Thiết kế kỹ thuật thiết bị tách chất thải đặc trong ao nuôi thủy sản thâm canh

- 1 -
MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU 3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ NUÔI THỦY SẢN THÂM CANH 5
1. Tổng quan về kỹ thuật nuôi thủy sản thâm canh 5
1.1 Khái niệm 5
1.2 Kỹ thuật nuôi thâm canh trong ao đất 5
2. Tổng quan về chất thải đặc trong ao nuôi thủy sản thâm canh 6
2.1 Nguồn gốc hình thành 6
2.2 Tác hại của chất thải đặc trong ao nuôi thủy sản thâm canh 7
2.3 Các thông số đặc trưng và các tính chất cơ học của chất thải đặc 8
3. Phương pháp xử lý chất thải đặc trong công nghệ nuôi hiện hành 11
3.1 Phương án tách lọc thông thương 11
3.2 Phương án tách lọc sinh học 12
CHƯƠNG 2
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 13
1. Phân tích kỹ thuật các thiết bị tách lọc chất thải rắn hiện hành 13
1.1 Trong sản xuất thủ công nhỏ 13
1.2 Trong sản xuất lớn kiểu công nghiệp 17
2. Lựa chọn phương án thiết kế 22
2.1 Phương án 1 23
2.2 Phương án 2 25
2.3 Phương án 3 26
CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ KỸ THUẬT THIẾT BỊ 28
1. Xây dựng sơ đồ nguyên tắc làm việc của thiết bị 28
1.1 Sơ đồ nguyên tắc làm việc chung 28
1.2 Nguyên tắc làm việc của thiết bị 28
1.3 Yêu cầu kỹ thuật cơ bản 29

2. Các giải pháp tối ưu đi kèm thiết bị 29
- 2 -
2.1 Sử dụng chất keo tụ PAC 29
2.2 Kết hợp bình định lượng với chất keo tụ PAC 31
2.3 Sử dụng nguồn động lực từ động cơ nhiệt 31
2.4 Sử dụng vật liệu Composite 32
3. Đề xuất xuất mô hình cải tiến theo thí nghiệm và tính toán 33
3.1 Mô hình cải tiến đề xuất 33
3.2 Thí nghiệm và tính toán theo mô hình 33
4. Phương án thiết kế hoàn chỉnh thiết bị 36
4.1 Thân 36
4.2 Bộ phận hút chất thải 36
4.3 Thiết kế kỹ thuật bộ phận (thùng) thu hồi nước 44
4.4 Thiết kế kỹ thuật thùng lọc chính 44
4.5 Thiết kế kỹ thuật nắp xyclon 47
4.6 Thiết kế kỹ thuật xyclon thành phần 47
5. Xây dựng các bản vẽ kỹ thuật 49
CHƯƠNG 4
LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CÁC CHI TIẾT CƠ BẢN . 50
1. Phân tích khả năng gia công và định dạng sản xuất 50
1.1 Phân tích khả năng gia công 50
1.2 Định dạng sản xuất 50
2. Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo xyclon thành phần 54
2.1 Nguyên công 1 54
2.2 Nguyên công 2 54
3. Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo chi tiết thùng lọc 54
3.1 Nguyên công 1 54
3.2 Nguyên công 2 54
3.3 Nguyên công 3 55
3.4 Nguyên công 4 55

CHƯƠNG 5
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO 57
- 3 -

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, ngành thủy sản nói chung và nuôi trồng thủy sản
nói riêng có những bước phát triển rất nhanh đem lại giá trị to lớn về mặt kinh tế
cho đất nước. Để có được kết quả như thế chính là nhờ áp dụng kịp thời những tiến
bộ khoa học kỹ thuật của nhiều lĩnh vực trong đó có sự đóng góp quan trọng của
ngành công nghiệp được thể hiện rõ nét qua những dự án và rất nhiều máy móc
phục vụ cho nuôi trồng thủy sản ra đời. Đây không chỉ là điều thật sự cần thiết cho
sự phát triển của riêng ngành thủy sản mà còn là động lực rất lớn cho cả ngành công
nghiệp vốn phát triển rất chậm ở nước ta.
Xu hướng phát triển hiện nay là các loại máy móc ít nhiều đều có tính chất tự
động hoặc bán tự động. Đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất hàng tiêu dùng và sản xuất
thực phẩm, các hệ thống máy tự động đang ngày càng phát triển chiếm vai trò then
chốt trong việc làm giảm giá thành sản phẩm và tăng năng suất lao động. Tuy nhiên,
lâu nay thị trường này vốn quen thuộc về các nhà sản xuất thiết bị nước ngoài với
rất nhiều ưu thế về công nghệ và kinh nghiệm, việc sản xuất máy móc trong nước
không đáp ứng tốt về mặt chất lượng và năng suất mặc dù vẫn có ưu thế về giá
thành. Vì vậy, đòi hỏi bức bách đối với lớp kỹ sư trẻ hiện nay là phải thiết kế những
loại máy ngày càng tốt hơn trên cơ sở kế thừa những thành tựu đạt được của những
đàn anh đi trước và mạnh dạn áp dụng các tiến bộ kỹ thuật mới nhất của thế giới
vào việc thiết kế và tiến tới chế tạo các loại máy móc đa dạng đáp ứng nhu cầu của
sản xuất và đời sống.
Trước xu hướng đó, bộ môn Chế tạo máy – Khoa Cơ khí – Trường ĐH Nha
Trang đã đưa ra một số đề tài và thiết kế chế tạo một số máy móc thiết bị phục vụ
cho ngành nuôi trồng thủy sản. Một mặt giúp sinh viên làm quen với công việc của

