在光照充足的情況下,太陽能光伏板產(chǎn)生電能,一部分電流通過穩(wěn)壓裝置輸送到水面移動裝置的直流電動機,帶動牽引帶輪旋轉(zhuǎn),依靠摩擦力使纏繞在牽引繩上的牽引輪帶動池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機沿牽引繩在2個定位塊之間往復(fù)運動。一部分電流通過電纜輸送到絮狀污泥吸收釋放裝置的渦輪電機,渦輪旋轉(zhuǎn)將腔體內(nèi)的水體輸送到水體上層。牽引繩固定在池塘兩側(cè)或?qū)蔷€的塘埂上,絮狀污泥吸收釋放裝置通過連接桿(長度可調(diào))與水面行走裝置相鏈,在渦輪輸水產(chǎn)生的反作用力的作用下繞水面行走裝置旋轉(zhuǎn)。池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機在池塘中的運行軌跡呈螺旋線狀,通過調(diào)節(jié)連接桿長度和牽引繩固定方式可以覆蓋大部分池塘底面(圖1)。1.2主要設(shè)備的設(shè)計1.2.1裝置的電機及結(jié)構(gòu)組成1)理論計算:根據(jù)養(yǎng)殖池塘結(jié)構(gòu)和作業(yè)方便要求,絮狀污泥吸收釋放裝置的伸縮范圍為0.5~2.0m。按照吸水量120m3/h,揚程0.3m計算,所需電機功率Pe(W):式中:ρ為輸送液體的密度,水的密度為1×103kg/m3;g為重力加速度,取值9.8m/s2;Q為總提升量,設(shè)計值為120m3/h;H為提升揚程,取值0.3m;η為總功率系數(shù),一般取值0.6。按照計算,絮狀污泥吸收釋放裝置所需的功率為167W。根據(jù)市售直流電機規(guī)格,選擇廣東東莞永力電機廠生產(chǎn)的型號5DM20的直流減速電機,該電機的額定電壓為24V,額定電流10A,額定功率200W,轉(zhuǎn)速250r/min。2)結(jié)構(gòu)組成:根據(jù)養(yǎng)殖池塘的結(jié)構(gòu)特點,絮狀污泥吸收釋放裝置的腔體設(shè)計為可伸縮彎折的長形管道狀,為了達到伸縮長度0.5~2.0m,選用不銹鋼材質(zhì),三節(jié)結(jié)構(gòu),腔體安裝在浮體下部,出水口與水面平行并靠近水面。渦流泵安裝在出水口內(nèi)側(cè),進水口向下伸向養(yǎng)殖池塘底部,靠近底泥表面(圖2)。1.2.2光伏板功率pw及結(jié)構(gòu)組成1)理論計算:池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機的電源來自太陽能光伏板,分別為絮狀污泥吸收釋放裝置、水面行走裝置、穩(wěn)壓器和控制器提供電源。中國太陽年輻射量平均為5852MJ/(m2·a),中東部地區(qū)的全年日照時數(shù)為2200~3000h,接受太陽輻射總量為5016~5852MJ/(m2·a)。經(jīng)測算,5~9月份上海地區(qū)的平均日輻射時數(shù)約為4.5h,根據(jù)負載參數(shù),太陽能光伏板的功率P(W)。式中:P負載為負載總功率,主要為絮狀污泥吸收釋放裝置和水面移動裝置電機,約為300W;t為負載工作時間,約為4.0h;h為平均日輻射時數(shù),4.5h;η2為充電損耗,為0.7。經(jīng)計算,需要太陽能光伏板提供功率為381W。2)結(jié)構(gòu)組成:根據(jù)市售太陽能光伏板規(guī)格,選擇2塊功率220W光伏板(1.6m×0.8m)并聯(lián)供電,輸出電壓24V,工作電流9.1A。選擇使用24V/1A穩(wěn)壓器、光照度控制器、24V/200W直流電機。根據(jù)市售直流電機規(guī)格,選擇使用ZXG50RHH減速直流電機,該電機的額定電壓為24V,額定電流為9.1A。為了便于平衡,2塊太陽能光伏板分別安裝在2個船形注塑浮體上方的安裝支架上(圖3)。1.2.3水面行駛裝置裝置21)設(shè)計工藝:太陽光照充足時,水面行走裝置的直流減速電機轉(zhuǎn)動牽引帶輪旋轉(zhuǎn),依靠摩擦力使太陽能水質(zhì)調(diào)控機沿牽引繩運行。根據(jù)經(jīng)驗,調(diào)控機在水面的運行速度不宜太快或太慢,太快不利于設(shè)備穩(wěn)定,太慢會影響作業(yè)效率。