中国在全球水产养殖和消费领域占据主导地位，其养殖产量大约占全球总量的三分之二。随着国内水产养殖业向着规模化、集约化、工业化方向迅速发展，高密度养殖模式正在变得越来越普遍。在这个过程中，增氧技术的创新不断推进，尤其是机械增氧技术的应用日益广泛，这对行业的进步起到了关键作用。采用机械增氧不仅有助于提高养殖水体中的氧气含量，还对提升养殖效率和产品质量有着显著影响，对于促进水产养殖业的可持续发展至关重要。

增氧机是渔业养殖中常用的一种设备，其主要功能是提高水体中的溶解氧水平，以防止鱼类因缺氧而受到影响，并抑制厌氧细菌的滋生，从而避免水质恶化威胁到鱼类的生存环境。增氧机通常通过内置的空气泵将空气注入水中，以此来增加水中的氧气浓度。在水产养殖业的发展过程中，机械增氧装置对于提升养殖产量和质量发挥了重要作用。合理使用增氧设备不仅有助于提高养殖效率和鱼类产品品质，还能促进水体的循环流动和浮游生物的增长，有助于维持良好的水质条件。

为了进一步提高水产养殖业的机械化水平，推动水产业的工程化发展、绿色渔业以及水产种业的进步，未来应朝着规模化、集约化和产业化方向迈进。广泛采用水产养殖机械增氧设备，可以有效改善水质，这对于促进水产养殖业的持续健康发展以及提高淡水养殖的产量和产值具有重要意义，从而增强水产养殖的整体经济效益。

一

目前，各种类型的增氧设备能够改善水质，提升水产养殖的产量。合理使用增氧机可以加快水质净化的速度，通过增强水体循环来实现水质的净化。这不仅增加了水体中的营养成分，提高了鱼类的存活率，还显著提升了养殖产量。此外，增氧机的应用有助于清除和稀释水中的有害物质，促进底部沉积物的自我清洁，平衡生态系统中的水流循环，减少水生生物患病的可能性。通过加速水体的对流，增氧机增加了水体中下层的溶解氧，促进了有机物的氧化分解，降低了饵料的使用比例，有利于鱼虾的快速生长，并减少了疾病的发生。同时，水体的循环流动也有助于浮游生物的繁殖，增强了池塘的初级生产力。

二

1.水跃

增氧机在运行时，能够增大水与空气的接触面积和接触时间。当喷出的水流回落到水面时，会产生对水分子的压力，从而促进氧气更好地溶解于水中。因此，增加水跃起的高度（即利用重力增氧）是提升增氧机工作效率的一种有效方法。

2.液面更新

增氧机的提水功能使水与空气的界面不断更新，从而使底部缺氧的水体能够与空气充分接触。水面形成的波浪会生成含有空气的水幕，这增加了水与空气接触的表面积。液面更新得越频繁，增氧效果就越显著。因此，增加增氧机的提水量（即通过液面更新来增氧），可以有效提高增氧机的工作效率。

3.负压进气

一些增氧设备通过水循环过程中形成的负压来吸入空气，这种机制能有效地促进空气与水的混合，扩大了氧气向水中扩散的面积，并加快了这一过程的速度，从而实现增氧的目标。在流动水养殖环境中，增大空气吸入量并减少气泡尺寸（即利用负压渗透供氧）是增强水中溶解氧的关键方法。

三

中国的增氧设备研发始于上世纪七十年代，历经近五十年的发展，出现了多种类型、功率各异、效能不同的增氧装置，并得到了广泛应用，极大地推动了现代渔业的进步。增氧机种类繁多，增氧原理各具特色。目前，在水产养殖中常见的一些机械增氧设备包括微孔曝气增氧、射流增氧、水车式增氧、涌浪式增氧以及其他形式的增氧设备。本部分几种典型的增氧机的特点及其研究进展作一概述。

