Thiết kế chế tạo thiết bị lọc nước năng suất 10m3 1h phục vụ trại giống thủy sản - Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản - Đại học Nha Trang

-1- MỤC LỤC Trang MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ TRẠI SẢN XUẤT GIỐNG 1.1 Tổng quan Viện nghiên cứu nuôi trồng thuỷ sản - Đại học Nha Trang 1.2 Tổng quan công nghệ sản xuất giống thuỷ sản Viện nghiên cứu 1.2.1 Tổng quan công nghệ sản xuất giống thủy sản 1.2.2 Tổng quan công nghệ xử lý nước trại sản xuất giống 1.3 Yêu cầu kỹ thuật nước cấp để sản xuất giống thuỷ sản Viện .10 1.3.1 Nguồn nước nuôi trồng thuỷ sản 11 1.3.1.1 Nước mặt 11 1.3.1.1.1 Nước biển .11 1.3.1.1.2 Nước sông, hồ 12 1.3.1.1.3 Sự khác biệt nước biển nước sông, hồ 15 1.3.1.2 Nước ngầm 16 1.3.2 Đặc tính mơi trường nước phù hợp cho ni trồng thủy sản 17 1.3.2.1 Khối lượng riêng cao độ nhớt thấp 17 1.3.2.2 Khối lượng luôn chuyển động 18 1.3.2.3 Nhiệt dung riêng cao độ dẫn nhiệt 18 1.3.2.4 Độ hòa tan lớn 18 1.3.3 Chất lượng nước nuôi trồng thủy sản 19 Chương THIẾT KẾ KỸ THUẬT .24 2.1 Xác định yêu cầu kỹ thuật thiết bị lọc nước 24 2.2 Lựa chọn phương án thiết kế 24 2.2.1 Tổng quan nguyên tắc chọn công nghệ xử lý nước nuôi 24 2.2.2 Các phương pháp xử lý nâng cao chất lượng nước trước 26 2.2.2.1 Phương pháp học 27 2.2.2.2 Quá trình lọc nhanh .28 -2- 2.2.2.3 Các chế trình lọc nhanh 31 2.2.2.4 Động học trình lọc nhanh 35 2.2.2.5 Các dạng kết cấu bể lọc hoạt động theo trình lọc nhanh 40 2.3 Tính tốn thơng số kỹ thuật thiết bị lọc nước 47 2.3.1 Sơ đồ hoạt động thiết bị lọc nước 47 2.3.2 Tính bán kính thùng lọc 48 2.3.3 Xác định tổn thất cột áp toàn thiết bị lọc .54 2.3.4 Tính chọn máy bơm .58 2.3.5 Chọn vật liệu lọc 60 2.3.6 Xác định giới hạn sôi lớp vật liệu lọc .62 2.3.7 Xác định chiều cao thùng lọc 63 2.3.8 Xác định độ dày thùng lọc số bulông ghép 64 2.3.9 Tính tốn thiết kế chân thùng lọc 71 2.3.10 Tính tốn thiết kế van an tồn .73 2.3.11 Quá trình rửa hoàn nguyên vật liệu lọc thiết bị .76 Chương THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ 79 3.1 Phân tích khả gia cơng xác định dạng sản xuất 79 3.1.1 Phân tích khả gia công 79 3.1.2 Xác định dạng sản xuất 79 3.2 Vật liệu phương pháp chế tạo phôi 80 3.3 Xây dựng quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết điển hình 85 3.3.1 Quy trình chế tạo thân thùng lọc 85 3.3.2 Quy trình chế tạo nắp thùng lọc 87 Chương KHẢO NGHIỆM VÀ HOÀN THIỆN 89 4.1 Khảo nghiệm thiết bị 89 4.2 Hoàn thiện thiết bị 91 4.3 Hướng dẫn sử dụng 91 4.3.1 Quy trình lọc thực qua bước .91 4.3.2 Quy trình xả cặn (xả ngược) thực qua bước 92 4.3.3 Quy trình ngừng hoạt động thiết bị thực qua bước 92 -3- 4.3.4 Các tượng xẩy trình sử dụng thiết bị 92 4.4 Hạch toán giá thành thiết bị 93 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 94 A, Kết luận 94 B, Đề xuất ý kiến .94 TÀI LIỆU THAM KHẢO .96 -4- LỜI NĨI ĐẦU Ni trồng thủy sản ngành kinh tế mũi nhọn Đảng Nhà nước ta trọng phát triển