Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống đồng bộ các thiết bị phục vụ mô hình nuôi tôm thương phẩm thâm canh quy mô trang trại đề tài nhánh nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị quản lý môi trường nước phục vụ nuôi tôm thương

Những khả năng điều chỉnh của các thiết bị cơ khí chưa đáp ứng được yêu cầu của về tiêu chuẩn chất lượng nước ao nuôi tôm nên trong quá trình điều chỉnh chất lượng nước trong ao nuôi thư

-*** -

CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG NGHỆ TRỌNG ĐIỂM CẤP NHÀ NƯỚC GIAI ĐỌAN 2001 – 2005

“ khoa học và công nghệ phục vụ công nghiệp hóa, hiện đại hóa

nông nghiệp và nông thôn “ ( Mã số KC 07 )

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NHÁNH

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆCHẾ TẠO THIẾT BỊ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC NUÔI TÔM THƯƠNG PHẨM THÂM CANH QUI MÔ TRANG TRẠI

THUỘC ĐỀ TÀI TRỌNG ĐIỂM CẤP NHÀ NƯỚC:

“NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐỒNG BỘ

CÁC THIẾT BỊ PHỤC VỤ MÔ HÌNH NUÔI TÔM THƯƠNG PHẨM

THÂM CANH QUI MÔ TRANG TRẠI”

Chương I: XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ

I Tổng quan về môi trường ao nuôi tôm thương phẩm thâm canh

Điều hành ao nuôi tôm có hiệu quả đòi hỏi sự hiểu biết về mối quan hệ giữa tôm và môi trường sống của nó Môi trường trong ao nuôi tôm bao gồm rất nhiều

yếu tố, ở đây xin đưa ra những thông số môi trường chính đó là: ôxy, độ pH, độ

mặn, độ đục, nhiệt độ

a Ô xy

Ôxy là yếu tố đặc biệt quan trọng với quá trình sống của sinh vật Đối với nghành nuôi tôm công nghiệp thì việc tăng hàm lượng Ôxy vào nước là một việc không thể thiếu

Ôxy được làm giàu cho nước từ hai nguồn cơ bản sau : Hoà tan trực tiếp

từ khí quyển và quá trình quang hợp của thực vật thuỷ sinh thải ra

Mức độ ôxy do thực vật nổi tạo ra tuỳ thuộc vào mật độ của chúng và cường

độ ánh sánh mặt trời Mật độ tảo và ánh sáng càng cao thì ôxy sinh ra càng nhiều Lúc trời nắng, hàm lượng ôxy trong ao thường cao nhất vào lúc xế chiều, sau đó giảm dần và thấp nhất vào lúc sáng sớm Máy sục khí cũng có thể cung cấp ôxy cho ao nhờ tăng trao đổi khí ở bề mặt của ao Dòng chảy và hoạt động của máy sục khí còn giúp đưa phiêu sinh thực vật từ đáy ao lên tầng mặt để thực hiện quá trình quang hợp tạo ôxy vào ban ngày

Thay một lượng nước lớn cũng có thể cung cấp ôxy nhanh chóng cho ao nuôi Oxy từ các bình chứa cũng được dùng để cung cấp ôxy trong trường hợp khẩn cấp Hàm lượng Ôxy tốt nhất để tôm sống khoẻ mạnh và phát triển tốt nhất là

từ (5 - 7)ml/g

b Độ pH

Độ pH của nước ao rất quan trọng, có ảnh hưởng rất lớn đến tôm nuôi và phiêu sinh vật Độ pH cũng là một trong vài chỉ tiêu về chất lượng môi trường ao

dễ đo, dể theo dõi điều kiện môi trường trong ao Độ pH biểu thị tính axit của

nước ao Khi pH<7 thì nước có tính axit, nếu pH>7 thì nước có tính kiềm

Nước có độ pH khoảng 7,5÷8,5 là phạm vi rất thích hợp cho tôm sú

c Độ mặn

Độ mặn là tổng lượng ( tính theo gam ) các chất hoà tan chứa trong 1 kg nước biển, các nhà hải dương học tính độ mặn bằng phần nghìn (0/00) Tuỳ theo loại tôm và thời điểm trong chu kỳ sinh sống của mỗi loại tôm mà nồng độ mặn có khác nhau Đối với tôm sú thì có thể chịu đựng được sự biến thiên về độ mặn từ 3÷450/00

Độ mặn lý tưởng cho tôm sú sống và phát triển mạnh là từ 15÷250/00

d Độ đục

Độ trong của nước được đo dựa vào độ sâu còn nhìn thấy được nhờ một dụng

cụ gọi là đĩa Secchi Còn hàm lượng Seston thường được xác định theo phương pháp trọng lượng Seston là tập hợp các sinh vật sống trong tầng nước và thể vẩn

lơ lững trong nước Chúng gồm các hợp phần sau: chất vẩn vô cơ được đưa vào thuỷ vực từ đất, mùn bã hữu cơ, sinh vật phù du ( kể cả động vật và thực vật) Do