1.微孔曝气式增氧机

微孔曝气式增氧机主要由罗茨鼓风机、送气管道和曝气微孔构成，通过送气管道将空气输送到曝气口，形成细小的气泡，从而实现增氧的目的。由于微孔曝气产生的气泡较小，与水的接触面积较大，因此增氧效率相对较高。相关研究人员优化了微孔曝气增氧设备的性能，开发了一种多孔池化圆形阶梯（PPCSC）曝气装置，并结合了人工神经网络-粒子群优化（ANN-PSO）技术，显著提升了曝气增氧的效果。通过设计了一种浮动式微孔曝气系统，采用浮子太阳能光伏（SPV）模块为五个微孔曝气设备供电，有效增加了水体中的氧气含量。设计了一款针对大面积水域的大水体太阳能自动增氧装置，利用太阳能发电系统提供能源，并通过溶氧检测元件监测水体中的溶氧水平，根据溶氧浓度自动启停设备，实现了对大水域的有效增氧。开发了一种带有自动投饵功能的微孔曝气系统，该系统能够实时监测池塘的温度、水质和溶氧水平，并根据这些数据动态调整饵料投放量和溶氧水平，以优化凡纳滨对虾的养殖效益。提出了使用柔性连接杆来进行水体增氧的方法，这种方法可以降低成本；合理设计连接杆的形状还能提高溶解氧效率，增强增氧效果。总体而言，微孔曝气增氧机技术先进、增氧效果好，但成本相对较高；此外，若送气管道出现漏气现象，会影响增氧效果，因此需要对微孔曝气机的工作状态进行监控并实时反馈。

2.射流式增氧机

射流增氧技术通过水泵将水流吸入射流装置，利用高速水流产生的负压吸入空气并将其与水混合，形成气液混合流从喷嘴中喷出。其基本原理是使静态的养殖水体产生扰动，从而实现水流推动和增加水中氧气含量的效果。Nugroko等人为了提高池塘养殖系统中的溶解氧浓度，研发了一种依据涡轮喷射原理运作的氧气补充设备，并且通过试验表明该设备能够有效增加水中的氧气含量，并保持连续稳定的供氧。孙新城等人为了改善喷射式氧气补充设备的效果，提出了一种带有自我吸入功能的三管喷射器结构的创新设计，并优化了其最佳结构参数，这种新型增氧机不仅能够搅动和活化水质，还能增加水中的氧气溶解量。吴世海则发明了一种新的喷射式氧气补充设备，该设备通过混合水与空气再经由喷射管喷出的方式，使得水和氧气能够充分接触，从而增加水体的溶氧量；同时，通过调节定位装置来控制水流的喷射方向，以适应不同的氧气补充要求。总体来看，与其他类型的增氧设备相比，喷射式增氧技术在对底部水层增氧方面表现更佳，尤其是在冰封条件下的水体增氧方面展现出独特的优势。

3.水车式增氧机

水车式增氧设备通过旋转的叶片击打水面来增加水中的氧气含量，同时，当叶片离开水面时形成的负压有助于促进水层间的混合，进而提升了水体中氧气分布的均匀性。这种类型的增氧机具有结构简单、重量轻的特点，能够利用其自身在工作时产生的推力在水面上移动。母刚等人对此类传统增氧机进行了改良，并且优化了其电池系统和太阳能发电组件；实验表明，经过改进后的增氧机能够更有效地增加水中的溶解氧水平，并减少能源消耗。另一方面，姜宽舒等人开发了一种具备多用途自主导航功能的水产养殖作业船，它能够同时执行路径跟踪、增氧、饲料投放、药物喷洒以及水质监控等多项任务，通过叶片拍打水面的方式进行曝气增氧，使得整个系统更为集成和简化。