một kỹ sư sau khi ra trường, vận dụng hết tất cả những kiến thức chuyên môn đã
học được kết hợp với điều kiện kinh tế và tình hình thực tế để đưa ra một phương án
thiết kế khả thi nhất. Mặt khác, góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp
và thủy sản nước nhà.
Được sự đồng ý của Khoa cơ khí, em nhận được đề tài: “Thiết kế kỹ thuật
thiết bị tách chất thải đặc trong ao nuôi thủy sản thâm canh” dưới sự hướng dẫn
của thầy PGS.TS Phạm Hùng Thắng và sau một thời gian làm việc đến nay đề tài
đã hoàn thành với các nội dung cơ bản sau đây:
- 4 -
Chương 1: Tổng quan về công nghệ nuôi thủy sản thâm canh.
Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế.
Chương 3: Thiết kế kỹ thuật thiết bị.
Chương 4: Lập quy trình công nghệ gia công các chi tiết cơ bản.
Chương 5: Kết luận và đề xuất.
Trong quá trình thực hiện đề tài này, em đã nhận được sự cổ vũ và giúp đỡ
nhiệt tình về mặt tinh thần cũng như vật chất từ gia đình, bạn bè và thầy cô. Trước
hết, em xin chân thành cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy PSG.TS Phạm Hùng Thắng
và KS.Vũ Ngọc Chiên đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em thực hiện đề tài này
đến giờ phút cuối cùng. Bên cạnh đó, em cũng gởi lời cảm ơn đến xưởng cơ khí và
bộ môn Chế tạo máy đã tạo điều kiện hết sức thuận lợi cho em được thực hiện đề tài
trong thời gian qua.
Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, nhưng do trình độ hiểu biết và kinh nghiệm
thực tế còn hạn chế cộng với việc đây là lần đầu tiên thiết kế chế tạo máy công
nghiệp nên chắc rằng sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Nhưng hy vọng rằng với
sự chỉ bảo tận tình của các thầy và sự nổ lực tự thân của các kỹ sư trẻ, trong tương
lai gần chúng ta sẽ tự sản xuất được những loại máy đáp ứng được đòi hỏi của thị
trường. Kính mong được sự góp ý và chỉ bảo của quý thầy.
Em xin chân thành cảm ơn!

Nha Trang, ngày 20 tháng 12 năm 2009

Sinh viên thực hiện

Bùi Thanh Tùng
- 5 -
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ NUÔI THỦY SẢN
THÂM CANH
1. Tổng quan về kỹ thuật nuôi thủy sản thâm canh
1.1 Khái niệm:
Nuôi thủy sản thâm canh là hình thức nuôi bằng cách đầu tư thêm về phân
bón, phương pháp, khoa học kỹ thuật để tăng năng suất trên một diện tích ao nuôi.
Thủy sản nuôi được chăm sóc hoàn toàn bởi thức ăn chế biến, nguồn thức ăn
tự nhiên trong ao nuôi không đáng kể.
Mật độ thủy sản thả nuôi thường rất cao, dao động từ 10
¸
100 con / m
2
hay
30
¸
150 con / m
3
.
Phương tiện sử dụng nuôi thường nhỏ, ao đất dao động từ 100
¸
1000 m
2
.
1.1.1 Ưu điểm:
Ao nuôi nhỏ nhưng cho năng suất rất cao

1.1.2 Nhược điểm:
- Ô nhiễm môi trường nước
- Dịch bệnh
- Mức độ đầu tư vào hệ thống nuôi rất cao như: vốn, công nhân, giống,
thức ăn và quản lý.
1.2 Kỹ thuật nuôi thâm canh trong ao đất:
1.2.1 Xác định vị trí ao nuôi:
- Ao nuôi phải có nền đất tốt, không phèn hoặc mức độ phèn không đáng
kể, không bị rò rỉ nước
- Gần nguồn cấp nước, có thể giúp cho việc cấp và thoát nước dễ dàng
- Gần đường giao thông giúp cho việc vận chuyển vật tư, trang thiết bị, con
giống, thức ăn và tiêu thụ sản phẩm được dễ dàng.
1.2.2 Hoạt động chuẩn bị ao nuôi:
- Tát cạn nước ao nuôi
- Diệt hết dịch hại (rắn, cá dừ…)
- Bón vôi theo tỉ lệ: 7
¸
10 Kg / m
2
hoặc 10
¸
15 Kg / m
3

- Phơi ao khô 5
¸
7 ngày
- 6 -
- Trước khi thả thủy sản 2
¸

3 ngày, lấy nước vào ao qua lưới lọc và duy
trì ở mức nước 1,2
¸
1,5 m.
1.2.3 Thức ăn cung cấp cho cả hệ thống nuôi:
a) Thức ăn tự chế biến:
Sử dụng các nguồn nguyên liệu là phụ phẩm công nghiệp kết hợp với các
loại tôm, cua, cá tạp để chế biến thức ăn. Tùy theo loài và các giai đoạn phát triển
của thủy sản thả nuôi sẽ quyết định tỉ lệ % các thành phần nguyên liệu cho việc phối
chế để có hàm lượng protein của công thức thức ăn thích hợp cho sự tăng trưởng
của thủy sản và tính hiệu quả của mô hình nuôi.
b) Thức ăn viên:
- Chất lượng rất tốt
- Môi trường nuôi thường ít bị ô nhiễm
1.2.4 Khẩu phần và tần suất cho ăn:
- Khẩu phần nuôi thâm canh thường dao động từ 3
¸
20 % / ngày / tổng
trọng lượng thủy sản nuôi
- Tần suất cho ăn tùy theo loài nuôi và giai đoạn phát triển của cá nuôi.
Thông thường dao động từ 2
¸
4 lần / ngày / tổng lượng thức ăn cung cấp.
2. Tổng quan về chất thải đặc trong ao nuôi thủy sản thâm canh
2.1 Nguồn gốc hình thành:
Chất thải đặc trong ao nuôi thủy sản thâm bao gồm hai loại sau đây: chất thải
đặc vô và chất thải mềm hữu cơ.
Chất thải lắng tụ trong ao phát sinh từ nhiều nguồn gốc khác nhau và có sự
khác biệt giữa các ao nuôi, bao gồm:
2.1.1 Thức ăn thừa:

Thức ăn thừa là mầm mống, là nguyên nhân chinh gây nên hàng loạt các loại
bệnh cho thủy sản. Theo điều tra, có trên khoảng 50
¸
60 % thức ăn cho thủy sản là
thức ăn thừa, và theo nghiên cứu của GS.TS Nguyễn Trọng Nho thì lượng thức ăn
thừa này có trong chất thải lắng tụ trong ao nuôi tôm có thể chiếm đến 30
¸
40 %
lượng chất thải trong ao. Với công nghệ nuôi thâm canh hiện nay thì lượng thức ăn
thừa này ngày qua ngày càng chồng chất sẽ làm ung thối môi trường nước, làm tăng
lượng Amoniac NH
3
và gây mầm bệnh.
Do đó vấn đề giải quyết thức ăn thừa trong ao nuôi thủy sản thâm canh hiện
đang là mối quan tâm của nhiều cá nhân và tổ chức nghiên cứu.
2.1.2 Phân tôm, xác tôm lột, xác chết của phiêu sinh vật:
- 7 -
Đây là một trong những thành phần góp phần không nhỏ đến sự ô nhiễm môi
trường, màu của nước trong ao nuôi thủy sản. Thành phần này được phát sinh tự
nhiên trong quá trình sinh trưởng và phát triển của tôm, môi trường nước. Chúng
tồn tại dưới dạng đặc – huyền phù ít tan trong nước và thường kết với nhau thành
mảng bị tơi ra khi khuấy trộn mạnh rồi kết lại có trọng lượng riêng lớn hơn nước.
Do hình thức nuôi thủy sản thâm canh với sự tiến bộ của khoa học công nghệ nên
thủy sản được cho ăn nhiều lần trong ngày và do đó phân chúng thải ra nhiều cùng
với sự tăng trưởng mạnh lên.
Phân là nguồn thức ăn dồi dào cho phiêu sinh vật và theo logic phát triển đó
tạo thành chất thải trong ao nuôi thủy sản.
2.1.3 Dung dịch hữu cơ:
Đây là một trong những nguồn thức ăn dồi dào cho các vi khuẩn gây bệnh
trực tiếp và gây ảnh hưởng đến màu nước của vôi. Vấn đề này theo kết quả nghiên

cứu của PSG.TS Bùi Lai thì đây là thành phần chất thải hữu cơ hòa tan vào nước
nuôi trong quá trình nuôi. Chúng khó tách khỏi môi trường nước nuôi nhưng lại dễ
bị phân hủy dưới tác dụng của các chất phân hủy sinh học (EM).
2.1.4 Các nguồn gốc khác:
- Đất ao bị xói mòn do dòng chảy của nước
- Đất từ bờ ao bị rửa trôi
- Các loại vôi, khoáng chất
- Chất lơ lửng do nguồn nước cấp
Trong các nguồn gốc sinh ra chất thải lắng tụ trong ao thì chất thải sinh ra từ
sự xói lở ao nuôi có thể góp phần đáng kể vào sự hình thành chất lắng tụ nhưng
chúng thường không là nguồn gốc chính của sự hình thành chất hữu cơ. Chất hữu
cơ có nguồn gốc chủ yếu từ phân tôm, thức ăn thừa và xác chết của phiêu sinh vật.
Hệ thống ao nuôi có năng suất cao thì lượng chất thải hữu cơ tích tụ càng nhiều.
Cho nên hệ thống ao nuôi năng suất cao đòi hỏi phải có sự quản lý chặt chẽ sự tồn
tại chất thải lắng tụ trong ao nuôi thủy sản.
2.2 Tác hại của chất thải đặc trong ao nuôi thủy sản thâm canh:
Chất thải lắng tụ trong ao nuôi thủy sản sinh ra hai sản phẩm chính có tính
độc cao là NH
3
và H
2
S.
Khí NH
3
sinh ra do sự bài tiết của tôm và sự phân hủy chất đạm có trong các
vật chất hữu cơ ở điều kiện hiếu khí (tức là điều kiện có oxy) và yếm khí (tức là
điều kiện không có oxy).
- 8 -
Khí H
2

S chỉ sinh ra từ các chất hữu cơ lắng tụ khi phân hủy trong điều kiện
yếm khí. Những lớp đất yếm khí có chất hữu cơ thường có màu đen đặc thù do sự
hiện diện của các hợp chất sắt khử. Nếu H
2
S hiện diện trong ao nuôi ở nồng độ cao,
ta có thể nhận ra bằng đặc điểm có mùi trứng thối đặc trưng của nó. Tuy nhiên khi
nồng độ H
2
S cao đủ để phát hiện bằng mùi thối thì có lẽ chúng đã vượt trên mức
gây độc cho tôm.
Trong khi tất cả các ao nuôi có khuynh hướng sinh ra NH
3
nhất là khi đến
tháng nuôi thứ 3 nhưng không phải tất cả các sao đều sinh ra H
2
S. Khí H
2
S thường
sinh ra nhiều nhất trong ao nuôi được xây dựng trên vùng đất rừng ngập mặn hay
những ao dọn tẩy không triệt để. Tính độc của NH
3
và H
2
S còn tùy thuộc vào nồng
độ của chúng, độ pH và các thông số khác. NH
3
trở nên độc hơn khi pH cao, còn
H
2
S độc khi pH thấp.