đó trong các ao nuôi thuỷ sản tồn tại mối quan hệ độ trong và thực trạng của ao Giá trị độ trong <20 Cm thì ao được gọi là ao đục, ao đục sẽ cản trở sự quang hợp của sinh vật phù du trong nước do đó sẽ dẫn đến trình trạng thiếu ôxy trong ao nuôi Ngược lại, nếu ao nuôi có độ trong từ 45÷60 cm thì nước ao gọi là nghèo chất dinh dưỡng

Độ trong khoảng từ 0,4÷0,5m là tình trạng ao tốt nhất

e Nhiệt độ

Nhiệt độ môi trường ao nuôi tôm cũng là yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển

và tăng trưởng của tôm Nhiệt độ trong ao nằm trong khoảng 25÷300C là tốt nhất

II Xác định các yêu cầu kỹ thuật cơ bản

Bảng1: Tiêu chuẩn các thông số chất lượng nước ao nuôi tôm thâm canh

( Theo tiêu chuẩn 28TCN171/2001 )

Oxy hoà tan 5 – 6 mg/l Không dưới 4 mg/l

Độ kiềm > 80 mg CaCO3/l Phụ thuộc vào dao động pH

H2S < 0,03 mg/l Độc hơn khi pH giảm thấp

Khí NH3 < 0,1 mg/l Độc hơn khi pH và nhiệt độ lên cao

II.1 Các phương pháp điều chỉnh các thông số môi trường

Duy trì chất lượng nước tốt và quản lý cho ăn phụ thuộc lẫn nhau ở chừng mực nào đó và cả hai hoàn toàn cần thiết để việc nuôi tôm đạt lợi tức và ổn định

Có nhiều phương pháp điều chỉnh chất lượng nước đã được đề nghị, gồm

có các phương pháp chủ yếu sau:

- Phương pháp cơ học: sử dụng các máy sục khí hay quạt khí nhằm điều chỉnh hàm lượng oxy trong nước và thoát khí độc ( H2S, NH3, NO2,…) ở đáy ao

- Phương pháp hoá học: Sử dụng các chất sinh hoá cho trực tiếp vào trong

ao nuôi nhằm điều chỉnh các thông số: độ pH, độ mặn, độ kiềm…

Những khả năng điều chỉnh của các thiết bị cơ khí chưa đáp ứng được yêu cầu của về tiêu chuẩn chất lượng nước ao nuôi tôm nên trong quá trình điều chỉnh chất lượng nước trong ao nuôi thương phẩm thâm canh quy mô trang trại người ta thường áp dụng các biện pháp sinh hoá để điều chỉnh các thông số nhằm đạt hiệu quả tối ưu cho ao nuôi

Biện pháp sinh hoá là dùng các chất sinh hoá cho vào nước như vôi, phân

vô cơ,

Khi dùng các chất hoá sinh cho vào nước để điều chỉnh ta có thể sử dụng chúng dưới dạng bột, hạt khô hoặc dưới dạng dung dịch lỏng Để sử dụng chất sinh hoá dạng bột hoặc hạt khô thì phải có chất đó sản đó sản xuất ra ở dạng bột và trong vận chuyển đòi hỏi phải có bao bì phức tạp và dự trữ khô trong kho ở điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm như ở nước ta rất dễ bị kém chất lượng và làm tăng lượng cặn không hoà tan trong nước, hơn nữa khi định lượng chúng dưới dạng bột, hạt khô thường kém chính xác và không đảm bảo điều kiện vệ sinh gây độc hại cho công nhân khi sử dụng Vì thế ở nước ta hiện nay rất ít khi dùng chất sinh hoá

để định lượng ở dạng bột, hạt khô mà thường dùng ở dạng chất lỏng

Qua bảng các tiêu chuẩn chất lượng nước trong nuôi tôm thâm canh trình bày ở trên ta thấy các thông số điều chỉnh chất lượng nước đều có độ dao động rất nhỏ Do đó điều chỉnh chất lượng nước theo phương pháp hoá học là yếu tố tất yếu

Bảng 2: Các chất sinh hóa sử dụng trong nuôi tôm thương phẩm thâm canh

3 4,8-12 (kg)

Formol (Dạng Lỏng)

30ppm(khoảng 11 giờ) 30g/m3 72 (kg)

pH-DOWN (C.ty Ngọc Hà) (Dạng Lỏng)

+0.5lít/1000m3(pH>8.5-9) +1lít/1000m3(pH>9-9.5) +2lít/1000m3(pH>9.6)

0,5 ml/m31ml/m3

2ml/m3

1,2 (l) (l) 4,8 (l) CaSO4.2H2O

10-20kg/1000m3 10-20

g/m3

24-48 (kg)

0,5 ml/m31ml/m32ml/m3

pH-UP(C.ty Ngọc Hà)

(Dạng Lỏng)

+0.5lít/1000m3(pH<7) +1 lít/1000m3(pH<6) +2lít/1000m3(pH<5)

1,2 (l) 2,4 (l) 4.8 (l)

Formol (Dạng Lỏng) 6 ppm(khoảng 11 giờ) 6g/m

10-20 kg/1600m2

0,52-1.04 g/m3

1,25-2,5 (kg)

BIO-YUCCA (Dạng Bột) +Hai tháng đầu: 0.3 kg/1000m3 nước

+Hai tháng cuối:

0.6kg/1000m3nước

0,3 g/m3

0,6 g/m3

0,72 (kg) 1,44 (kg)

DO-100 (Cty Vĩnh Thịnh)

300g-1000g cho 1000m3nước 0,3-1 g/m3 0,72-2,4

(kg)

OXY MAX (Dạng rắn) 50 viên/1600m

3/tuần (ao thông thoáng)

+0.6-1.2kg/1000m3(tôm nổi đầu)

0,3-0,6 g/m3

0,6-1,2 g/m3

0,72-1,44 (kg) 1,44-2.88 (kg) Formol

(Dạng Lỏng)

10ppm (ở một góc ao) 10g/m3 24 (kg)

BKC (Dạng Lỏng)

0,3ppm(ở một góc ao) 0,3

g/m3

0,72 (kg)

AQA( Cty.Ngọc Hà) (Dạng Lỏng) 1 lít/1000-2000m

3,mực nước sâu 1m 0,5-1 ml/m3 1,2-2,4 (kg)BIO-A.B.C

(Dạng Lỏng) 0,5lít/1000m

ml/m3 1.2 (l) Sanmolt (thay thế

formalin) (Dạng Lỏng)

(kg)

Chất diệt tảo tạp

CA-38 (OMEGA) (Dạng Lỏng)

+1-2g/m3 nước để trị bệnh cho tôm

+Thêm 0.5g/m3 nước để khống chế rong tảo (tránh sử dụng khi thiếu Oxy)

1-2 g/m3 0,5 g/m3

2,4-4,8 (kg)1,2 (kg)

EDTA (Dạng Bột)

1-5ppm 1-5

g/m3

2,4-12 (kg)

BIO-YUCCA (Dạng Bột) -Tôm giống: 0.5 kg/1000m3

-Tôm thịt:

+2 tháng đầu:

0.3 kg/1000m3

+2 tháng cuối : 0,6 kg/1000m3

0,5 g/m3

0,3 g/m30,6 g/m3

1,2 (kg)

0,72 (kg) 1,44 (kg)

BIOTIC (Dạng Bột)

1,5kg/1000m3 nước ao 1,5

g/m3

3,6 (kg)

Super MAZ (Cty.Ngọc Hà) (Dạng Lỏng)

Dùng 100ml/2000-3000m3nước

Sử dụng 10 ngày/lần Sục khí liên tục 16-24 giờ

0,3-0,5 ml/m3

0,72-1,2 (l)

BIO-BACTER (Dạng Bột) -Trong khi nuôi: +2 tháng đầu: 250g/1000m3

nước +2 tháng cuối: 300g/1000m3 nước

0,25 g/m30,3 g/m3

0,6 (kg) 0,72 (kg)

BRF-02 Plus (Cty.Ngọc Hà) (Dạng Lỏng)

Dùng 100ml/2000-3000m3nước

Sử dụng 10 ngày/lần Sục khí liên tục 16-24 giờ

0,3-0,5 ml/m3

0,72-1,2 (kg)

Maz-Zal (Cty C&T)(Dạng Lỏng) 2 lít Maz-Zal+20lít nước sạch+80kg vôi

Zeolite,Dolomite/ao nuôi 5000m2, độ sâu 1m nước + Tôm<2tháng tuổi:0,15-0,3lít/1000m3

+ Tôm>2 tháng tuổi: 0,3-0,5 lít/1000m3

0,15-0,3 ml/m3+0,3-0,5 ml/m3

0,36-0,72 (l) 0,72-1,2 (l)

Rải trực tiếp xuống ao:10 kg/1000m3 (10-15 ngày rải một lần.)

10g/m3 24 (kg)

BIO-ZEOGREEN For Shrimp (Dạng Bột)

Hai tháng đầu:

3 kg/1000m3Hai tháng cuối:

6 kg/1000m3

3g/m36g/m3

7,2 (kg) 14,4 (kg)

Khuẩn sống “đặc

2 (đáy ao nền đất cát)

2kg/1000m2 (đáy ao nền đất sét)

0,83 g/m3

1,6 g/m3

1,99 (kg) 3,84 (kg)

KMnO4

(Dạng Bột)

4,56g/1m3 nước mặn ngầm 6,19g/1m3 nước mặn ngầm (khi nước có nhiều hợp chất hữu cơ)

4,56 g/1m36,19 g/1m3

10,94 (kg) 14,86 (kg)

ZEOLITE (c.tyPhú Nhuận)

(Dạng Bột)

+Giảm khí độc : 25-30 kg/1600m2 nước

+Ngăn ngừa : 25-30 kg/1600m2 nước

13-15,6 g/m3

13-15,6 g/m3

31,2-37,44 (kg)

31.2-37,44 (kg)

Clinzex-DS(Cty Vĩnh Thịnh (Dạng Bột)

Hấp thụ khí độc,dùng vào buổi tối

3,5-5kg/1000 m3 3,5-5

g/m3

8,4-12 (kg)

Than hoạt tính (Dạng Bột)

+12ppm (sổ tay) +1g/m3 (cửa Bé)

12g/m31g/m3

28,8 (kg) 2.4 (kg) Clinzex-DS

(Dạng Bột) 35-50 kg/ha 2,9-4,16

g/m3

6,96-9,984 (kg)