Nằm vị trí có đường bờ biển dài, nhiều eo vịnh, nhiều cửa sông cửa lạch nhiều đầm phá; Việt Nam khai thác cách hiệu lợi Xuất thủy sản đạt giá trị cao mặt hàng xuất thu hút số lượng lớn lao động tham gia Tuy nhiên, nuôi trồng thủy sản đặt số vấn đề cấp bách có vấn đề mơi trường, nhiễm nguồn nước làm cân sinh thái Để phát triển bền vững mang lại hiệu kinh tế lâu dài ngành ni trồng thủy sản phải giải tốt hai vấn đề Hiện nay, nguồn nước cho nuôi trồng thủy sản bị ô nhiễm nhiều nguyên nhân khác như: lũ lụt, động đất, nước thải sinh hoạt, nước thải nông nghiệp, nước thải công nghiệp,… nước bị ô nhiễm làm giảm tốc độ sinh trưởng tăng tình hình dịch bệnh giống ni dẫn đến suất giảm Để nguồn nước đạt tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho ni trồng thủy sản cần thiết phải có hệ thống xử lý nước trước cấp cho ao nuôi Hệ thống xử lý nước cấp cho nuôi trồng thủy sản chủ yếu xây dựng ao, bể có diện tích lớn tốn nhiều diện tích, thời gian, cơng sức chi phí cao Mặt khác, biện pháp xử lý không thực cần thay đổi vị trí ao xử lý Để góp phần xử lý nước cấp nuôi trồng thủy sản cách hiệu cần thiết phải có hệ thống thiết bị xử lý đồng bộ, hiệu quả, giá thành thấp,…mà đảm bảo chất lượng nước cấp đạt tiêu chuẩn Mặt khác, theo chủ trương đại hóa nghành ni trồng thủy sản cần phải đưa máy móc thiết bị vào ứng dụng để tăng suất giảm sức lao động người Xuất phát từ u cần đó, Bộ mơn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí – Đại học Nha Trang giao cho em thực đề tài: “Thiết kế chế tạo thiết bị lọc nước suất 10 m3/h phục vụ trại giống thủy sản Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản – Đại học Nha Trang” Sau thời gian thực hiện, đến em hoàn thành đề tài với nội dung sau: Tổng quan công nghệ trại sản xuất giống thủy sản Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản – Đại học Nha Trang Thiết kế kỹ thuật thiết bị -5- Thiết kế chế tạo thiết bị Khảo nghiệm hồn thiện Hạch tốn giá thành thiết bị Kết luận đề xuất ý kiến Trong thời gian thực đề tài em nhận giúp đỡ chân tình hiệu thầy - bạn gia đình Trước hết em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Phạm Hùng Thắng thầy Vũ Phương, thầy trực tiếp hướng dẫn em thực đề tài Xin chân thành cảm ơn Xưởng thực tập khí, Bộ mơn chế tạo máy Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản Cam Ranh nhiệt tình giúp đỡ mặt cho đề tài hồn thành Do trình độ thân thời gian thực hành, nghiên cứu hạn chế lần thực đề tài có tính thực tế cao nên chắn báo cáo khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận chân thành tiếp thu bảo, ý kiến đóng góp q thầy bạn Nha Trang, ngày 24 tháng 11 năm 2007 Sinh viên thực Phan Lê Thắng -6- Chương TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ TRẠI SẢN XUẤT GIỐNG THUỶ SẢN CỦA VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THUỶ SẢN ĐẠI HỌC NHA TRANG 1.1 Tổng quan Viện nghiên cứu nuôi trồng thuỷ sản – Đại học Nha