Ngoài việc sinh ra chất độc thì chất thải là nơi phát sinh các dòng vi khuẩn
gây bệnh cho tôm đặc biệt là các bệnh đen mang, mòn đuôi, cụt râu,…Sự hiện diện
của các dòng vi khuẩn và phiêu sinh vật trong ao nuôi thể hiện sự phân hủy tự nhiên
của các chất độc và chất thải trong ao nuôi.
Các quá trình phân hủy bị ảnh hưởng bởi hàm lượng oxy hòa tan trong ao,
nhiệt độ và dòng chảy. Nếu chất thải hình thành nhanh hơn tốc độ phân hủy thì sự
tích tụ sẽ xuất hiện trong ao. Nếu trường hợp xảy ra thì có thể dẫn đến hiện tượng
điều kiện trong ao không thích hợp.
Do vậy muốn nuôi thủy sản trong ao nuôi thâm canh thì tách lọc chất thải
đặc là một trong những vấn đề vô cùng quan trọng quyết định đến năng suất nuôi.
2.3 Các thông số đặc trưng và các tính chất cơ học của chất thải đặc:
2.3.1 Các thông số đặc trưng của chất thải đặc:
- Khối lượng riêng của hạt chất thải đặc:
b
g
= 1200 kg/m
3

- Khối 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

- Đường kính hạt cặn cần tách khỏi nước: d = 0,00005
¸
0,00008 m
2.3.2 Các tính chất cơ học của chất thải đặc:
Mỗi hạt chất thải đặc không hòa tan trong nước có trọng lượng riêng lớn hơn
trọng lượng riêng của nước. Khi lắng hạt sẽ chịu tác động của hai lực, đó là trọng
lượng bản thân P và lực cản P
1
xuất hiện khi hạt chuyển động dưới tác dụng của
trọng lượng P.
- 9 -
Trọng lượng P của hạt phụ thuộc vào khối lượng riêng và kích thước bản
thân. Lực cản P
1
phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, tốc độ của hạt và độ nhớt của
nước.
Tốc độ lắng của mỗi hạt 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 = P
1

Ta có công thức tính độ lớn thủy lực của hạt đặc là:
U
0
=
(
)

0
6

jg
ggp
n
nr
dg-
(1-1); [4]
Trong đó:
g = 9,81 m/s
2
– gia tốc trọng trường
0
j
– hệ số sức cản, nó phụ thuộc vào số Râynôn xác định theo công thức:
R
e
=
m
j
du
00
(1-2); [4]
Với R
e
là hằng số Râynôn
Mặt khác:
R
e

=
18
r
A
(1-3); [23]
Với A
r
=
(
)
g
d
n
nr
gm
gg
.
.
2
3
-
(1-4); [23] – hằng số Acsimet
Ta có:
Khối lượng riêng của hạt rắn :
b
g
= 1200 kg/m
3

Khối 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

Đường kính của hạt cặn cần tách : d = 0,00005
¸
0,00008 m
Thay thế các giá trị trên vào công thức (1-4) ta được: A
r
= 0,5504.
Thay giá trị A
r
= 0,5504 vào công thức (1-3) 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:
- 10 -
e
R
p
j
.3
0
= (1-5); [4]
Thay R
e
= 0,0306 vào công thức (1-5) ta được:
===
0306,0
.3.3
0
p
p
j
e
R

307,843
Thay giá trị
0
j
= 307,843 vào công thức (1-1) ta tính được độ lớn thủy lực
của hạt đặc:
U
0
=
(
)
0
6

jg
ggp
n
nr
dg-
=
(
)
843,307.1000.6
10.5.81,9.10001200.
5-
-
p
= 0,4.10
-2
m/s

Vậy U
o
= 0,4 mm/s
Song hình dạng các hạt 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
0
C.
Bán kính tương đương của hạt thay đổi theo vị trí 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 hạt cặn bé hơn tốc độ U
o
(xác định trong
phòng thí nghiệm) và bằng U
o
– W (W là 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 nhỏ hơn 20 mm/s:
W = kV
n

Với:
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.

Theo thực nghiệm, thời gian lắng cần thiết xác định theo công thức:
t =
0
6,3 U
H

Trong đó:
- 11 -
H – chiều sâu công tác của bể lắng
U
0
– Tốc độ lắng mm/s
Tốc độ lắng phụ thuộc vào số lượng và khả năng kết tụ của các hạt cặn. Hàm
lượng bẩn (chất thải) càng cao thì tốc độ lắng càng tốt.
2.3.3 Tính lắng của khối hạt chất thải:
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
hạt rắn cũng ảnh hưởng đến khả năng lắng. Hình 1-1 biểu thị quá trình lắng đứng và
lắng nghiêng.

