thiết kế kỹ thuật thiết bị hút chất thải rắn trong lồng nuôi tôm hùm cho vùng duyên hải nam trung bộ

MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU 1
Chương I.
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ NUÔI TÔM HÙM LỒNG Ở VÙNG
DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ 3
I.1. Tổng quan về nuôi tôm hùm lồng ở vùng Duyên hải Nam Trung Bộ 3
I.1.1. Hiện trạng nuôi tôm hùm lồng ở duyên hải Nam Trung Bộ …… 3
I.1.2. Cấu trúc các lồng nuôi phổ biến ở Nam Trung Bộ 5
I.2. Tổng quan về tập tính ăn mồi của tôm hùm 10

I.2.1. Thức ăn chủ yếu của tôm hùm 10

I.2.2. Tập tính ăn mồi của tôm hùm 11

I.3. Tổng quan về chất thải rắn trong lồng nuôi tôm hùm 12
I.3.1. Chất thải rắn trong lồng nuôi tôm hùm 12
I.3.2. Các thông số đặc trưng của chất thải rắn 13
I.4. Các yêu cầu kỹ thuật cơ bản của thiết bị 17
Chương II.
THIẾT KẾ KỸ THUẬT THIẾT BỊ 18
II.1. Lựa chọn phương án thiết kế 18
II.1.1. Phân tích các phương án hiện hành 18
II.1.2. Xây dựng phương án thiết kế 18
II.1.3. Lựa chọn phương án thiết kế………………………………… 27
II.2. Xác định các thông số kỹ thuật cơ bản của thiết bị 29
II.2.1. Cơ sở lý thuyết 29
II.2.2. Xác định vận tốc hút cần thiết để hút chất thải rắn vào trong
thiết bị 32
II.2.3. Tổn thất cột áp từ thiết bị hút chất thải rắn đến máy bơm 37
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

II.3.Thiết kế kỹ thuật thiết bị 41
II.3.1.Tính toán, thiết kế các bộ phận cơ bản 41
II.3.2. Thiết kế tổng thể thiết bị 44
Chương III.
THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ 45
III.1. Phân tích khả năng gia công và định dạng sản xuất 45
III.1.1. Phân tích khả năng gia công 45
III.1.2. Định dạng sản xuất 45
III.2. Tính toán thiết kế, chế tạo chi tiết điển hình 50
III.3. Xây dựng qui trình công nghệ chế tạo chi tiết điển hình 56
III.4. Tính toán giá thành thiết bị 58
KẾT LUẬN VÀ Ý KIẾN ĐỀ XUẤT 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO 61



PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 1 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT
LỜI NÓI ĐẦU


Trong các loài hải sản đang được nuôi ở Việt Nam, tôm hùm là một trong
những đối tượng có giá trị kinh tế cao. Do đặc điểm phân bố của đường bờ và
cấu tạo địa hình đáy Biển Đông đã tạo cho vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ có
nhiều đảo ngầm, đảo nổi, rạn đá, rạn san hô…là nơi cư trú rất thích hợp với
các loài tôm hùm.
Vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ có bờ biển dài và một vùng biển rộng
lớn, với rất nhiều nguồn tài nguyên biển. Bên cạnh đó, vùng Duyên Hải này
còn có chế độ khí hậu khá ổn định, thiên tai hàng năm như: lụt, bão, áp thấp

nhiệt đới,… xuất hiện với tần số thấp. Chính vì thế, Duyên Hải Nam Trung
Bộ thực sự là vùng phát triển mạnh về nuôi trồng thủy sản nói chung và nuôi
tôm hùm lồng nói riêng.
Những năm gần đây, Việt Nam đã mở rộng thị trường xất khẩu thủy sản
sang các nước trên thế giới. Điều này vừa mở ra cơ hội tạo nhiều việc làm,
tăng thu nhập cho cộng đồng dân cư ven biển, nhưng đồng thời cũng tạo ra áp
lực cho ngành nuôi trồng thủy sản nói chung và nuôi tôm hùm lồng nói riêng,
đặc biệt là trong tình hình sản xuất tôm hùm giống đang gặp nhiều khó khăn
như hiện nay. Vì thế, việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào nuôi tôm hùm lồng
để có thể đạt năng suất cao nhất là rất cần thiết.
Để có thể đạt được năng suất cao trong nuôi tôm hùm lồng, cần phải loại
trừ được các nguyên nhân gây bệnh cho tôm. Một trong những nguyên nhân
ấy chính là sự tồn đọng các chất thải rắn dưới đáy lồng nuôi.Việc thu gom các
chất thải rắn dưới đáy lồng nuôi tôm hùm gây ra nhiều khó khăn, bất tiện cho
người nuôi tôm hùm lồng. Đề tài: “Thiết kế kỹ thuật thiết bị hút chất thải
rắn trong lồng nuôi tôm hùm cho vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ” do
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 2 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT
Khoa Cơ Khí- Trường Đại Học Thủy Sản giao cho em sẽ góp phần giải quyết
vấn đề trên.
Sau thời gian kiên trì, khắc phục khó khăn, đến nay đề tài đã hoàn thành với
các nội dung cơ bản sau:
1. Tổng quan về công nghệ nuôi tôm hùm lồng ở vùng Duyên Hải
Nam Trung Bộ.
2. Thiết kế kỹ thuật thiết bị.
3. Thiết kế chế tạo thiết bị.
4. Kết luận và đề xuất ý kiến.
Trong thời gian thực hiện đề tài này em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ
chân tình và hiệu quả của các Thầy – các bạn và gia đình. Trước hết em xin

bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến PGS-TS Phạm Hùng Thắng và Kỹ sư
Nguyễn Danh Thoàn, các Thầy đã trực tiếp hướng dẫn thực hiện tài này. Xin
chân thành cám ơn các Thầy ở Bộ môn Chế tạo máy đã nhiệt tình giúp đỡ
em hoàn thành đề tài này. Do trình độ bản thân cũng như thời gian thực hành
nghiên cứu hạn chế và là lần đầu tiên thực hiện một đề tài có tính nghiên cứu
cao, nên chắc chắn khó tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự
góp ý tận tình của quý thầy cô và các bạn.

Nha Trang, ngày 15 tháng 06 năm 2006
Sinh viên thực hiện,

Nguyễn Lê Trọng Vinh
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 3 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT
Chương I:
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ NUÔI TÔM HÙM
LỒNG Ở VÙNG DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ.


I.1.Tổng quan về nuôi tôm hùm lồng ở vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ:
I.1.1. Hiện trạng nuôi tôm hùm lồng ở vùng Duyên Hải Nam Trung
Bộ:
- Hiện nay, tôm hùm được nuôi ở hầu khắp Việt Nam, đặc biệt nhiều ở các
tỉnh vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ, từ Quảng Bình đến Bình Thuận.
- Sự đa dạng của các đầm phá, vịnh vũng ven biển là một trong những điều
kiện thuận lợi để phát triển nghề nuôi biển nói chung và nghề nuôi tôm hùm
nói riêng. Dựa vào những đặc điểm phân bố của đường bờ và địa hình đáy
biển, ở miền trung có thể phân chia thành 3 vùng khác nhau rõ rệt:
· Vùng 1: bao gồm biển ven bờ Mũi Ròn (phía bắc Quảng Bình) đến mũi

An Lương (phía bắc Quảng Ngãi). Địa hình đáy ở đây đơn giản, bằng phẳng
thoải đều, ít bị chia cắt và không có biến đổi đột ngột. Riêng tại các khu vực
xung quanh đảo Cồn Cỏ, bán đảo Sơn Trà, quần đảo Cù Lao Chàm và đảo Lý
Sơn có địa hình thay đổi khá phức tạp.
· Vùng 2: từ mũi An Lương (Quảng Ngãi) đến mũi Sừng Trâu (Ninh
Thuận). Đây là vùng có địa hình đáy biển phức tạp nhất trong dải ven biển
Việt Nam. Đặc biệt là từ khu vực Đại Lãnh xuống tới mũi Vách Đá, mức độ
phức tạp của địa hình tăng dần. Trong vùng này hình thành những vũng vịnh
lớn như: Vũng Rô, Vịnh Văn Phong, Bến Gỏi, Vịnh Bình Can, Nha Trang,
Vịnh Cam Ranh.
· Vùng 3: Từ mũi Sừng Trâu (Ninh Thuận) đến Phan Thiết (Bình
Thuận): trong vùng này có thể phân biệt 2 khu vực có đặc điểm địa hình rất
khác nhau. (1) khu vực sát bờ ra tới độ sâu 25-30 m có địa hình đáy biển
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 4 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT
tương đối bằng phẳng, thoải đều, đôi nơi bị phân cắt bởi các rãnh ngầm chạy
song song với đường bờ; (2) khu vực quanh đảo Phú Quý có địa hình đáy bị
chia cắt phức tạp hơn với sự hiện diện của các đồi ngầm, bãi cạn và các hố
trũng đan xen nhau.
- Về hệ thống vũng, vịnh ven bờ biển Miền Trung, do chịu ảnh hưởng của các
quá trình tiến hóa địa chất vùng bờ và khu vực lục địa liền kề đã quy định sự
hình thành và phát triển của các kiểu dạng vũng, vịnh trên các đoạn bờ biển
khác nhau, được biểu hiện bằng đặc điểm hình thái và mật độ phân bố, cụ thể
như sau:
· Từ mũi Ròn đến mũi Đại Lãnh, phát triển và phân bố các kiểu đầm phá,
vũng kín như: phá Tam Giang, đầm Cầu Hai, vũng Chân Mây Đông (Huế),
vũng Đà Nẵng, vũng Dung Quất (Quảng Ngãi), đầm Trường Giang, đầm Quy
Nhơn (Bình Định), đầm Cù Mông, vũng Xuân Đài, đầm Ô Loan (Phú Yên).
· Ở phần phía Nam mũi Đại Lãnh gồm nhiều vũng, vịnh có kích thước