池塘移動式太陽能養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控機通過牽引繩固定在池塘兩側(cè)或?qū)蔷€的塘埂上,牽引繩上固定有2個可調(diào)距離的定位塊,當調(diào)控機到達定位塊時,導(dǎo)向架上的活動導(dǎo)向桿觸壓微動開關(guān),繼而觸發(fā)定位塊控制模塊控制電機反轉(zhuǎn),使水質(zhì)調(diào)控機反方向運動,在到達另一端的定位塊后重復(fù)前面的動作,這樣即可使太陽能水質(zhì)調(diào)控機沿著牽引繩往返運行。為了使設(shè)備運行穩(wěn)定和充分利用陽光,設(shè)計太陽能動力裝置通過穩(wěn)壓器控制勻速運行,絮狀污泥吸收釋放裝置隨光照變化自行調(diào)整運行速度。2)結(jié)構(gòu)組成:按照工藝要求,水面行走裝置設(shè)計由牽引繩、牽引輪、直流電機、導(dǎo)向架、控制器模塊和保護罩等組成(圖4)。導(dǎo)向架上固定套環(huán)位于浮體的頂部,套環(huán)內(nèi)穿入牽引繩,牽引繩為直徑2mm鋼絲繩,兩端分別固定在池塘兩側(cè)或?qū)蔷€的坡埂上,根據(jù)作業(yè)面積確定牽引繩上2個定位塊的距離。絮狀污泥吸收釋放裝置安裝在2個船型浮體下。鏈接桿用1mm厚20mm×40mm不銹鋼方管制成,通過鉸鏈繞太陽能動力裝置旋轉(zhuǎn)。1.2.4繼電器k3和啟/停控制回路1)設(shè)計思路:根據(jù)養(yǎng)殖要求,池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機應(yīng)具有光控和遙控功能。在光照滿足的情況下,池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機自行控制運行,無需人工控制。為了便于管理,設(shè)置無線遙控控制裝置,通過光控電路和啟/停控制回路實現(xiàn)遙控控制。2)結(jié)構(gòu)組成:光控電路主要由二極管、三極管(C2655)、微繼電器(J)和電阻(R)組成。微繼電器的常開觸點作為光控電路的輸出觸點,光照強度高于啟動閥值時,光控電路輸出觸點閉合,光照強度低于停止閥值時光控電路輸出觸點斷開。光控電路的輸出觸點與遙控開關(guān)S2并聯(lián)后再與遙控開關(guān)S1串聯(lián),構(gòu)成啟/停控制回路,控制整套裝置的啟動/停止。遙控開關(guān)S1作為總開關(guān),S2作為光控電路輸出觸點的備用開關(guān)。當總開關(guān)S1閉合且光控電路輸出觸點和開關(guān)S2至少有一個閉合時,啟/停控制回路導(dǎo)通,整套裝置開始運行。啟/?？刂苹芈穼?dǎo)通后繼電器K1線圈通電,其常開觸點閉合,主電機回路導(dǎo)通,主電機啟動;回轉(zhuǎn)電機回路導(dǎo)通,回轉(zhuǎn)電機啟動,水面行走裝置沿著牽引繩移動。當水面行走裝置移動至牽引繩一端的限位點時,觸動限位開關(guān)S3,其常開觸點閉合,繼電器K2線圈瞬間通電,其常開觸點閉合,常閉觸點斷開,此時回轉(zhuǎn)電機回路斷開,主電機停止轉(zhuǎn)動,電容開始充電;同時繼電器K3線圈通電,其常開觸點閉合,常閉觸點斷開。K3實現(xiàn)自鎖,保持通電。大約1s后電容充電結(jié)束,繼電器K2線圈回路斷開,其常閉觸點閉合。此時,由于K3保持通電,回轉(zhuǎn)電機改變轉(zhuǎn)動方向,水面行走裝置沿著牽引繩向相反方向移動(圖5)。1.3釋放裝置出水流速、提水量、截面流速的測量委托國家漁業(yè)機械儀器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心對池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機的工作光照強度、提水量、空載噪聲、負載噪聲、水面行走裝置移動速度、絮狀污泥吸收釋放裝置前進速度、無線遙控距離等性能參數(shù)進行測試。光照強度用TES-1339R光照儀測量。提水量采用截面法測量?？蛰d噪聲按GB/T3768-1996的規(guī)定測量。速度采用單位時間內(nèi)前進距離測量。無線遙控距離使用皮尺現(xiàn)場測量。電流采用優(yōu)利德(UNI-T)UT61A萬能表測定。渦輪轉(zhuǎn)速測量:由于渦輪每次旋轉(zhuǎn)過程中與不銹鋼腔體的筒壁發(fā)生一次碰撞發(fā)出聲音,用秒表測量單位時間內(nèi)碰撞產(chǎn)生的聲音次數(shù),即可計算得到轉(zhuǎn)速。提水量計算:絮狀污泥吸收釋放裝置的腔體為圓形結(jié)構(gòu),在其出水口的圓形切面的半徑上均勻設(shè)置3個測量點,分別用YSI多普勒流速儀測定3個點處的水流速。