ZEOLITE (c.tyPhú Nhuận)

(Dạng Bột)

+Giảm khí độc,ngăn ngừa:

25-30 kg/1600m2 nước

13-15,6 g/m3

31.2-37,44 (kg)

NH3, H2S va HNO2) (Dạng Lỏng)

2-3Kg cho 1000m2 ao

(2-4 tuần xử lý một lần)

0,2-0,3 g/m3

0,48-0,72 (kg)

BIOLIQUID

3000 (Cty AMASCO-Tạp chí Con Tôm số100)-hấp thụ cực nhanh các khí độc (Dạng Lỏng)

Tôm giống:10ml/m3nước tuần đầu sau đó giảm còn 5ml/m3-mỗi tuần 1 lần -Tôm thịt:300-

24 (l)

0,72-1,2 (l)

BIO-Wonderzyme (GMP)

(Dạng Lỏng)

Tôm thịt 2 tháng đầu:

1lít/1000m3 (xử lý 2 tuần 1 lần)

Tôm thịt tháng thứ 3 :1,5 lít/1000m3 (xử lý 2 tuần 1 lần)

Tôm thịt tháng thứ 4 : 2lít /1000m3 (1-2 tuần xử lý 1 lần tùy mật độ)

1 ml/m31,5 ml/m3

2 ml/m3

2,4 (l) 3,6 l

4,8 (l)

ECOMA (Cty Ngọc Hà) (Dạng Lỏng)

Dùng 100ml ECOMA cho 2000-3000m3 nước

-Hòa 100gr với 30 lít nước rồi phun đều lên ao nuôi -Sử dụng định kỳ 7-10 ngày / lần

0,33-0,5 ml/m3

0,792-1,2 (l)

Chất nuôi tảo compost (Omega) (Dạng Bột)

Mỗi bao 400gr dùng với 40m3 nước để nuôi dưỡng rong tảo

30-10-13 g/m3

24-31,2 (kg)

ROLEX ( Cty Ngọc Hà) (Dạng Lỏng)

1lít cho 1000m3 nước nuôi tôm Mỗi tháng nên bón một lần

1ml/m3 2,4 (l)

ENVIRON-AC (Vinh thinh Co.,ltd) (Dạng Bột)

100grKNO3,Na2HPO4.6H2O, 10grNa2SiO3/1000m3 nước

0,11 g/m3

Xử lý ao đang 0,3lit/1000m3 nước

nuôi:0,2-0,2-0,3 ml/ m3

0,48-0,72 (l)

BIO-AGA (Dạng Bột)

g/ m3

0,6 (kg)

SUPER-ZEOLITE (Cty Phú Thuận) (Dạng Bột)

25-30kg/1600m2,7-10 ngày /lần

13-15,6 g/m3

31.2-37,44 (kg)

TEA SEED CAKE (OMEGA)

(Dạng Bột)

Dùng tối đa 30kg cho mỗi 1000m3

30 g/ m3

72 (kg)

Ca(OH)2 (vôi tôi) (Dạng Lỏng)

30ppm (sau 3 ngày cần thay nước)

30 g/ m3

72 (kg)

Super –F.RA (Dạng Lỏng) -Dùng 1kg SuperFRA lắng đọng khoảng 1500-2500m3

nước tùy độ dơ

-Dùng 1 lít FRA lắng đọng khoảng 1000-1500m3 nước tùy độ dơ

(Khi ao dơ bẩn,các chất lơ lửng nhiều,thời kì tảo phát triển,sau khi bị phù sa, sau khi trời mưa.)

0,4-0,75 g/ m3

0,4-0,75 ml/ m3

0,96-1,8 (kg)

0,96-1,8 (kg)

CaSO4

(thạch cao) (Dạng Bột)

250-1000 ppm (sổ tay)

250-1000 g/

m3

Al2(SO4)2.14H2O (phèn chua) (Dạng Bột)

Chất bảo vệ chất lượng nước (OMEGA) (Dạng Bột)

-Để ngăn ngừa: 0.3ppm, 15ngày/ 1 lần

-Để chữa bệnh: 0.5ppm, dùng vào các buổi sáng hoặc chiều tối

0,3 g/ m30,5 g/ m3

0,72(kg) 1,2 (kg)

AQUA-CLEAN For Shrimp (Dạng Lỏng)

-Làm sạch ao: 2lít/1000m3nước ao

-Xử lý tảo độc: 2lít/1000m3nước ao

2 ml/ m3

2 ml/ m3

4,8 (kg) 4,8 (kg)

Thuốc diệt vi khuẩn FU-20 (OMEGA) (Dạng Bột)

10-25g/1m3 nước hòa tan rồi tạt đều vào ao 10-25 g/1m3 24-60 (kg)

Đồng Axetat (Dạng Bột) 0,5-1 ppm

0,5-1 g/ m3

1,2-2,4 (kg)

Sulfate đồng (Dạng Bột)

Làm sạch nước biển dài hạn:0.1ppm

0,1 g/ m3

0,24 (kg)

MS_95 (Dạng Bột) 0,25-0,4 ppm 0,25-0,4 g/ m3

0,6-0,96 (kg) Chitosan

(Dạng Lỏng)

