2017年3月7日,

太阳能热曝气样机可以改善发展中国家的水产养殖

贡献:Rob古蒂

一种低成本的太阳能鱼池曝气器可以提高世界上大多数水产养殖业务的产量。世界上大多数人工池塘都是在发展中国家的家庭农场和其他小规模经营中。在那里，需要电力的传统曝气机既昂贵又不切实际。这种新装置是由加拿大安大略省多伦多大学的一个研究小组发明的，它利用太阳的热量混合池塘水。它的设计与传统的曝气机不同，因为它不需要电力，没有活动部件，可以在当地用现成的部件制造和维护。

“在这些池塘中发生的事情是，在池塘的顶层有大量的溶解氧，但阳光不能穿透到足够深的地方，在池塘的其他地方获得氧气。我们的设备使这些层循环，”多伦多大学水和能源研究实验室的首席研究员艾米·比尔顿(Amy Bilton)在接受E4C采访时表示。

人工鱼塘的问题是，如果水中的氧气含量太低，鱼就会死亡。鱼是善变的，如果氧气过多，它们甚至会生病。池塘表面的浮游植物形成了天然的氧气发生器。这些光合作用植物产生的氧气溶解在它们周围的水中。但是在静止的鱼塘里，没有水流把上下两层水混合在一起。这为鱼类提供了一条薄薄的安全水域，也为它们的生存创造了一个脆弱的环境。靠近池塘顶部的水会因含氧过饱和而将气体释放到大气中。这种高浓度对鱼类来说是有毒的，而在更深的地方，氧气含量太低，它们无法生存。

太阳能上升气流曝气系统，作为新的曝气器被称为，建立对流电流。当太阳照射在水面上的板上时，该装置将其能量向下输送，加热垂直的金属管壁和湖底一个张开的底座。底部和管子内部的水变暖并膨胀，迫使水向上穿过管子，从池塘表面下的管子上的洞中流出。

该设备的原型已经与孟加拉国BRAC大学的研究人员合作进入现场测试。在美国国际开发署的资助下，研究人员正在建造和测试至少80个充气装置。

迄今为止的研究表明，这种设备最终可以让贫困的农民获得通风。这可以转化为更多的鱼。一个对中国渔场的研究1995年发现曝气使产量提高了近50%。目前还不清楚这些设备与研究中使用的设备相比会如何，但研究人员确实对它们的曝气性能有一些猜测。

建模仿真表明该曝气器的垂直管高为0.5 - 1米，底部火炬长度为0.8 - 1.2米，每小时可提水量超过1500升水。

对一个两米深的池塘的真实测量发现，底层的氧气水平保持在每升2 - 3毫克，而最上层的氧气水平在夜间浮游植物不生产氧气时的4毫克/升之间波动，到白天的12毫克/升。基于这些测量的实验室模型表明，新的曝气器可以提高最低层的溶解氧，使其在夜间的6mg/L到白天的14mg/L之间波动。如果这在现实世界中得到证实，这可能意味着曝气器可以充分混合水，在整个池塘的整个深度创造顶层条件。

我们总是在考虑如何把事情做得更好。自从试运行后，我们对它们做了一些实质性的改变。他们变得越来越有效率，”比尔顿说。

有关该项目的更新，请参阅水和能源研究实验室的网站．

标签:水产养殖，鱼，原型，垂直aquaponic系统