其中,圓心處水流速為V1,半徑中間處水流速為V2,靠近腔體壁處水流速為V3。以3點處的水流速度作為腔體出水截面的平均流速。水流量計算為:q=Sl×VI+Sl-2×V2+S2-3×V3,其中S代表所在腔體出水口的截面積?？倯腋∥?totalsuspendedsolids,TSS)、氨氮(NH4+-N)、亞硝態(tài)氮(NO2--N)、總氮(totalnitrogen,TN)、總磷(totalphosphorus,TP)、活性磷(labilephosphorus,LP)等水質(zhì)指標的測定方法參照《水和廢水監(jiān)測方法(第四版)》。試驗數(shù)據(jù)采用Excel2010,SPSS19.0等軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計,并進行單因素分析。1.4水樣的采集和測定試驗于2012年5月25日開始,在上海松江池塘生態(tài)工程研究中心基地,選擇100m×50m,平均水深為1.8m的4個鳊魚主養(yǎng)池塘進行試驗,其中在3個試驗池塘中安裝太陽能水質(zhì)調(diào)控機,1個池塘作為對照。底泥吸收釋放量分析:以吸收釋放腔體出水中總懸浮物(TSS)濃度為指標,分別測量腔體進水口距池底5、15、20和30cm出水中的總懸浮物濃度。提水量:調(diào)節(jié)輸人電壓進行測量計算。水質(zhì)檢測:從2012年6月1日開始至10月31日結(jié)束,在4個試驗池塘中選擇位置相同的取樣點,每天取樣1次,化驗分析水體中的CODMn和總懸浮物(TSS)濃度。底泥檢測:底泥厚度用取泥器測定,底泥中氮磷營養(yǎng)鹽濃度,按照每20d取樣1次測定。養(yǎng)殖產(chǎn)量:2013年11月15日試驗結(jié)束時對試驗池塘和對照池塘中全部魚類進行捕撈和計量,并進行統(tǒng)計。2結(jié)果與分析2.1池塘監(jiān)測技術(shù)運行軌跡確定測試發(fā)現(xiàn),當光照度超過13000lx時,太陽能池塘養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控機開始啟動行走,出水口有黑褐色水流出。隨著光照度增強,運行速度逐漸加快,當運行速度超過0.05m/s時,連接桿出現(xiàn)受力過大變形現(xiàn)象,絮狀污泥吸收釋放裝置出現(xiàn)滯拽現(xiàn)象。但當水面裝置的運行速度低于0.01m/s時,水質(zhì)調(diào)控機運行緩慢,作業(yè)效率較低。經(jīng)觀察測試,池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機在水面穩(wěn)定運行的速度應(yīng)在0.02~0.03m/s之間。為了保持運行平穩(wěn),在池塘移動式太陽能養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控機上安裝了24V/1A穩(wěn)壓器,根據(jù)電流輸出情況,計算確定回轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)速為5r/min,牽引輪直徑為150mm。觀測運行軌跡發(fā)現(xiàn),池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機的水面作業(yè)范圍與連接桿長度和牽引繩固定方式有關(guān)。若用長度6m的連接桿鏈接絮狀污泥吸收釋放裝置,其工作寬度約為12m,工作效率達到600m2/h。經(jīng)觀察,連接桿的長度在4~8m較為合適,過長容易引起變形,過短作業(yè)效率太低。在不同池塘中使用時,可根據(jù)池塘面積和結(jié)構(gòu)合理調(diào)節(jié)連接桿長度和固定牽引繩。池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機的運行情況如圖6所示。池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機的牽引繩可安裝在池塘兩側(cè)塘埂或?qū)蔷€塘埂上,也可以定時調(diào)換方向。試驗觀測發(fā)現(xiàn),通過調(diào)整牽引繩方向和安裝方式,太陽能水質(zhì)調(diào)控機的運行軌跡可覆蓋池塘80%以上水面。池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機的機械性能測試情況見表2。