lớn với đặc điểm hình thái là vịnh nửa kín hoặc vịnh hở như vịnh Văn Phong-
Bến Gỏi,vịnh Bình Can-Nha Trang, vịnh Cam Ranh (Khánh Hòa), vịnh Phan
Rang (Ninh Thuận), vịnh Phan Thiết (Bình Thuận).
- Trong số các loài tôm hùm, ở khu vực này có 3 loài có tốc độ sinh trưởng
nhanh, kích cỡ lớn, màu sắc tươi sáng và giá trị xuất khẩu cao. Đó là: tôm
hùm bông ( Panulirus ornatus ), tôm hùm đá (Panulirus hormarus ) và tôm
hùm sỏi (Panulirus stipsoni ). Ngoài ra, tôm hùm lửa (Panulirus longipes )
cũng được nuôi với số lượng nhỏ. Nhìn chung, mỗi loài tôm hùm có một vùng
phân bố riêng, chẳng hạn, tôm hùm bông chủ yếu ở vùng biển Khánh Hòa,
Ninh Thuận, tôm hùm sỏi chủ yếu ở vùng Quảng Bình- Quảng Trị.
- Tình hình nuôi tôm hùm lồng tại một số địa phương ở vùng duyên hải Nam
Trung Bộ trong năm 2002:
Bảng 1: Tình hình nuôi tôm hùm lồng tại một số địa phương ở vùng duyên
hải Nam Trung Bộ trong năm 2002:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 5 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT

- Vấn đề tôm hùm giống hiện nay đang gặp rất nhiều khó khăn.Việc điều
khiển cho tôm hùm đẻ theo yêu cầu hiện tại chưa thành công nên việc cung
cấp tôm giống còn phụ thuộc nhiều vào sự đánh bắt tôm con trong tự nhiên.
- Ở vùng biển miền Trung có hai mùa: mùa xuân vào tháng tư và mùa thu vào
tháng chín là đỉnh cao nhất của mùa sinh sản của tôm hùm.
- Bãi đẻ của tôm hùm ở Việt Nam chủ yếu dọc theo giải biển ven bờ, nơi có
ghềnh đá từ cù lao Lý Sơn (Quảng Ngãi) đến đảo Phú Quý (Bình Thuận).
- Hiện nay,nơi cung cấp nhiều tôm hùm giống nhất ở Nam Trung Bộ là: Xuân
Tự, Vĩnh Lương (Khánh Hòa).
- Thường thả 10-40 con/m³ lồng, thả vào tháng hai và thu hoạch trước mùa
mưa (khoảng tháng chín).
I.1.2. Cấu trúc các loại lồng nuôi phổ biến ở Nam Trung Bộ:

v Lồng găm: thường được sử dụng ở những vùng nông, mực nước từ 3-5m.
· Khung lồng: bao gồm các cọc chính và cọc phụ.
Các cọc chính sử dụng nguyên liệu gỗ tốt ( ké, bạch đàn, keo lá tràm,…),
Æ10-15 cm, chiều dài từ 4-10 m chịu được độ mặn cao. Gỗ được bọc bên
ngoài bằng lớp nylông và được cố định bằng dây cước nhằm chống hầu bám
vào thân trụ. Số cọc chính thường khoảng 10-20 cọc/lồng.


Vạn Ninh-
Khánh Hòa
Cam Ranh-
Khánh Hòa
Sông Cầu-
Phú Yên
Vĩnh Hy-Ninh
Hải-Ninh Thuận

Tổng số hộ nuôi 1800 5681 1500 81
Tổng số lồng nuôi 5000 7168 10448 348
Diện tích nuôi (ha) 12.5 14.34 10.4 4.7
Số lượng giống (con) 200000 355000 642200 34900
Tổng sản lượng (tấn/vụ) 250 332 325 24
Năngsuấtbìnhquân(Kg/m
2
)

2.0 2.32 3.52 4.32
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 6 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT

Các cọc phụ sử dụng gỗ có chất lượng kém hơn cọc chính, Æ5-10cm. Số
cọc phụ thường khoảng 15-30 cọc/lồng.
· Lưới lồng:
Lưới lồng có nhiều kích cỡ khác nhau, phụ thuộc vào giai đoạn nuôi mà
lưới lồng có mắt lưới và kích thước khác nhau.Trong quá trình nuôi, lưới lồng
thường bị các động vật thủy sản như: cua biển, cá nóc, cá chình,… cắn rách,
làm thất thoát tôm.Vì vậy, trong quá trình thiết kế lồng, ngoài lớp lưới bên
trong, người ta còn bổ sung thêm lớp lưới thưa bên ngoài để chống thất thoát
tôm.
Các chi tiết được liên kết với nhau bằng dây cước trắng.
v Lồng chìm: thường được sử dụng ở vùng có độ sâu khoảng 6-8m.
· Khung lồng:
Khung lồng được tạo bởi các thanh sắt hàn lại với nhau. Sau khi hàn, bôi
một lớp mỡ lên khung, sau đó quấn lớp nylông ngoài để hạn chế sự oxy hóa
của nước biển.
· Lưới lồng:
Thực tế, lưới của lồng chìm được làm 3 lớp:lớp trong cùng làm bằng lưới
mùng, lớp giữa làm bằng lưới đan, lớp ngoài cùng đan bằng cước.
v Bè: thường được sử dụng ở những vùng eo biển có độ sâu ³ 8m
· Khung bè:
Khung bè được làm bằng gỗ chịu mặn tốt, Æ10-15cm, chiều dài 4-6m.
Các thanh gỗ được nối với nhau bằng đinh vít. Thông thường, số lượng các
thanh gỗ trong khoảng 6-8 thanh/1 ô bè.
Thùng phuy được sử dụng để giúp cho bè có thể nổi trên mặt nước.
Thường từ 6-8 thùng/1 ô bè.
Neo: bốn góc của bè được cố định bằng bốn chiếc neo lớn.
· Lưới bè: giống như lưới lồng.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 7 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT

Đối với bè có số lượng lồng nhiều, giữa mỗi cụm lồng thường được liên
kết với nhau bằng dây thừng Æ4cm. Mục đích của việc làm này là chống lại
sự tác động mạnh của sóng biển.
- Hiện tại, đã có nơi sử dụng lồng nuôi tôm hùm bằng vật liệu Composite.
Tùy vào từng thời kỳ sinh trưởng của tôm mà người nuôi sử dụng các lồng có
kích thước khác nhau.Thông thường, kích thước các lồng nuôi là:
· Đối với lồng ươm giống với khối lượng tôm từ < 50g lên giống
100¸200g: 1,5 x 1,5x 1(m).
· Đối với lồng nuôi với khối lượng tôm từ 100 ¸ 500g lên cỡ thương
phẩm 1¸ 1,5 kg: 2,0 x 2,0x 1,5(m) hoặc 3,0 x 3,0 x 1,5(m).
Kích thước sắt làm khung thường là Æ16 cm.
* Tất cả các loại hình lồng nuôi đều có ống cho ăn đặt giữa lồng. Ống cho ăn
dài khoảng 3-5,5 m, đường kính 100-120 mm. Ống thả thức ăn này được nối
cố định với lồng nuôi bởi các dây thừng đường kính 40 mm.



Hình 1: Mô hình lồng nuôi.
1

2

3
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 8 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT
Trong đó:
1. Lồng nuôi
2. Ống thả thức ăn
3. Các dây cố định ống thả thức ăn.

- Hình ảnh thực tế một số bè, lồng nuôi tôm hùm hiện nay:







PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 9 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT



Hình 2: Một số bè, lồng nuôi tôm hùm hiện nay.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 10 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT
I.2. Tổng quan về tập tính ăn mồi của tôm hùm:
I.2.1. Thức ăn chủ yếu của tôm hùm:
- Danh mục các loại thức ăn chủ yếu của tôm hùm:
STT

Tên địa phương của cá

Tên khoa học Giá cả trung bình(VNĐ/Kg)

Cá tạp
1

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Cá sơn
Cá liệt
Cá mối
Cá chim ấn
Cá dìa
Cá chuồn
Cá thờn bơn
Cá cơm
Cá trích
Cá đổng
Cá nục
Cá suốt
Apogon
Leiognayhus
Saurida
Psenesindicus
Siganus
Cupselurus
Cynoglossus

Stolephoras
Sardinella
Nemipterus
Decapterus
Atherina
3500
2700
4250
3000
2000
4000
4250
6000
2750
4500
2800
3250
Động vật thân mềm
13
14
15
Ốc bưu vàng
Hầu
Sò
Bilaglubosa
Ostreiavirularis
Pteriamartensii
2200
2500
1900