Trang Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản thành lập theo Quyết định số 680/QĐ-ĐHNT ngày 12 tháng năm 2006 Hiệu trưởng Trường Đại học Nha Trang sở Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật nuôi trồng thủy sản a, Chức nhiệm vụ Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản – Đại học Nha Trang - Chức năng: Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản có chức nghiên cứu triển khai ứng dụng tiến khoa học công nghệ vào thực tiễn nghề nuôi trồng thủy sản Phục vụ đào tạo nghiên cứu khoa học nhà trường Hoạt động theo chế tự hạch tốn tự chủ tài theo nghị định 43 phủ - Nhiệm vụ: Xây dựng triển khai chương trình kế hoạch đề tài nghiên cứu khoa học nuôi trồng thủy sản đề xuất áp dụng kết nghiên cứu vào thực tiễn nghề nuôi trồng thủy sản Tổ chức triển khai hoạt động dịch vụ khoa học, chuyển giao công nghệ, nuôi trồng thủy sản cho địa phương sở Phục vụ nhu cầu nghiên cứu, giảng dạy học tập cán giáo viên, sinh viên, học viên cao học nghiên cứu sinh Liên kết với nhà khoa học tổ chức nước hoạt động khoa học chuyển giao công nghệ nuôi trồng thủy sản Tham gia công tác đào tạo chuyên môn bồi dưỡng cán theo quy định Tự cân đối hạch tốn để trì, phát triển Viện làm nghĩa vụ trường Tổ chức hoạt động đào tạo, bồi dưỡng nghề theo nhu cầu xã hội -7- b, Cơ sở vật chất chiến lược Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản – Đại học Nha Trang - Cơ sở vật chất kỹ thuật viện: trại thực nghiệm nuôi trồng thủy sản Cam Ranh Trại Cam Ranh có sở vật chất với quy mơ rộng lớn, diện tích mặt gần 250.000 m2 ( gồm nhà ở, phịng làm việc, phịng thí nghiệm, nhà chế biến thức ăn, kho vật tư, hệ thống công trình phục vụ sản xuất giống thủy sản, bể, ao hồ, máy móc thiết bị) - Chiến lược phát triển: * Mục tiêu phát triển: Phấn đấu đưa Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản trở thành trung tâm đào tạo, bồi dưỡng chuyên gia đầu ngành nuôi trồng thủy sản khắp địa phương nước, đồng thời trở thành trung tâm nghiên cứu chuyển giao khoa học công nghệ sản xuất giống cá biển tầm cỡ quốc gia Tạo dựng uy tín, xây dựng thương hiệu tăng vị cho trường Đại học Nha Trang lĩnh vực nuôi trồng thủy sản * Chiến lược phát triển: - Tập trung khai thác có hiệu sở vật chất kỹ thuật có để phục vụ đắc lực cho nghiên cứu khoa học chuyển giao công nghệ nuôi trồng thủy sản cho địa phương nước, đồng thời sở thực tập có chất lượng cao sinh viên công nhân kỹ thuật bậc cao ngành nuôi trồng thủy sản - Tăng cường hợp tác với đơn vị nước nghiên cứu khoa học chuyển giao công nghệ, thực đề tài, dự án trọng điểm,… lĩnh vực sản xuất giống cá biển - Tổ chức nghiên cứu ứng dụng sản xuất giống thủy sản có giá trị kinh tế cao góp phần đa dạng hóa đối tượng ni tăng thêm thu nhập - Mở rộng loại hình dịch vụ để tăng thêm nguồn thu đáp ứng đầy đủ nhu cầu xã hội * Phục vụ đào tạo: Nhiệm vụ Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản phục vụ đào tạo Viện ưu tiên hàng đầu cho đào tạo Các hoạt