Hình 1-1. Quá trình lắng đứng và lắng nghiêng
Trong ống thẳng các hạt rắn lắng trên toàn bộ tiết diện ống, còn trong ống
nghiêng thì quá trình lắng xảy ra theo dọc ống. Vì vậy, lắng nghiêng sẽ nhanh hơn
và chất thải sẽ trải dọc theo thành ống còn nước trong được hình thành phía trên. Do
đó bã sẽ trượt dọc thành dồn xuống dưới và nước trong được dâng lên trên. Quá
trình lắng được lặp lại liên tục nên thời gian lắng nhanh hơn. [2]
3. Phương pháp xử lý chất thải đặc trong công nghệ nuôi hiện hành:
3.1 Phương án tách lọc thông thường: [21]

Trong công nghệ nuôi, ngoài biện pháp nuôi thủy sản thay nước tích cực (áp
dụng cho những vùng dồi dào nước mặn), người ta còn ứng dụng biện pháp nuôi
tiên tiến ít thay nước, có hệ thống tuần hoàn khép kín (áp dụng cho những vùng
hiếm nước mặn). Vấn đề thu hồi chất thải rắn, tận thu và làm sạch nước mặn để
phục vụ ao nuôi tôm đang được nhiều người quan tâm giải quyết.
Một số nơi khác người ta nuôi tôm sú ít thay nước có hệ thống tuần hoàn
khép kín. Hệ thống này gồm có ao nuôi (chiếm 40 ÷50% Tổng DT ) ao sử lý nguồn
- 12 -
nước cấp (chiếm 15% TDT), ao lắng (chiếm 15-20 % TDT), ao chứa (chiếm 20÷25
% TDT).
Mô hình nuôi tôm như trên chỉ áp dụng được với mật độ nuôi trung bình.
3.2 Phương án tách lọc sinh học: [21]
Ở các nước như Đài Loan, Philippines, Thái Lan, gười ta đã ứng dụng hệ
thống ao nuôi tôm sú có nước chảy tuần hoàn từ ao nuôi tôm sang ao lắng rồi sang
ao lọc sinh học. Sau đó dùng bơm đưa nước đã lọc từ ao sinh học về ao nuôi.
Hệ thống làm sạch nước hoàn toàn khép kín (nước bổ sung rất ít), hầu như
cách ly với nguồn nước bên ngoài, vì thế hạn chế được mầm bệnh lây lan. Trong ao
sinh học có thể trồng rong biển, thả nhuyễn thể và cá rôphi để làm sạch và cân bằng
lại môi trường nước. Qua ao lọc sinh học các chất như bùn hữu cơ, kim loại nặng,
các khí độc NH
3
, H
2
S giảm đáng kể.
Với mô hình nuôi như trên thì cho phép nuôi tôm ở mật độ cao.
Nuôi tôm sú ít thay nước trong hệ thống tuần hoàn khép kín, rất có ý nghĩa
cho những vùng đất cao, vùng sâu trong nội địa, nơi rất hiếm nước biển tự nhiên
hoặc có ý nghĩa làm sạch nước ở những nơi có nguồn nước quá nhiều phù sa.
Ở trong nước: Từ những năm 1975 chuyên gia Nhật Bản đã giúp Trung tâm
NCNTTS nước lợ hệ thống sử lý nước thải của Trại giống bằng hệ thống ao sinh

học có diện tích 1.000 m
2
.
Ta thấy hệ thống ao lắng và ao lọc sinh học, ao lắng và ao chứa là một hệ
thống tách lọc, làm sạch nước khổng lồ : Ao lắng thực hiện chức năng tách bùn và
nước, ao lọc sinh học và ao chứa có chức năng làm sạch nước tận thu. Đó là những
mô hình đảm bảo môi trường bền vững. Song nếu sử dụng diện tích ao để làm chức
năng tách, lọc bùn nước thì quá lãng phí, rất khó ứng dụng cho những nơi hiếm diện
tích nuôi. Do vậy thời gian gần đây một số nhà khoa học đã đề xuất thực hiện chức
năng tách lọc bùn nước bằng hệ thống thiết bị.
Với những ý tưởng này đề tài đã chọn phương án tách bùn nước và làm sạch
nước tận thu bằng hệ thống thiết bị tách lọc chất thải rắn.
Theo yêu của đề tài là nuôi thủy sản thâm canh với mật độ nuôi cao nên ta áp
dụng phương án tách lọc sinh học. Khi đó, bùn trong ao sẽ được gom lại. Sau đó,
dùng bơm đưa hỗn hợp nước thải vào thiết bị để tách, lọc cơ học và xử lý sinh học.
- 13 -
CHƯƠNG 2
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
1. Phân tích kỹ thuật các thiết bị tách lọc chất thải rắn hiện hành:
Trong sản xuất, với huyền phù phân tán 2 pha (pha đặc và pha lỏng), để phân
riêng pha đặc và pha lỏng của huyền phù người ta dùng nhiều biện pháp khác nhau.
1.1 Trong sản xuất nhỏ thủ công:
Để phân riêng pha lỏng và pha đặc của huyền phù người ta có thể dùng lọc
qua túi vải hoặc để bể lắng trong bể với nguyên lý lắng dựa trên tác dụng của trọng
lực. Sau đây là một số loại bể lắng đang được dùng để xử lý nước thải:
1.1.1 Bể lắng ngang:
Bể lắng ngang có mặt bằng hình chữ nhật, tỷ lệ giữa chiều rộng và chiều dài
không nhỏ hơn 1/4 và chiều sâu đến 4 m.
Nước thải dẫn vào bể theo mương và máng phân phối ngang với đập tràn
thành mỏng hoặc tường đục lỗ xây dựng ở đầu bể suốt chiều rộng. Đối diện ở cuối