4.涌浪式增氧机

涌浪式增氧装置通过叶轮的旋转来搅拌水体并提升底层的水，这一过程不仅改善了水质，还实现了增氧、提水和造浪的效果。此外，该装置还能通过增强水体循环，帮助水下浮游植物上浮至表层进行光合作用，进一步提升水质。这意味着，在阳光充足的环境下，涌浪式增氧机的增氧效率可以超过相同功率的传统水车式增氧设备。王昌凤等开发了一款便携式的太阳能驱动增氧装置，该装置能够在达到一定光强时激活，其产生的波浪效应会随光强增强而增大，有助于上下水层的大规模循环，从而改善养鱼环境。蒋建明等提出了一个集成式的自动化增氧解决方案，结合了叶轮式与涌浪式增氧机的优点，并配有一套控制机制，确保水体中的氧气分布更加均匀且稳定。吴永辉等创造了一种能够移动的增氧设备，采用光伏板供电，并通过水上行进结构沿着导线移动整个装置，测试显示这种增氧机具有优良的曝气及水体交换性能，显著提升了水体的氧气含量及其分布均匀性。相较于其他形式的增氧机，涌浪式增氧机还具备改善水质的特性，有助于减少水产生物的死亡率。展望未来，将水车式增氧机与涌浪式增氧机相结合使用可能会带来更好的增氧效益。

其中不同增氧设备的增氧效果如表1所示。

5.其他类型

除了已经在市场上应用的增氧设备外，还有一些创新设计正处于实验或开发阶段。例如，由陆生海等人开发的一种叶喷式增氧机，它使用电机驱动一个锥形结构旋转，外部的叶片搅拌水体，促进氧气的溶解，而内部叶片的旋转则产生离心效应，使水从锥体上的缝隙中高速喷射而出并形成雾状，以此来加快水中的氧气溶解速度。另一方面，盛凯基于双膜理论设计了一款喷水式增氧机，该设备通过雾化喷出的水流来增加水与空气之间的接触面积，从而有效地增加了水中的含氧量。同时，这种增氧机在运行过程中形成的波浪也有助于增氧，并且由于其较低的制造成本和投资要求，非常适合用于中小型养殖场所。

四

1.应用领域（养殖业）

近年来，尽管我国增氧机的数量迅速增加，但相对于国内水产养殖的实际需求而言，考虑到现有增氧机的动力效率和能够有效增氧的水域面积，仍存在较大的设备不足。现阶段，市场主要被叶轮式增氧机所主导，而其他类型的增氧设备发展相对滞后。数据显示，叶轮式增氧机曾经占据了接近90%的市场份额，这一情况与特种水产养殖业的发展方向并不一致。对于一般的水产养殖者来说，他们更关心的是运营成本，因此往往仅在紧急情况下才会启用增氧机。一旦鱼类出现的缺氧症状如“浮头”或“泛塘”有所缓解，增氧机便会被关停，导致水体无法得到充分的对流曝气，水层间的气体交换也不够显著。这样的设备使用方式不仅无法确保池塘水体中溶解氧的安全水平，也无法满足淡水鱼类正常进食和成长所需的氧气量，最终影响到鱼类的成长速度和肉质品质。

2.发展趋势

由于一些增氧机存在着工作效率低下、能源消耗大以及操作繁琐的问题，它们的普及面临着诸多挑战。为此，有必要加速提升增氧机的技术规格，特别是改进设备的功能特性，并增强自动化控制能力，推动增氧机向着更加节能和低耗的方向发展。基于增氧机的操作机制及其设计特点，在同一养殖区域内，可以根据水生生物的具体生长习性和水质条件，选择安装不同类型的增氧装置。通过不同种类增氧机之间的协同作用，能够最大化溶氧效率，从而获得更佳的增氧成果。例如，将微孔曝气增氧机与水车式增氧机相结合，或者将活水机与叶轮式增氧机搭配使用，都可以显著提高增氧效能，进而增加养殖产量。此外，养殖池中鱼类排泄物过多或饲料投喂过量会导致水质富营养化，严重时会造成水体污染。解决这些问题对于实现水产养殖业的可持续发展至关重要。在新型增氧机的研发过程中，应当整合现代生物净化技术，在实现增氧功能的同时，也应对养殖水体的污染状况进行有效的治理。

五

在水产养殖行业中，增氧装置的应用十分普遍，借助机械增氧技术能够有效应对养殖过程中出现的溶解氧不足和水质污染等难题。尽管我国的增氧设备相较于过去已经有了显著的进步，但是在实际应用中依然面临设备数量短缺、各类增氧机之间发展不平衡以及使用方法不当等挑战。通过提升机械增氧技术的标准，不仅可以增强水产养殖的产出质量和数量，还能增加经济效益，从而推动整个行业朝着更加稳定和健康的方向发展。