2.2太陽光照度對絮狀污泥吸收釋放裝置輸出的影響試驗發(fā)現(xiàn),當太陽能光照度達到10000lx時,絮狀污泥吸收釋放裝置的電機帶動渦輪旋轉(zhuǎn),出水量約為90m3/h左右,但絮狀污泥吸收釋放裝置不運行。當光照度超過13000lx時,水面移動裝置開始前進,此時的電流為3.25A,對應(yīng)的運行速度為0.13m/s,絮狀污泥吸收釋放裝置的提水流量為110m3/h。隨著太陽光照度增加,絮狀污泥吸收釋放裝置的運動速度不斷加快,兩者基本呈正相關(guān)關(guān)系。當太陽能光照度達到最大52500lx時,輸出電流達到8.5A,絮狀污泥吸收釋放裝置的運行速度達到0.35m/s。由于太陽光照度在一定范圍內(nèi)與光伏組件的光電流成正比。為了充分利用水體上層的光合作用,絮狀污泥吸收釋放裝置直接通過光伏板輸出電流到渦輪電機。對池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機的空載噪聲和平均負載噪聲測試發(fā)現(xiàn),其空載噪聲為68dB,平均負載噪聲為78dB。2.3電流對提水流量的影響測試結(jié)果表明,在一定范圍內(nèi),輸入電流與渦輪轉(zhuǎn)速及提水流量均呈正相關(guān)關(guān)系,隨著輸入電流增加,渦輪轉(zhuǎn)速與流量均隨之增長,當電流低于6A時,渦輪轉(zhuǎn)速與提水量呈正比例關(guān)系,隨渦輪轉(zhuǎn)速的增加,提水量也在迅速增加。但當電流高于6A時,提水量的增加速度開始變慢,可能是隨著渦輪轉(zhuǎn)速加快,腔體中紊流增加,水頭損失變大,從而影響提水流量的增加速度。在輸入電流3.80~7.58A的有效工作狀態(tài)下,渦輪轉(zhuǎn)速在90~290r/min范圍內(nèi),相應(yīng)的提水流量在110~208m3/h之間(圖7)。養(yǎng)殖池塘絮狀污泥的吸收釋放量應(yīng)與水體的光合作用量一致。絮狀污泥吸收釋放量過大會造成水體混濁、溶氧下降,影響到養(yǎng)殖生產(chǎn)安全,過小會影響到水質(zhì)調(diào)控效果。從水質(zhì)變化狀況來看,吸泥腔的直徑在300~400mm,提水量100~200m3/h較為合適。2.4進水口距池底距離從絮狀污泥吸收釋放裝置出水中總懸浮物(TSS)的濃度變化看出,絮狀污泥吸收釋放裝置進水口與池塘底部的距離與底泥吸收效果有直接關(guān)系。當進水口距池底距離5cm時,提水中的懸浮物質(zhì)量濃度達到2.3×103mg/L,隨著進水口距池底的距離增加,出水中的懸浮物質(zhì)量濃度急劇降低(圖8)。說明進水口至池底距離越近,絮狀污泥的吸收效果越好。由于池塘底部高低不平,還存在碎石、樹枝等雜物,絮狀污泥吸收釋放裝置的進水口不宜過低。試驗運行發(fā)現(xiàn),絮狀污泥吸收釋放裝置進水口的距底距離在10~15cm間比較合適。2.5池塘基于自動光控為了使池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機在光照條件下自動運行,并可人工控制,池塘移動式太陽能養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控機設(shè)計有自動光控和遙控功能。根據(jù)測試結(jié)果,池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機的光控啟動值設(shè)定為13000lx。經(jīng)試驗運行,該啟動值適合養(yǎng)殖池塘調(diào)控需要。遙控距離測試顯示,池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機的遙控控制距離可達50m,鑒于一般養(yǎng)殖池塘距中心的寬度距離在50m之內(nèi),該遙控距離可以滿足人工控制需要。2.6試驗池塘水體n和no2--n的值及tp濃度水質(zhì)分析結(jié)果顯示,安裝池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機后,試驗池塘水體中的NH3+-N、NO2--N和TN濃度迅速增加,運行12h后達到最高值,45h后基本趨于穩(wěn)定。在整個養(yǎng)殖試驗期間,試驗池塘水體中的NH3+-N和NO2--N分別為(0.821±0.14和(0.203±0.07)而對照池塘則分別為(2.975±1.07)和(0.158±0.06)mg/L。