Cho ăn: 2-3cc/kg thức ăn Thêm vào ao:1-3 cc/m3

1-3 cc/m3

2,4-7,2 (l)

OA-20 (Dạng Bột)

Trộn 50-100gr với 1 tấn thức ăn

(Dạng Bột)

30-50ppm trực tiếp vào hồ 30-50

g/m3

72-120 (kg)

CaO-Cl2 (vôi-chlorin) (Dạng Bột)

(theo tỉ lệ vôi và chlorin):

( 65-75) : (5-7,5) kg CuSO4

(Dạng Bột) 0,5-1ppm

0,5-1 g/m3

1,2-2,4 (kg)

Thuốc sát trùng-VS (OMEGA)

(Dạng Bột)

Ngăn ngừa:2ppm 2 g/m3 4,8 (kg)

Chế phẩm sinh học

EM (Hà Nội) (Dạng Lỏng)

50-100 lit/ha(7 ngày một lần)-Cửa Bé

4,17-8,3 ml/m3

10-19,92 (kg)

Chế phẩm sinh học BZT

(Dạng Bột)

50-100g/ha(7 ngày một lần)- Cửa Bé

4.17-8,3 ml/m3

10-19,92 (kg)

- Phân tích số liệu điều tra của bảng 2 cho thấy: Lưu lượng chất lỏng hoá học đưa vào ao nuôi có lưu lượng lớn nhất là 0,5‰ lưu lượng chất lỏng công tác

- Theo TS Bùi Quang Tề -Viện nghiên cứu nuôi trồng thuỷ sản I cho

biết: Các chất sinh hoá điều chỉnh chất lượng nước ao nuôi đều là các chất hiếu khí, phản ứng của chúng lại xảy ra rất nhanh với các phân tử oxy ngay sau khi tiếp xúc với nước

Vì vậy, qua ý kiến trên ta thấy cần thiết phải nghiên cứu các thiết bị định lượng chính xác lượng hoá sinh và thiết bị liên kết với bơm đảo nước-sục khí để

cơ cấu khuấy trộn của bơm phân phối nhanh và đều chất sinh ngay sau khi cho chúng vào nước, nhằm đạt được hiệu quả cao nhất Mục tiêu của quá trình trộn quá trình trộn là đưa các phần tử hoá chất vào trạng thái phân tán đều trong môi trường nước khi phản ứng xảy ra, đồng thời tạo điều kiện tiếp xúc tốt nhất giữa chúng với các phần tử phản ứng trong điều kiện có oxy hoà tan cao

Tuy nhiên hiện nay đa số các hộ nuôi mới chỉ sử dụng phương pháp thủ công là hoà trộn các chất sinh hoá với nước rồi té lên mặt ao Phương pháp này có các nhược điểm sau:

- Không tạo được điều kiện tiếp xúc tốt giữa các phần tử phản ứng gây lên quá trình hoà trộn không đều trong toàn bộ khối lượng nước cần điều chỉnh

- Tôm thường sống ở tầng đáy ao Tuy nhiên các phản ứng chỉ xảy ra ở bề mặt ao do tốc độ phản ứng rất nhanh, nồng độ các chất sinh hoá không đồng đều

- Không phù hợp với mô hình nuôi tôm thâm canh qui mô trang trại

- Không xác định được chính xác lượng chất sinh hoá cung cấp vào ao Qua nhận xét trên tôi thấy phương pháp thủ công hiện đang sử dụng không đảm bảo các yêu cầu của chất lượng nước Vì vậy để khắc phục nhược điểm đó tôi thấy cần có một thiết bị điều chỉnh chất lượng nước kết hợp với bơm đảo nước-sục khí, định lượng chính xác và hoà trộn đều lượng chất sinh hoá cần đưa vào ao nuôi

Thiết bị này được kết hợp với thiết bị kiểm soát tổng hợp môi trường ao nuôi để quá trình kiểm soát và quá trình quản lý được tự động góp phần nâng cao hiệu quả đầu tư, giảm công sức và thời gian kiểm soát, quản lý môi trường ao nuôi

- Mục đích:

+ Phân tán các phần tử hoá sinh vào trong nước, điều chỉnh các thông số theo tiêu chuẩn chất lượng nước trong ao nuôi

+ Cung cấp thêm hàm lượng oxy trong nước

+ Điều chỉnh chính xác lượng chất hoá sinh cần cung cấp

+ Tự động hoá các quá trình trong nuôi tôm thâm canh

- Đối tượng nghiên cứu:

+ Nước trong ao nuôi tôm thâm canh

Chương II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT THIẾT BỊ

I Xây dựng phương án thiết kế

I.1 Các phương án hiện dùng

1) Các thiết bị điều chỉnh hàm lượng oxy trong nước

Một trong các thiết bị phổ biến đang được áp dụng để tác dụng cơ học vào

ao nuôi là máy sục khí

a) Nguyên lý hoạt động của máy đảo nước - sục khí

- Có hai loại máy sục khí là máy đập nước và các máy dựa trên nguyên lý của hiệu ứng Venturi Máy đập nước có loại có tất cả các bộ phận nổi trên mặt nước ( máy có đòn trục ngắn ) hay loại có động cơ kéo trên bờ ao (máy có đòn trục dài ) Loại máy nổi trên mặt nước hoạt động nhờ một môtơ điện 1 hoặc 2 mã lực Loại máy có động cơ kéo đặt trên bờ có thể là một môtơ điện hay máy dầu, có công suất từ 2-10 mã lực Loại máy có đòn trục dài thì đạt hiệu quả cao hơn về khả năng trộn nước ao và giữ khu vực cho ăn được sạch sẽ rộng hơn