bể cũng xây dựng máng tương tự để thu nước và đặt tấm chắn nữa chìm nữa nổi,
cao hơn mực nước 0,15 - 0,2 m và không sâu quá mực nước 0 ,25 m. Tấm này có
tác dụng ngăn chất nổi, thường đặt cách thành tràn 0,25-0,5 m. Để thu và xả chất
nổi người ta đặt một máng đặc biệt ngay sát kề tấm chắn.
Tấm chắn ở đầu bể đặt cách thành tràn, cửa vào khoảng 0,5-1,0 m và không
nông hơn 0,2 m với mục đích phân phối đều nước trên toàn bộ chiều rộng bể.
Đáy bể làm dốc để thuận tiện cho việc thu gom cặn.
a) Ưu điểm:
Có năng suất lọc nước thải lớn (đạt hơn 15000 m
3
/ ngày đêm).
b) Nhược điểm:
- Không kinh tế vì khi có nhiều hố thu cặn công trình sẽ tăng thêm thể tích
không cần thiết. Ngoài ra trên những hố thu nước thường tạo thành những vùng
xoáy làm giảm khả năng lắng của các hạt cặn.
Thực tế quản lý loại này cho hiệu suất không tốt, cụ thể là cặn khó tự chảy
tới hố thu.
- Khi xây dựng bể thì tốn diện tích và không có khả năng di chuyển trên
vùng nuôi tôm trên cát.
Chỉ lọc được những hạt cặn có độ lớn thủy lực lớn u
0
>24,2 mm/s.
1.1.2 Bể lắng đứng:
- 14 -
Bể lắng đứng là bể chứa, mặt bằng dạng tròn hoặc dạng vuông, đáy dạng nón
hay chóp cụt (Hình 2-1).
Nước thải theo máng 1 chảy vào ống trung tâm 2 (kết thúc bằng ống loe hình
phễu). Sau khi ra khỏi ống trung tâm nước thải va vào tấm chắn và thay đổi hướng
từ đứng sang ngang rồi dâng lên theo thành bể. Nước đã lắng trong tràn qua máng
thu đặt xung quanh thành bể và đi ra ngoài.

Hình 2-1. Bể lắng đứng
Khi nước thải dâng lên theo thành bể thì cặn lắng thực hiện chu trình ngược
lại. Như vậy cặn chỉ lắng được trong trường hợp tốc độ lắng U
0
lớn hơn tốc độ nước
dâng V
d
(U
o
>V
d
).
Trong thực tế thì nước thải chuyển động trong bể lắng đứng khá phức tạp.
Nước chảy qua khoảng cách giữa miệng loe của ống trung tâm và tấm chắn hướng
tới tường bể. Đó là dòng tia rối ngập, nên phạm vi dòng được mở rộng do lực lôi
- 15 -
kéo của nước tầng ngoài. Chính vì vậy mà trong bể lắng tạo nên những vùng nước
xoáy. Hướng của vùng nước xoáy này bắt đầu từ giữa khoảng miệng loe và tấm
chắn với tốc độ lớn làm cản trở quá trình lắng cặn.
a) Ưu điểm:
- Thuận tiện trong công tác xả cặn
- Chiếm ít diện tích xây dựng hơn bể lắng ngang
- Có kết cấu đơn giản.
b) Nhược điểm:
- Chiều sâu xây dựng lớn làm tăng giá thành xây dựng (đặc biệt những nơi
đất đai không thuận lợi như những vùng nuôi tôm trên cát), số lượng bể nhiều.
- Hiệu suất lắng thấp
- Chỉ lắng được những hạt cặn có độ lớn thủy lực U
o

> 0,7 mm/s.
Bảng 2-1: Kích thước của bể lắng đứng theo lưu lượng cần lọc
Chiều cao (m)
Đường kính
của bể (mm)
Lưu lượng tính
toán (l/s)
Tổng cộng Hình trụ: H
t
Hình nón: H
n

4
6
9
12
19,8
44
5,4
7,2
9
3,6
4,2
4,2
1,8
3
4,8
1.1.3 Bể lắng Radian – Ly tâm:
Bể lắng radian thường có mặt bằng hình tròn, đường kính từ 16 đến 40 m (có
trường hợp tới 60 m) , chiều cao làm việc bằng 1/6 – 1/10 đường kính bể.

- 16 -

Hình 2-2. Bể lắng Radian – Ly tâm
1. Ống dẫn nước vào bể 2. Ống dẫn nước bùn
3. Hướng chuyển động của dàn quay 4. Ống tháo nước
5. Ống tháo cặn tốt
Hình 2-2 trình bày bể lắng radian kiểu ly tâm, đường kính 28 m. Nước thải
chảy theo ống trung tâm từ dưới lên trên rồi qua múi phân phối và vào bể. Chất nổi
nhờ tấm chắn treo lơ lửng dưới dàn quay dồn góp lại và chảy luồn qua ống siphông
xả vào giếng cặn.
a) Ưu điểm:
- Năng suất lọc lớn
- Có khả năng tách được cặn
b) Nhược điểm:
- Diện tích xây dựng lớn, chiếm nhiều diện tích
- Hiệu suất lắng cặn nhỏ
- Thời gian lọc lâu không bảo đảm năng suất
- Chỉ lọc được những hạt cặn có độ lớn thủy lực lớn.
1.1.4 Bể lắng tầng mỏng:
- 17 -
Bể lắng tầng mỏng là một bể chứa hoặc kín hoặc hở. Cũng như các loại bể
lắng khác, nó có các bộ phận phân phối và thu nước, phần lắng và chứa cặn. Cấu tạo
phần lắng gồm nhiều tấm mỏng sắp xếp cạnh nhau với chiều cao khoảng 0,15 m.
Các tấm mỏng đó có thể là các bản phẳng, lượn sóng hoặc các dạng ống…
a) Ưu điểm:
- Chiều cao công tác nhỏ
- Hạn chế được lực cản của dòng chảy rối
- Nâng cao hiệu suất lắng
- Nước thải lưu lại với thời gian ít hơn, do đó công suất của bể tăng lên.
b) Nhược điểm:

- Cấu tạo phức tạp
- Diện tích lớn, khó di chuyển trên vùng đất cát
- Chưa có thể tách được chất cặn có độ lớn thủy lực nhỏ.