Giáp xác
16
17
18
Ghẹ nhỏ
Tôm nhỏ
Cua nhỏ
Portunus
Squillamaculata
Calappasp
6500
5200
4350
Các loại khác
19
20
Hải sâm
Cầu gai
Halodeima
Holothuria
1200
1600
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 11 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT
- Qua bảng trên, ta thấy thức ăn chủ yếu của tôm hùm là: cá tạp ( cá sơn, cá
liệt, cá mối,…), một số động vật có vỏ canxi (nhuyễn thể, ốc bươu, hầu,
sò,…), một số loại giáp xác (tôm, ghẹ, cua nhỏ,…). Trong đó, cá tạp chiếm
một tỷ lệ lớn và là thức ăn ưa thích của tôm hùm.
- Thức ăn chế biến: được chế sẵn từ các phụ phẩm của các ngành chế biến

thủy sản và nông nghiệp.Hiện đang được nghiên cứu để đưa vào làm thức ăn
cho tôm hùm khi nguồn thức ăn tươi không có. Nhưng cho tôm hùm ăn thức
ăn tươi vẫn là phương án tối ưu nhất, nó bảo đảm cho sự phát triển của tôm
hùm.
I.2.2. Tập tính ăn mồi của tôm hùm:
- Tôm hùm sống thành đàn, ẩn nấp trong hang, ưa khí hậu mát mẻ và bóng tối
nên thường chỉ kiếm mồi vào ban đêm.
- Tôm hùm thường không hay bơi mà chỉ bò trong nước theo dòng chảy, vì
thế nên chúng ăn mồi rất chậm.
- Tôm hùm thường tha thức ăn đi đến chỗ kín để ăn, chúng ăn từ từ, chậm rãi,
không như cá. Tôm hùm ăn nhiều vào khoảng từ chiều trở về đêm.
- Khẩu phần thức ăn cho một lồng 40 con bình quân cho cả đợt nuôi (9-10
tháng), thường là 1kg/ 1 lần/ngày.
- Kỹ thuật cho tôm ăn: thông thường, lúc tôm còn nhỏ thì cho ăn nhiều lần
trong ngày với lượng thức ăn mỗi lần ít. Khi tôm lớn thì cho ăn ít lần hơn,
nhưng lượng thức ăn trong mỗi lần ăn tăng lên. Việc cho ăn nhiều lần trong
ngày làm kích thích sự tiêu hóa của tôm tốt hơn. Thực tế, người nuôi tôm cho
ăn 2 lần / ngày đối với tôm nhỏ ( < 200g/con ) và 1 lần / ngày đối với tôm lớn
( >200g/con).
· Đối với tôm nhỏ (<200g/con): băm nhỏ thức ăn, buổi sáng cho ăn vào
lúc 6-7h, buổi chiều lúc 16-17h. Lượng thức ăn buổi chiều chiếm 2/3 lượng
thức ăn trong ngày.
· Đối với tôm lớn (>200g/con): thức ăn không cần băm nhỏ, nếu thức ăn
to quá thì nên cắt làm đôi, kích thước khoảng 20x20x5mm.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 12 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT
I.3. Tổng quan về chất thải rắn trong lồng nuôi tôm hùm:
I.3.1. Chất thải rắn trong lồng nuôi tôm hùm:
Trong lồng nuôi tôm hùm có nhiều loại chất thải rắn khác nhau. Một số chất

thải rắn chủ yếu trong lồng nuôi là:
- Phân tôm, vỏ tôm lột vác, vỏ sò, vỏ ốc, xác động vật phù du. Thành phần
này phát sinh tự nhiên trong quá trình sinh trưởng của tôm và tồn tại của nước
nơi đặt lồng nuôi. Chúng tồn tại ở dạng đặc-huyền phù và ít tan vào nước nếu
không bị khuấy trộn mạnh. Nếu thành phần này được gom lại và tách khỏi
lồng nuôi thì sẽ ít gây ô nhiễm cho môi trường lồng nuôi.
- Thức ăn dư thừa: cua, cá, mực… Các loại thức ăn thông dụng hiện nay
thường bị phân giải sau 2-2,5 giờ rải ngâm trong nước. Do chúng có thành
phần dinh dưỡng cao nên sẽ gây ô nhiễm rất khốc liệt nếu không được xử lý
kịp thời.
- Theo Đỗ Thị Hòa [5, trang 67], lượng thức ăn còn dư thừa và chất thải rắn
sau khi cho ăn chiếm khoảng 20-30% lượng thức ăn cho ăn mỗi lần. Theo
khảo nghiệm, kích thước của vật rắn lớn nhất trong lồng nuôi tôm hùm là
khoảng 20x20x5mm.