- Các máy sục khí thường là một thiết bị có kết cấu hoàn chỉnh và sử dụng động cơ điện 2 mã lực Hoạt động của máy là hút khí vào dòng nước theo góc nghiêng so với mặt nước Khi sử dụng loại máy này cần chú ý trong trường hợp mực nước ao thấp vì chúng có thể làm xoáy mòn đáy ao và tạo nên một lượng vật chất lơ lửng lớn

- Nên sử dụng máy sục khí có công suất 1 mã lực cho ao có nước sâu dưới 1,2 m và máy 2 mã lực cho ao sâu hơn 1,2 m Nếu ao sâu hơn 1,5 m cũng có thể dùng một máy sục khí

- Số lượng máy sục khí dùng trong ao nuôi có ảnh hưởng rất lớn đến năng

suất tối đa của hệ thống nuôi

b) Các hiệu qủa đạt được từ sử dụng máy sục khí

- Ở hệ thống nuôi năng suất cao, trong giai đoạn đầu ( 3 tuần đầu) của chu

kỳ nuôi thì máy sục khí được sử dụng làm sạch đáy ao, máy sục khí có tác dụng duy trì hàm lượng oxy hoà tan trong ao

- Làm sạch đáy ao là tập trung chất cạn bã vào vùng giữa ao

- Máy sục khí cũng thể hiện chức năng xáo trộn nước ao để đảm bảo phiêu sinh vật tiếp cận được với ánh sáng mặt trời

- Máy sục khí cũng có chức năng quan trọng khác là vận chuyển oxy xuống đáy ao và loại bỏ khí độc NH3 và H2S ở đáy ao

c) Ưu nhược điểm các thiết bị cơ khí:

- Tăng cường lượng oxy trong nước- yếu tố số một trong môi trường ao nuôi

- Thời gian tác động của thiết bị đối với ao nuôi không nhanh

2) Các thiết bị điều chỉnh các thông số độ pH, độ đục, độ mặn, độ kiềm,

độ trong và các thông số còn lại của nước ao nuôi tôm thâm canh

Hiện nay đa số các hộ nuôi tôm thâm canh đều sử dụng phương pháp thủ công là hoà trộn các chất hoá sinh vào trong nước rồi té lên mặt ao Phương pháp này đã có các nhược điểm không phù hợp với mô hình nuôi tôm thâm canh do chưa điều chỉnh được chất lượng nước ở tầng đáy ao, làm giảm tác dụng của các chất hoá sinh Năng suất ao nuôi thấp do chất lượng nước không được đảm bảo trong khi phần lớn tôm sống ở tầng đáy ao

I.2 Xây dựng phương án thiết kế

Để phát huy các ưu điểm và cách khắc phục các nhược điểm cơ bản trên, đề

tài đã đi vào nghiên cứu một thiết bị điều chỉnh chất lượng nước đảm bảo các yêu

cầu kỹ thuật đề ra

Hình 1: Sơ đồ thiết bị điều chỉnh chất lượng nước nuơi tơm thâm canh

6 5

Hộp điều khiển

Mực nước thoáng ao nuôi

2- Vịi cấp dung dịch 8- Đầu hút khí

3- Van xả dung dịch hồ trộn 9- Đầu hút chất lỏng

5- Ống dẫn dung dịch 11- Cảm biến 6- Van điện từ 12- Hộp điều khiển

13- Ống hút bơm đảo nước-sục khí

Ghi chú:

3-Van xả 4-Phao định lượng 5-Ống dẫn dung dịch

6-Van điện từ 7-Giá đỡ

8-Phao 9-Thanh treo phao 10-Ống dẫn khí 11-Ống hút 12-Hộp điện 13-Ôsng dòng 14-Động cơ chìm 15-Gía đỡ phao

Hình 2: Thiết bị xục khí

* Nguyên lý hoạt động của thiết bị như sau:

Các chất hoá sinh dưới dạng lỏng được hoà trộn được đưa vào bình chứa qua van 3 Sau khi qua thiết bị định lượng lưu lượng cần hoà trộn theo yêu cầu, chất lỏng được dẫn xuống đầu hút của bơm sục khí đảo nước nhờ ống dẫn 9 Ống dẫn 9 được nối với đầu hút khí của bơm Chất lỏng được hoà trộn qua cánh khuấy của bơm sẽ được hoà trộn đều vào nước và đẩy ra ở đầu ống đẩy của bơm, phân tán các hoá chất đều ra ao

Van điện từ 6 được nối với bộ điều khiển điện và cảm biến 11 đo các thông

số của chất lượng nước Tuỳ thuộc vào mức độ điều chỉnh và thông số điều chỉnh

bộ phận điều khiển sẽ quyết định chất hoá học cho vào ao và thời gian đóng mở van điện từ 6

