第22卷第3期大连水产学院学报Vol.22No.32007年6月JOURNALOFDALIANFISHERIESUNIVERSITYJun.2007·研究简报·文章编号:1000-9957(2007)03-0226-05工厂化水产养殖溶解氧自动监控系统的研究、朱明瑞12,曹广斌1,蒋树义1,韩世成1(1.中国水产科学研究院黑龙江水产研究所,黑龙江,哈尔滨150070;2.上海水产大学工程学院,上海200090)摘要:为以曝气增氧方式的养殖系统(养殖平均体重为450g的虹鳟Oncorhynchusmykiss,养殖密度为27kg/m3)设计了在线自动监控系统,即对水体溶解氧进行在线监测,对增氧设备进行自动控制。该监控系统是以覆膜溶解氧电极作为检测元件,用组态王软件设计在上位机中运行的监控系统完成在线检测,以PLC为下位机直接控制增氧气泵实现溶解氧控制功能。结果表明:该溶解氧在线自动监控系统能直观地在计算机屏幕上显示养殖现场溶解氧的变化情况,并可以储存、打印、记录溶解氧的变化数值,为掌握溶解氧的变化规律,分析溶解氧产生变化的原因提供基础数据。对增氧设备进行控制,可确保水体中的溶解氧维持在适合鱼类生长的最佳范围内,减少了设备的运行时间,降低了生产过程的能源消耗,取得了较好的效果。关键词:工厂化水产养殖;溶解氧;自动监控中图分类号:S951文献标识码:A在工厂化水产养殖系统中,水体中的溶解氧是测和控制办法,是实现现代化工厂化养殖的重要方养殖鱼类赖以生存和用生物处理微生物硝化过程所面,其中水中的溶解氧是最主要的监控指标之一。必须的物质。对于冷水性鱼类的养殖,溶解氧水平实现养殖水体溶解氧的在线监控,要根据不同一般要求高于5mg/L或是在水体饱和溶解氧的的增氧方式来决定采取的技术路线。国外先进的工60%以上,生物处理一般要求高于2mg/L[1]。在厂化水产养殖系统普遍采用纯氧与富氧增氧,即通养殖过程中,水体中溶解氧不断地被消耗,每天每过气液接触式增氧设备将含氧99%的液态纯氧注吨鱼直接和间接消耗7157kg以上的氧[2]:鱼类的入养殖水体中,使水体溶氧达到超饱和,增加了溶生理活动需要氧,每吨鱼每天消耗约3kg氧;生解氧的溶解速度和效率,其监控方式也比较先进。物滤器转化总氨氮也需要氧,每吨鱼每天排出1kg国内工厂化水产养殖使用的增氧方式有两种:一是氨氮,要消耗4157kg氧。因此,持续不断的为鱼使用纯氧、富氧增氧,即用高效溶氧罐向养殖水体类和生物滤器提供充足的溶解氧是水体循环处理系中加入90%的纯氧[3]或将液氧气化后,充入水中统正常运行的必要条件。增氧[4];二是曝气增氧,即使用气泵或是鼓风机,为了确保养殖水体的水质指标满足水产养殖的通过曝气头(如曝气器、曝气管、散气石等)向需求,先进国家的工厂化水产养殖通常有水质监控水中充空气,达到增氧的效果。目前,普遍采用的系统,对水温、pH值、溶解氧等12个水质主要参是第二种方法[5-6]。为此,作者以曝气增氧方式作数进行在线检测,并根据现场情况自动调整水质参为研究对象,设计了溶解氧在线自动监控系统,在数,既确保了水产养殖对水质的要求,又节约了物线监测水体溶解氧值的变化,通过便于观察的人机质和能源,这一技术是体现工厂化养殖高水平、高界面显示出来,使工作人员随时掌握养殖现场溶解效率的象征[2]。目前,我国绝大多数的养殖工厂氧的值,并根据溶解氧的实际变化情况,对气泵的并未使用水质监控系统,因此,研究水质指标的检运行状况进行自动控制,减少能源消耗。收稿日期:2006-07-21基金项目:科技部社会公益研究专项基金(2002DIB50121)作者简介:朱明瑞(1983-),男,硕士研究生。E-mail:zhmr20000@1631com通讯作者:曹广斌,男,研究员。E-mail:laocao@hotmail1com©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第3期朱明瑞,等:工厂化水产养殖中溶解氧自动监控系统的研究227+-55NH4+76O2+109HCO3→C5H7O2N1材料与方法-+54NO2+57H2O+10H2CO3,(2)400NO-+NH++4HCO+HCO-+195O111试验材料及养殖环境242332-→C5H7O2N+3H2O+400NO3。(3)试验用鱼为虹鳟平均体Oncorhynchusmykiss,从以上反应式可得,转化1g总氨氮所需的溶重为共尾养殖密度为3。每450g,480,27kg/m解氧约为413g。也有研