Hình 2-3. Bể lắng tầng mỏng
a) Bể lắng tầng mỏng Radian
b) Bể lắng tầng mỏng ngang
1.2 Trong sản xuất lớn kiểu công nghiệp:
Để phân riêng pha rắn khỏi pha lỏng trong huyền phù, người ta thường dùng
máy ly tâm với nguyên lý:
Pha rắn có khối lượng riêng lớn hơn pha lỏng, trong trường ly tâm của huyền
phù sẽ xảy ra hiện tượng lực ly tâm tác động vào đơn vị khối lượng pha rắn lớn hơn
vào đơn vị khối lượng pha lỏng. Sau thời gian chyển động quay, pha rắn và pha
- 18 -
lỏng sẽ bị phân riêng rẽ ở những vị trí khác nhau trong không gian. Với kết cấu hợp
lý của thiết bị, chúng ta sẽ thu hồi được riêng pha rắn và pha lỏng. Để phân riêng
pha lỏng và pha rắn của huyền phù bằng ly tâm, người ta có thể ứng dụng các loại
máy ly tâm sau:
1.2.1 Xyclon cao áp:

Hình 2-4. Xyclon cao áp
1. Nắp đậy 2. Đường nước vào
3. Đường nước trong ra 4. Đường xả cặn
Xyclon cao áp gồm phần hình trụ và hình nón bằng kim loại. Nước thải được
dẫn vào dưới áp lực theo ống 2 đặt phía dưới nắp 1 và tiếp tuyến với phần hình trụ.
Cát và cặn được xã liên tục qua ống phía dưới 3 của phần hình nón. Nước trong
theo ống 4 chảy đi.
Khi dẫn nước vào theo ống đặt tiếp tuyến với hình trụ sẽ tạo ra chuyển động
vòng trong xiclon. Tốc độ nước tại cửa vào có thể đạt được 20 m/s. Dưới tác dụng
của lực ly tâm, các hạt rắn sẽ văng ra thành tường xiclon và trượt xuống ống 3 xả đi.

Vì lực ly tâm lớn hơn rất nhiều so với trọng lực của hạt nên xiclon có thể làm
việc theo phương đứng, ngang hoặc nghiêng.
Hiệu suất tách các chất trong xiclon có áp tỷ lệ giữa các kích thước hình học
của xiclon, tính chất các hạt và khả năng lắng của chúng.
Khả năng lắng của hạt phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, trọng lượng
riêng và nồng độ của nó.
a) Ưu điểm:
Đường nước vào
Đường nước ra
- 19 -
Xyclon cao áp được dùng rộng rãi trong công nghiệp, nhất là để phân loại
các tạp chất theo độ lớn và trọng lượng riêng. Trong công nghệ xử lý nước nó được
dùng để sơ bộ lắng nước sông chứa nhiều bùn phù sa, để tách các tạp chất nặng khỏi
nước thải, để nén cặn tươi trước khi làm khô bằng phương pháp cơ học. Đặc biệt nó
cho hiệu suất cao, khi xử lý cặn gồm các chất dạng hạt của nước thải công nghiệp.
b) Nhược điểm:
- Tốn nhiều năng lượng, thành tường chóng bị bào mòn nhất là đối với
nước thải chứa vụn sắt cạnh. Ngoài ra trong xyclon áp lực khó loại các tạp chất nổi.
- Để tránh bị bào mòn người ta tráng một lớp men lên mặt trong của xyclon
áp lực.
- Trong xyclon thường xảy ra hiện tượng chảy rối mạnh nên hạn chế phạm
vi sử dụng nó, khi cần loại khỏi nước các tạp chất dạng hạt.
- Những xyclon không áp sẽ khắc phục những nhược điểm trên.
1.2.2 Máy lọc ly tâm: [21]
Có cấu tạo thành roto là lưới lọc. Khi roto quay, chất lỏng thoát qua lỗ nhỏ
của lưới ra ngoài. Những hạt pha rắn có kích thước lớn hơn lỗ lưới lọc sẽ bị giữ lại
và được lấy ra bằng những cơ cấu thích hợp.