試驗池塘TN為(4.08±1.033),對照池塘為(4.28±1.11)mg/L(圖9a)。試驗池塘水體中的TP濃度為(6.26±2.018)mg/L,對照池塘水體的濃度為(2.164±1.010)mg/L,平均高出65.43%(圖9b)。試驗池塘水體中的活性磷濃度為(0.762±0.413)mg/L,而對照池塘水體為(3.572±1.510)mg/L,平均下降410.3%。表明,使用池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機可以加快池塘水體中氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。2.7池塘水體污染物濃度檢測結(jié)果顯示,試驗池塘水體中CODMn和總懸浮物濃度隨池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機的運行而迅速增加,運行12h后趨于基本穩(wěn)定,表明使用水質(zhì)調(diào)控機運行可以迅速增加池塘水體中的污染物濃度。但從整個養(yǎng)殖試驗期間的檢測數(shù)據(jù)來看,試驗池塘水體中CODMn濃度平均為(56.8±19.766)mg/L,而對照池塘平均為(50.4±12.280)mg/L,二者沒有明顯差異。說明使用池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機不會增加養(yǎng)殖池塘的污染程度。2.8池塘底泥理化指標經(jīng)測試,試驗開始前各試驗池塘的淤泥平均深度為(35±7)cm,底泥呈黑色,有較強的臭味。試驗結(jié)束后,測試發(fā)現(xiàn),試驗池塘的底泥厚度下降了(12±4)cm,而對照池塘淤泥的平均厚度達到(40±9)cm。干塘后,發(fā)現(xiàn)試驗池塘的底部相對平整,底質(zhì)顏色較淡,味道較輕,而對照池塘的底質(zhì)顏色發(fā)黑,味道嚴重。說明,使用池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機可以有效降低池塘養(yǎng)殖底泥沉積污染,改善池塘底質(zhì)環(huán)境。經(jīng)檢測,試驗開始前各試驗池塘底泥中的TN和速效磷含量分別為(0.115±0.061)和(18±3.509)mg/L。隨著水質(zhì)調(diào)控機運行,試驗池塘底泥樣中的TN及速效磷含量逐步減少,與初始檢測結(jié)果相比,試驗結(jié)束時池塘底泥中TN和速效磷含量分別為(0.023±0.001)和(14.567±4.310)mg/L,與初期相比分別下降了79.66%和19.07%(圖9c,9d)。表明使用池塘移動式太陽能養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控機可以加速養(yǎng)殖池塘底泥中TN和速效磷的釋放。2.9池塘監(jiān)測技術(shù)對養(yǎng)殖水體的影響從捕撈統(tǒng)計結(jié)果看出,使用池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機的試驗池塘中的鳊魚和鰱魚類產(chǎn)量分別為6975和383.5kg,而對照池塘分別為5281和305kg,與對照池塘相比,試驗池塘中鳊魚和鰱魚產(chǎn)量分別增加了32.1%和25.7%,養(yǎng)殖飼料系數(shù)下降了24.24%。表明使用池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機,不僅可以提高鰱魚等濾食性魚類產(chǎn)量,還可以提高鳊魚等吃食性魚類產(chǎn)量(表3)。在設(shè)備經(jīng)濟性方面。經(jīng)分析,1臺池塘移動式太陽能養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控機在0.67hm2池塘中的上下水層交換能力相當于2臺1.5kW葉輪式增氧機。按照每天運行4h,1個養(yǎng)殖周期運行200d計算,安裝1臺池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機,一個養(yǎng)殖周期可節(jié)約用電2400kW以上,若包括增產(chǎn)效果,其經(jīng)濟性是非常顯著的。3池塘水處理設(shè)備的應(yīng)用1)池塘移動式太陽能水質(zhì)調(diào)控機符合中國養(yǎng)殖池塘特點,可在水面以0.02~0.03m/s平穩(wěn)