Hình 3: Thức ăn thừa và vỏ tôm lột xác


PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 13 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT

Hình 4: Sơ đồ các nguồn chất thải.
- Khi cho ăn, người nuôi thả thức ăn vào ống cho ăn nối với lồng nuôi và thực
tế cho thấy thức ăn thừa chủ yếu tập trung quanh khu vực đầu ống cho ăn và
có thể xuất hiện thức ăn thừa trên lưới gần khu vực ống cho ăn do đặc tính
của tôm hùm là tha thức ăn đi chỗ khác ăn và cũng do tác dụng đẩy của nước
biển. Như vậy, có thể thấy rằng thức ăn thừa tập trung trong một khu vực giới
hạn chứ không phân tán khắp đáy lồng nuôi.
I.3.2. Các thông số đặc trưng của chất thải rắn:
- Theo Nguyễn Trọng Nho [17, trang 92], ta có bảng trọng lượng riêng của
một số chất thải rắn chủ yếu có trong lồng nuôi tôm hùm như sau:



Chất thải rắn lắng tụ
Phân tôm
Thức ăn dư thừa
Xác tôm lột
Xá động vật

p
hù du

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 14 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT
Trọng lượng riêng (kG/m
3
)
Vỏ tôm 1125
Vỏ sò 1200
Xương cá 1165
Hạt rắn và huyền phù 1130,5

Trong khi tính toán, ta tính toán cho vật rắn có trọng lượng riêng lớn nhất.
Nên theo bảng trên, ta chọn trọng lượng riêng của vật rắn dưới đáy lồng nuôi
tôm hùm là: g
b
= 1200 kG/m
3
.
· Trọng lượng riêng của nước trong:
n
g
= 1000 kG/m
3
. [7, trang 252,
bảng1.2].
· Hệ số nhớt động học của nước:
n
n
= 0,805.10

-6
m
2
/s.[7, trang 254]
· Hệ số nhớt của nước;
m
= 8,1646.10
-5
kG.s/m
2
. [7, trang254,bảng 1.5].
- Các tính chất cơ học của chất thải rắn:
Mỗi hạt tạp chất không hòa tan có trọng lượng riêng lớn hơn trọng
lượng riêng của nước, khi lắng sẽ chịu tác dụng của hai lực: trọng lượng bản
thân và lực cản xuất hiện khi hạt chuyển động dưới tác dụng của trọng lượng.
Mối tương quan giữa hai lực đó sẽ quyết định giá trị tốc độ lắng của vật rắn.
Trọng lượng P của vật rắn phụ thuộc vào khối lượng, kích thước và tỷ trọng
của nó. Lực cản P
1
phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, tốc độ của vật rắn và
độ nhớt của nước.
Tốc độ lắng của mỗi chất thải rắn riêng biệt có thể coi là đều trong suốt
thời gian lắng bởi vì gia tốc rơi tự do cân bằng với lực cản môi trường. Khi đó
tốc độ lắng của các hạt riêng biệt trong nước ở trạng thái tĩnh có thể xác định
từ điều kiện cân bằng của các lực tác dụng đối với hạt .
P
1
= P
Ta có công thức tính độ lớn thủy lực của hạt rắn là:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Đề Tài Tốt Nghiệp - 15 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT
u
0
=
(
)
0
6

jg
ggp
n
nr
dg-
(I-1) ; [4]
Trong đó:
g - gia tốc trọng trường; g = 9,81 m/s
2
.
0
j
- hệ số sức cản,
0
j
không phải là một đại lượng cố định mà nó phụ
thuộc vào số Râynôn xác định theo công thức:
R
e
=

m
j
du
00
; [4].
R
e
– hằng số Râynôn.
Ngoài ra:
R
e
=
18
r
A
(I-2) ; [4].
A
r
– hằng số Acsimét.
Với A
r
=
(
)
g
d
n
nr
gm
gg

.
.
2
3
-
(I-3); [4].
Ta có:
Trọng lượng riêng của vật rắn:
b
g
= 1200 kG/m
3
.
Trọng lượng riêng của nước trong:
n
g
= 1000 kG/m
3
.
Hệ số nhớt của nước:
m
= 8,1646.10
-5
kG.s/m
2
.
Gia tốc trọng trường: g = 9,81 m/s
2
.
Thay thế các giá trị trên vào công thức (I-3) ta được:

A
r
=
(
)
g
d
n
nr
gm
gg
.
.
2
3
-
=
33
5
(20.10).(12001000)
.9,81
8,1646.10.1000
-
-
-
= 0,5504.
Thay giá trị A
r
= 0,5504 vào công thức (I-2) ta có hằng số Râynôn là:
R

e
=
18
r
A
=
18
5504,0
= 0,0306 < 1.
Với R
e
< 1 ta có hệ số sức cản
0
j
tính theo công thức sau:

e
R
p
j
.3
0
= (I-4) ; [4]
Thay R
e
= 0,0306 vào công thức (I-4) ta được:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 16 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT
===