động phục vụ cho đào tạo bao gồm: phục vụ nhu cầu nghiên cứu, giảng dạy học tập cán giáo viên, sinh viên, học viên cao học nghiên cứu sinh -8- Kết hợp với khoa Nuôi trồng thủy sản hướng dẫn thực tập giáo trình, thực tập tốt nghiệp cho lớp đại học, cao đẳng quy phi quy ngành ni trồng thủy sản cụ thể: Số lượng sinh viên thực tập giáo trình từ 200 – 300 sinh viên/năm Số lượng sinh viên thực tập tốt nghiệp từ 20 – 30 sinh viên/năm Đào tạo học viên cao học nghiên cứu sinh từ – người Đào tạo công nhân kỹ thuật nuôi trồng thủy sản bậc 2/6 3/6 cho em nông ngư dân vùng ven biển với quy mô 200 – 300 học viên/năm Tập huấn nâng cao tay nghề chongười nuôi trồng thủy sản 200 – 300 người/năm Phối hợp với trung tâm khuyến ngư tỉnh tập huấn, hướng dẫn nghiệp vụ, nâng cao trình độ chun mơn cho đội ngũ cán khuyến ngư sở Nghiên cứu nâng cao suất, chất lượng đối tượng nuôi trồng đảm bảo tăng hiệu kinh tế, kết hợp với việc bảo vệ môi trường nguồn lợi thiên nhiên Tạo điều kiện thuận lợi cho cán giáo viên sinh viên khoa nuôi trồng thủy sản triển khai đề tài nghiên cứu khoa học, dự án… Tiếp nhận dự án chuyển giao công nghệ nuôi trồng thủy sản 1.2 Tổng quan công nghệ sản xuất giống thuỷ sản Viện nghiên cứu nuôi trồng thuỷ sản – Đại học Nha Trang 1.2.1 Tổng quan công nghệ sản xuất giống thủy sản Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản – Đại học Nha Trang nuôi thương phẩm lồi thủy sản có giá trị cao như: tơn sú, tơm thẻ chân trắng, cá giị,… nguồn giống chủ yếu Viện tự sản xuất lấy Ngồi tự sản xuất giống để ni Viện cịn sản xuất giống để bán chuyển giao công nghệ Sản xuất giống thủy sản mục tiêu quan trọng kế hoạch phát triển Viện Do đặc thù sản xuất giống thủy sản đòi hỏi kỹ thuật cao quy trình chặt chẽ nên cần có đội ngũ cán kỹ thuật có trình độ cao sở vật chất đồng Viện tiến hành sản xuất nhiều loại giống thủy sản như: tôm sú, tôm thẻ chân trắng, tôm đất, tảo, luân trùng,… đem lại hiệu kinh tế cao -9- Bảng 1.1 Doanh thu từ hoạt động sản xuất giống năm 2006 Loại giống Số lượng Thành tiền Tôm sú 7.106.800con 176.756.000đ Tôm thẻ chân trắng 1.969.000con 60.756.000đ Tôm rảo 4.938.000con 49.380.000đ Tuy nhiên, Viện thành lập sở vật chất đội ngũ cán kỹ thuật thiếu nên hoạt động sản xuất giống gặp nhiều khó khăn Hiện tại, Viện có kế hoạch xây dựng hế thống xử lý nước đồng để cung cấp nước đạt yêu cầu cho trại giống 1.2.2 Tổng quan công nghệ xử lý nước trại sản xuất giống Quy trình xử lý nước trại giống thủy sản thực theo sơ đồ sau: Ao chứa Nước Bể lắng chất bẩn Trong đó: Bể xử lý hóa học Bể ni Bể xử lý sinh học Siêu lọc - Ao chứa nước tích khoảng 6000m3 dùng để chứa nước cung cấp cho tồn ao ni thương phẩm trại giống Nước chưa xử lý nên gọi nước thô Từ ao chứa nước cấp vào ao nuôi thương phẩm, trại giống nhờ hệ thống máy bơm kênh dẫn - Bể lắng tích gần 40m3 dùng để lắng chất bẩn lơ lửng trước đưa nước qua bể xử lý sinh học Thời gian lắng  10 ngày bể lắng nhà ngày bể lắng