Hiệu quả của thiết bị điều chỉnh các thông số chất lượng nước phụ thuộc rất nhiều các thông số kỹ thuật Một trong các thông số quan trọng đó là điều chỉnh chính xác lưu lượng chất lỏng thụ động hoà trộn ( 0,5 ‰ Qb ), kết cấu và phương

án liên kết thiết bị với bơm đảo nước-sục khí Chính vì vậy đề tài đã đi vào nghiên cứu thiết bị định lượng, thiết bị hoà trộn chất hoá sinh, hoạt động đáp ứng yêu cầu quan trọng trên

1) Lựa chọn phương án liên kết thiết bị hoà trộn

Thiết bị hoà trộn 9 có tác dụng vận chuyển các chất hoá sinh dưới dạng lỏng và oxy vào đầu hút của máy xục khí-đảo nước Lỗ φ5 được bố trí phía dưới đầu hút khí của máy bơm, áp lực của lỗ hút khí luôn luôn lớn hơn áp lực của lỗ hút chất lỏng thụ động Chính vì vậy chất lỏng được chảy vào trong ống hút không chịu ảnh hưởng của lực hút máy bơm, áp suất tại đầu vào bằng áp suất môi trường, lưu lượng chất lỏng thụ động luôn luôn không đổi, đảm bảo quá trình hoà trộn được liên tục và đồng đều

Hình 3: Cấu tạo thiết bị hoà trộn

Có nhiều phương án bố trí thiết bị hoà trộn với bơm đảo nước sục khí:

- Bố trí thiết bị tại cửa ra của bơm đảo nước- sục khí

Phương án này có nhiều nhược điểm do không lợi dụng được tác dụng khuấy trộn của cánh bơm, các phần tử hoá sinh phân tán chậm vào trong nước làm quá trình hoà trộn không đồng đều

- Bố trí thiết bị hoà trộn phía trước cánh khuấy trộn của bơm

Phương án này không hợp lý vì làm sụt áp của bơm

- Bố trí thiết bị hoà trộn ngay tại cửa hút của bơm đảo nước sục khí

Phương án này có các ưu điểm sau:

+ Tạo khả năng hoà trộn tốt hơn so với các phương án trên do đầu hút của

có vận tốc lớn, hút các chất lỏng thụ động qua cánh quạt được khuấy trộn, xả ra ở đầu ra của bơm và phân tán đều ra ao

+ Tránh được hiện tượng sụt áp của bơm

Dung dòch

93

2) Lựa chọn phương án định lượng

a) Phương án 1: Thiết bị định lượng có lưu lượng dung dịch hoá chất thay đổi thay lưu lượng nước hoà trộn

A- Bể chứa nước B- Bể chứa dung dịch cần hoà trộn

3- Hệ thống ròng rọc 8- Van phao

4- Đối trọng 9- Ống dẫn dung dịch hoà trộn

5- Miệng xả dung dịch sau pha trộn

Hình 4: Sơ đồ cấu tạo thiết bị định lượng chất hoá học tỷ lệ với lưu lượng nước

Trên đường ống dẫn nước cần xử lý đến bể trộn trích ra một nhánh nhỏ để đưa một lượng nước vào bể A Trong bể A có đặt một phao và van xả Lưu lượng nước chảy ra khỏi rông đen vào phễu thu xuống bể trộn phụ thuộc vào mực nước trong bể A Khi lưu lượng nước hoà trộn thay đổi, thì lưu lượng nước vào bể A cũng thay đổi, làm mực nước trong bể thay đổi theo Sự dao động mực nước trong

bể A được phao truyền theo hệ thống ròng rọc gây lên sự lên xuống dần của ống mềm ở bể dung dịch B, làm thay đổi lưu lượng chất lỏng chảy ra từ miệng xả đầu

ống mềm, xuống phễu thu vào bể trộn Dung dịch phèn trong bể B luôn được giữ

+ Ưu điểm của bể định lượng theo lưu lượng nước:

- Định lượng chính xác lượng hoá chất cần hoà trộn vào khối lượng nước cần điều chỉnh

- Đưa được lượng oxy hoà tan trong không khí vào trong nước

1

2 3

5 6

8 7

4

b) Phương án 2: Thiết bị định lượng cố định kết hợp với bơm tuần hoàn

1- Ống dẫn chất hoà trộn sơ bộ 2- Bể trộn

5- Ống dẫn chất lỏng hoà trộn 6- Ống dẫn chất dư thừa

đến thiết bị định lượng

7- Thiết bị định lượng 8- Ống dẫn chất lỏng đã định lượng 9- Ống dẫn chất hoá học đã hoà trộn

đến máy sục khí

Hình 5: Sơ đồ tuần hoàn qui trình pha trộn hoá chất với nước

Nguyên tắc làm việc của sơ đồ tuần hoàn chất lỏng pha trộn:

Chất hoá học được hoà trộn sơ bộ với nước theo ống 1 vào thùng pha để pha loãng đến nồng độ cho phép Cho nước sạch vào thùng theo đường ống 3 Mở máy bơm tuần hoàn 4 Máy hoạt động đưa một phần chất hoà trộn theo đường ống