0306,0
.3.3
0
p
p
j
e
R
307,843.
Thay giá trị
0
j
= 307,843 vào công thức (I-1) ta tính được độ lớn thủy lực của
hạt cặn:
u
0
=
(
)
0
6

jg
ggp
n
nr
dg-
=
()
3

.12001000.9,81.20.10
6.1000.307,843
p
-
-
= 0,8.10
-3
m/s
Vậy u
o
= 0,8 mm/s.
Song, hình dạng các vật rắn trong nước ở trạng thái lơ lửng rất đa dạng
và không phải là hình cầu. Do vậy người ta đưa ra khía niệm bán kính tương
đương – tức là bán kính bằng bán kính hạt hình cầu có tốc độ lắng và tỷ trọng
ở nhiệt độ t = 15
o
C.
Bán kính tương đương của hạt thay đổi theo vị trí khi lắng, đặc biệt là các hạt
không phải là hình cầu.
Ngoài ra, quá trình lắng được thực hiện không phải trong điều kiện
nước tĩnh mà nước luôn chuyển động.
Như vậy tốc độ lắng thực tế của các vật rắn bé hơn tốc độ u
o
( xác định
trong phòng thí nghiệm ) và bằng u
o
– W ( W – tốc độ thành phần đứng rối ,
phụ thuộc vào chiều sâu bể lắng và tốc độ nước chảy ) .
Giáo sư Jukov A.L đưa ra phương trình xác định thành phần đứng rối trong
các bể lắng khi tốc độ tính toán < 20 mm/s .

W = kV
n
.
Trong đó :
k = const .
n = f ( v ).
Cho đến nay , người ta vẫn chưa biểu thị tất cả các yếu tố ảnh hưởng phức
tạp về hóa lý và thủy lực của quá trình lắng bằng một phương trình toán học .
Do đó quá trình lắng động học chỉ có thể xác định bằng thực nghiệm .
Tốc độ lắng phụ thuộc vào số lượng và khả năng kết tụ của các vật rắn .
Hàm lượng bẩn càng cao thì tốc độ lắng càng lớn ( hình 5 ).[12]
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 17 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT


Hình 5:Biểu đồ quan hệ giữa lượng cặn lắng
với vận tốc lắng và thời gian lắng.
Quá trình lắng không làm thay đổi tính chất vật lý của bã, như cấu trúc hạt,
khối lượng riêng, độ nhớt, nếu không có quá trình gia nhiệt và trợ lắng. Theo
Stockes thì vận tốc lắng tăng khi chuyển từ quá trình tĩnh sang động, bằng
cách tạo thêm một trường lực như lực ly tâm. Ngoài ra bề mặt lắng và vận tốc
rơi tự do của vật rắn cũng ảnh hưởng đến khả năng lắng.
I.4. Xác định các yêu cầu kỹ thuật cơ bản của thiết bị:
- Hút được trên 80-90% chất thải rắn. Đặc biệt là phải hút cho được hết các
thức ăn còn thừa, vì chúng là nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm nguồn nước
nuôi.
- Kết cấu thiết bị hút chất thải phải đủ kín để có thể có được hiệu suất hút cao
nhất.
- Dễ sử dụng khi vận hành.

- Chi phí rẻ , độ bền cao và chống được sự ăn mòn của nước biển.
- Có kết cấu đơn giản , dễ chế tạo.
- Dễ thao tác khi lắp ráp, gá đặt.
- Chi phí chế tạo thấp.



PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 18 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT
Chương II:
THIẾT KẾ KỸ THUẬT THIẾT BỊ


II.1. Lựa chọn phương án thiết kế:
II.1.1. Phân tích các phương án hiện hành:
Hiện tại, chưa có các phương án áp dụng khoa học kỹ thuật nào được đưa vào
để xử lý các chất thải rắn trong lồng nuôi tôm hùm.Việc xử lý chất thải rắn
này gây rất nhiều khó khăn cho người nuôi. Thông thường, họ phải cho người
lặn xuống đáy lồng, gom chất thải lại và dùng tay vợt vớt lên.Thực tế, đối với
lồng nuôi tôm < 200g/con, vệ sinh lồng 1 lần/tuần. Đối với tôm có khối lượng
200 ¸ 400g/con thì 1-2 tháng mới vệ sinh lồng 1 lần. Còn đối với tôm >
400g/con thì chỉ vệ sinh lồng khi thấy thức ăn thừa trong lồng quá nhiều. Do
đó, chất thải trong lồng nuôi không được xử lý kịp thời, làm cho độ trong của
nước giảm, ảnh hưởng đến môi trường nước, gây ra nhiều bệnh cho tôm và
ảnh hưởng lớn đến chất lượng nuôi tôm. Chính vì thế, cần phải có thiết bị để
hút chất thải rắn của lồng nuôi tôm hùm ra khỏi dòng nước nuôi.
II.1.2 Xây dựng phương án thiết kế:
Đây là thiết bị hút chất thải rắn, nhưng chức năng chủ yếu của thiết bị này
chính là phải hút cho được lượng thức ăn còn thừa sau khi cho tôm ăn vì trong

lồng nuôi tôm hùm, chất thải chủ yếu chính là thức ăn còn thừa, tôm không ăn
nữa. Căn cứ vào yêu cầu của thực tế, em xin đề xuất các phương án thiết kế
thiết bị hút chất thải rắn dưới đáy lồng nuôi tôm hùm như sau:





PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 19 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT
- Phương án 1:
* Mô hình:


Hình 6: Mô hình thiết bị phương án 1.
Trong đó:
1. Lồng nuôi.
2. Bộ Ejector.
3. Bơm.
4. Xyclon chứa chất thải.
5. Van xả chất thải.


PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 20 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT
* Nguyên lý hoạt động:
Khi bơm 3 hoạt động, theo nguyên lý của Ejector, do có sự chênh lệch áp
suất rất lớn giữa ống hút nối trực tiếp với lồng và ống hút của bộ Ejector 2,

chất thải rắn từ lồng nuôi 1 được hút vào ống hút và đường ống đẩy của bơm
sẽ đẩy các chất thải này theo đường ống lên đến xyclon 4 và chất thải được
tháo ra ngoài xử lý qua van xả chất thải 5.
* Ưu điểm:
- Chất thải được đẩy trực tiếp lên thùng chứa.
- Hoạt động đơn giản.
* Nhược điểm:
- Tổn thất dọc đường và tổn thất qua các khuỷu ống tương đối lớn.
- Ống hút chất thải đặt cố định nên hiệu suất hút không cao.
- Khi thiết bị ở phương án này để lâu trong nước biển, độ bền của thiết bị sẽ
giảm đáng kể do chịu sự tác động của nước biển và các sinh vật biển sống
xung quanh lồng nuôi.
- Vì hệ thống ống hút, đẩy chất thải nằm dưới nước nên rất khó khăn cho
việc lắp đặt, điều chỉnh và sửa chữa.
- Bộ Ejector khá phức tạp trong việc chế tạo, điều chỉnh khe hở và lắp đặt.










PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 21 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT
- Phương án 2:
* Mô hình:

Hình 7: Mô hình thiết bị phương án 2.
. Trong đó:
1. Lồng nuôi.
2. Bộ Ejector.
3. Bơm.
4. Xyclon chứa chất thải.
5. Ống mềm.
6. Van xả chất thải.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 22 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT
* Nguyên lý hoạt động:
Khi bơm 3 hoạt động, theo nguyên lý Ejector, chất thải rắn từ lồng nuôi 1
được hút vào ống hút của bộ Ejector 2, đường ống đẩy của bơm 3 sẽ đẩy các
chất thải này theo đường ống đến xyclon 4 và chất thải được tháo ra ngoài xử
lý qua van xả 6. Ống mềm 5 giúp ta có thể di chuyển ống hút của thiết bị để
hút chất thải.
* Ưu điểm:
- Hiệu suất cao hơn so với thiết bị ở phương án 1do ít chịu tổn thất hơn và ở
phương án này có ống mềm nối vào ống hút nên có thể di chuyển ống hút để
hút chất thải.
- Thiết bị đặt trên mặt nước nên độ bền cao; dễ lắp đặt, kiểm tra và dễ sửa
chữa khi cần thiết.
- Hoạt động đơn giản.
* Nhược điểm:
- Ở phương án này, chất thải được hút lên đến vòi phun, sau đó được đẩy
vào thùng chứa. Do các chất thải rắn ở lồng nuôi tôm hùm có kích thước khá

lớn ( khoảng 20mm ) nên để hút được chất thải, đường kính của vòi phun ở bộ
Ejector phải lớn hơn 20mm. Điều này sẽ làm cho sức hút giảm, do đó hiệu
suất của thiết bị này giảm đáng kể.
- Kết cấu bộ Ejector khá phức tạp, vì thế, quá trình tính toán, chế tạo rất khó
khăn.
- Tuy hiệu suất co cao hơn so với phương án 1, nhưng theo [13, trang 185],
hiệu suất của bộ Ejector khi hút không cao ( khoảng 27-35%).





PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đề Tài Tốt Nghiệp - 23 - GVHD: PGS.TS. Phạm Hùng Thắng
SVTH: Nguyễn Lê Trọng Vinh Lớp 43CT
- Phương án 3:
* Mô hình:


Hình 8: Mô hình thiết bị phương án 3.
Trong đó:
1. Lồng nuôi.
2. Bộ Ejector.
3. Bơm.
4. Xyclon chứa chất thải.
5. Ống mềm.
6. Van xả chất thải.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com