trời - Bể xử lý hóa học tích gần 40m3, xử lý hóa học chủ yếu dùng Chlorin (Ca(Ocl)2) để diệt vi sinh vật dùng thuốc tím (KmnO4) để lắng chất bẩn lơ lửng nước Khi dùng Chlorin nồng độ Chlorin khoảng 30  80g/m3 tùy theo độ đục nước Sau cho Chlorin vào bể phải sục khí chờ thời gian 24  48h bể trời; chờ  10 ngày bể nhà để Chlorin bay hết nhằm tránh tượng giống nuôi bị ngộ Dùng thuốc tím để lắng chất bẩn lơ lửng có kích thước nhỏ nồng độ thuốc - 10 tím khoảng  2g/m tùy độ đục nước Sau cho thuốc tím vào bể phải sục khí chờ thời gian 24  48h bể trời; chờ  10 ngày bể nhà để thuốc tím bay hết nhằm tránh tượng giống nuôi bị ngộ độc Nếu xử lý Chlorin thuốc tím bể xử lý Chlorin phải thực trước xử lý thuốc tím xử lý thuốc tím trước chất bẩn lắng xuống đáy bể mơi trường để vi sinh vật hoạt động nên khó diệt vi sinh vật nằm lớp bùn lắng - Bể xử lý sinh học tích gần 40m3, xử lý sinh học dùng chế phẩm sinh học (EM, MAZZAL, BZT ) để phân hủy hợp chất hữu cơ, bổ sung vi sinh vật có lợi cho ao ni ổn định yếu tố môi trường - Siêu lọc thực chất lọc qua túi siêu lọc Túi siêu lọc làm từ vải lọc có khả giữ Hình 1.1 Túi siêu lọc lại chất bẩn lơ lửng có kích thước bé vi sinh vật (hình 1.1) - Bể ni xây dựng nhà để dễ điều chỉnh điều kiện môi trường cho phù hợp với loại giống thời kỳ giống Tại trại ni có 11 bể ni kích thước 3,5 x x 1,2m3 hai bể kích thước 3,5 x 10 x 1,2m3 Hiện nay, quy trình xử lý nước cấp cho trại giống gặp nhiều khó khăn chưa xây dựng hệ thống bể xử lý đồng bộ; cụ thể tận dụng bể nuôi thương phẩm để làm bể lắng, bể xử lý Chlorin, thuốc tím Sắp tới trại tiến hành xây dựng hệ thống xử lý nước cho trại giống theo quy trình Thiết bị mà đề tài chế tạo thay bể lắng để lọc chất bẩn lơ lửng nước Khi qua thiết bị lọc, nước có nồng độ chất bẩn lơ lửng nằm giới hạn cho phép giảm nồng độ thuốc tím cho vào 1m3 nước giảm thời gian chờ thuốc tím bay hết Nếu chất lượng nước lọc tốt bỏ qua khâu xử lý thuốc tím, điều làm tăng hiệu trình xử lý nước 1.3 Yêu cầu kỹ thuật nước cấp để sản xuất giống thuỷ sản Viện nghiên cứu nuôi trồng thuỷ sản – Đại học Nha Trang Trại sản xuất giống thuỷ sản có yêu cầu cao chất lượng nước, chất lượng nước ảnh hưởng trực tiếp tới tốc độ sinh trưởng dịch bệnh giống ... nghệ trại sản xuất giống thủy sản Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản – Đại học Nha Trang Thiết kế kỹ thuật thiết bị -5 - Thiết kế chế tạo thiết bị Khảo nghiệm hoàn thiện Hạch toán giá thành thiết. .. tâm Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật nuôi trồng thủy sản a, Chức nhiệm vụ Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản – Đại học Nha Trang - Chức năng: Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản có chức nghiên cứu. .. Trang giao cho em thực đề tài: ? ?Thiết kế chế tạo thiết bị lọc nước suất 10 m3/h phục vụ trại giống thủy sản Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản – Đại học Nha Trang? ?? Sau thời gian thực hiện, đến