5 lên thiết bị định lượng 7, còn phần lớn chất hoà trộn theo đường ống 9 xuống

đáy bể pha để khuấy đều và giữ cho các phần tử phân tán đều trong nước Vì lượng chất hoà trộn bao giờ cũng thừa nên lượng dư thừa sẽ theo đường ống 6 trở

4- Ống dẫn chất lỏng đầu ra

Nguyên tắc làm việc của thiết bị định lượng này như sau:

Chất lỏng hoà trộn do bơm tuần hoàn đưa lên thiết bị định lượng theo đường ống 3, chất lỏng dư thừa sẽ được đưa trở lại về bể pha theo đường ống, nên

áp lực H trên màng định lượng 2 sẽ cố định Vì vậy lượng chất lỏng hoà trộn theo ống 4 vào nước cần xử lý sẽ không thay đổi Khi cần tăng hay giảm lượng chất hoá học vào nước, chỉ cần thay thế màng chắn định lượng

4 3

2

1

Hình 7: Bộ định lượng

32

1

Hình 6: Sơ đồ khuấy trộn bằng máy

trộn cánh quạt

* Ưu nhược điểm của thiết bị hoà trộn:

- Có độ bền cao

- Có khả năng hoà trộn chất hoá học khác nhau

- Khả năng hoà trộn tốt, đảm bảo cho lượng hoá chất được hoà tan vào khối lượng nước cần xử lý trong thời gian ngắn nhất

- Chưa liên kết được với các thiết bị sục khí

- Kết cấu còn khá phức tạp, chỉ phù hợp với xử lý nước sinh hoạt

c) Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị định lượng kiểu van

Chất lỏng được cấp vào bình định lượng thông qua van cấp, van xả được liên kết trực tiếp với bơm đảo nước- sục khí qua ống dẫn Lưu lượng của chất lỏng được điều chỉnh bằng van xả Trên van xả có chia độ tương ứng với lưu lượng đầu

ra Khi muốn thay đổi lưu lượng đầu ra ta thay độ nghiêng của van tay vặn tương ứng với yêu cầu

+ Ưu điểm của phương pháp này là:

- Cấu tạo đơn giản

- Chưa điều chỉnh được lưu lượng đầu ra chính xác do lưu lượng đầu

ra phụ thuộc vào mực nước trong bình

- Cần liên kết với nhiều thiết bị phụ trợ khác để duy trì mực nước

trong bình để áp lực đầu ra được ổn định

+ Kết luận: Các thiết bị định lượng trên đều không đáp ứng được các yêu cầu

kỹ thuật của thiết bị điều chỉnh chất lượng nước trong nuôi tôm thâm canh

I.3 Xây dựng sơ đồ nguyên tắc làm việc của thiết bị

1 Lựa chọn thiết bị định lượng kiểu phao có liên kết với thiết bị sục khí

Qua những yêu cầu và ưu nhược điểm của các thiết bị định lượng trên

tôi đã nghiên cứu và chế tạo thiết bị định lượng kiểu phao liên kết trực tiếp

với máy sục khí được trình bày trong hình vẽ dưới đây

2 Nguyên tắc làm việc của thiết bị định lượng kiểu phao

b) Nguyên lý hoạt động của bình định lượng kiểu phao

Dung dịch cần pha trộn chảy trong ống, đầu của ống được lắp với phao sao

cho khoảng H từ mặt nước đến đường tâm của ống luôn luôn không đổi

Gần đáy ống dẫn được nối với một vòi dẫn dung dịch sang bể trộn Dưới áp lực của cột nước H và đầu thông hơi đảm bảo cho dung dịch không chảy đầy trong ống gây lên hiện có áp do chênh lệch độ cao của dòng chất lỏng phía trên và đầu

ra của bình làm cho lưu lượng đầu ra luôn luôn là không đổi

Yêu cầu của đầu thông hơi là chiều cao phải lớn hơn mực nước trong bể định lượng để đảm bảo độ chênh lệch áp suất do độ cao H gây ra không lớn hơn áp lực cột áp trong đầu thông hơi làm nước trào ra trong đầu thông hơi

Ống dẫn phải mềm đảm bảo khi mực nước của bình giảm thì khoảng cách

H vẫn được đảm bảo, chất lỏng chảy ra đến hết

Kết quả là lưu lượng đầu ra của chất lỏng không phụ thuộc mực nước trong bình

Khi muốn thay đổi lưu lượng đầu ra của dung dịch ta thay đổi khoảng cách

H cho phù hợp

* Ưu điểm của thiết bị định lượng kiểu phao:

- Có thể hoà trộn được các loại hoá chất khác nhau

- Chịu được môi trường nước biển

- Kết cấu đơn giản

- Điều chỉnh lượng được lượng dung dịch cấp vào nước Qtđ = 0,5‰ Qp

- Liên kết được với thiết bị đảo nước- sục khí

- Tạo được lượng hoá chất đều vào trong ao nuôi kể cả tầng đáy

- Dễ sử dụng

- Phù hợp với mô hình nuôi tôm thâm canh, qui mô trang trại

- Phù hợp với điều kiện sản xuất trong nước

- Đưa thêm lượng không khí vào ao