Hình 2-5. Máy lọc ly tâm
Người ta chỉ sử dụng máy lọc ly tâm để phân riêng 2 pha (pha rắn và lỏng)

trong huyền phù có độ kết dính kém (dễ lọc) như thu hồi, phân loại quặng, thu hồi
chất kết tinh, thu hồi than cám trong nước, lọc tinh bột (khoai tây, đậu phụ).
1.2.3 Máy ly tâm lắng:
Roto có cấu tạo là thành kín. Khi roto quay tạo trường ly tâm cho huyền phù.
Dưới tác dụng của lực ly tâm, pha rắn dịch chuyển xa dần. Sau một thời gian các
pha rắn bám vào thành roto. Nước sẽ ở vị trí gần tâm hơn. Người ta có những kết
cấu thích hợp để lấy pha rắn ra khỏi thiết bị lắng. Hình 2-6 là sơ đồ máy ly tâm tháo
Lưới lọc Roto
Ch
ất lỏng

Hạt pha rắn
Vít tải rỗng
- 20 -
vật lắng bằng vít tải. Pha rắn được lấy ra bằng vít tải qua cửa đáy nhỏ còn nước
trong tràn qua đáy lớn của roto.
Người ta thường sử dụng máy ly tâm lắng để phân riêng hai pha rắn và lỏng
trong huyền phù (khó lọc) có độ kết dính cao như tách đường non và mật rỉ, tinh bột
gạo sắn, tóp mỡ ra khỏi mỡ, vỏ trứng ra khỏi lòng trắng trứng, lọc nước nho, nước
cà chua, khử nước ra khỏi phomát tươi, lọc sơ bia sống.
Người ta còn dùng máy ly tâm lắng để phân loại cỡ hạt của pha rắn với kết
cấu cửa ra có những khoản cách tâm khác nhau:

Hình 2-6. Máy ly tâm lắng
Trong máy ly tâm lắng có 2 phương pháp tạo trường ly tâm cho hỗn hợp
nước bùn:
a) Phương pháp cho Roto chủ động quay:
Khối hỗn hợp bùn nước quay theo roto (Hình 2-6). Chúng có những ưu
nhược điểm sau:
· Ưu điểm:

- Có khả năng phân ly tốt vì có thể tạo được vận tốc góc lớn cho hỗn hợp
bùn nước (1500 ÷ 3000
v
/
f
)
- Có khả năng phân riêng pha rắn với cỡ hạt từ 0,1 ÷ 1 mm
- Có khả năng phân riêng hỗn hợp bùn nước với nồng độ bùn cao (= 40%
theo khối lượng).
- Sản phẩm bùn lấy ra có tỷ lệ ngâm nước thấp (= 20 ÷ 40% theo khối
lượng). Khối lượng riêng của bùn còn khoản 1500 kg/m
3
.
Roto lắng
n2 = 500 - 1500 v/ phút
Bùn 20 - 30 % Nước
Khả năng tách ( phân riêng )
Bùn có
Pha rắn từ 1 - 40 %
Nước
Vít tải rỗng n2
Roto lắng
n
2
= 500-1500v/ph
Khả năng tách
(phân riêng) pha
rắn từ 1- 40%
Bùn 20 – 30% nước
Nước

Vít tải rổng n
2
- 21 -
· Nhược điểm:
- Máy kết cấu phức tạp. Roto phải quay với vận tốc lớn, trong khi chúng lại
sử dụng trong môi trường nước mặn. Nếu sử dụng vật liệu chịu mặn bằng kim loại
thì thiết bị có giá thành cao. Nếu sử dụng vật liệu chịu mặn phi kim loại thì thiết bị
không đủ bền.
- Giá thành đầu ra của bùn thấp (chỉ để làm nguyên liệu sản xuất phân
bón) không đủ bù lại giá thành thiết bị và gía thành sử dụng thiết bị quá cao.
b) Phương pháp bình xyclon đứng yên:
Cho khối hỗn hợp bùn nước quay nhờ vận tốc tiếp tuyến của hỗn hợp vào
phần thể tích hình trụ tròn của xyclon. Do lực quán tính, nước bùn chuyển động
theo đường biên quay quanh trục xyclon. Nhờ lực ly tâm, bùn chuyển động ra xa
tâm chạm vào thành xyclon và trượt xuống dứơi đi vào phần côn thu, xuống bể
chứa và định kỳ được xả ra ngoài. Nước gần tâm hơn đi lên phía trên. (Hình 2-4).
Phương pháp này cũng có những ưu nhược điểm sau:
· Ưu điểm:
- Có khả năng phân riêng hạt pha rắn có cỡ hạt từ 0,5 ÷ 1 mm.
- Máy có kết cấu đơn giản, có thể dùng vật liệu chịu mặn có độ bền không cần
cao. Giá thiết bị và gía sử dụng thiết bị thấp phù hợp gía thành đầu ra của bùn.
· Nhược điểm:
-
Khả năng phân ly thấp vì tốc độ quay vòng của hỗn hợp chỉ có khả năng
thực hiện khoảng 30 ÷50
v
/
f
- Chỉ phân riêng bùn nước trong hỗn hợp với tỷ lệ bùn thấp = 18% theo
khối lượng.

- Sản phẩm bùn lấy ra có độ ngâm nước cao = 60% theo khối lượng ( khối
lượng riêng bùn khoảng 1300 kg.
Trong khuôn khổ nguyên lý lọc cơ học, tùy theo mức độ giá trị đầu tư và
mức độ yêu cầu chất lượng nước, người ta có thể áp dụng những bộ lọc sau:[21]
+ Lọc phân ly: Về nguyên lý máy phân ly giống như máy ly tâm lắng
nhưng roto phải có tốc độ góc rất cao 7000 ÷8500
v
/
f
. Nó có thể loại trừ được
những hạt chất rắn cực nhỏ. Máy phân ly đảm bảo độ trong chất lượng cao. Nó
được dùng phổ biến trong công nghệ thực phẩm, nước uống. Giá thiết bị rất cao,
khó ứng dụng để lọc nước nuôi.
- 22 -
+ Lọc khung bản: Nước đi qua khung lưới lọc, những hạt lớn hơn lỗ lưới
thì bị giữ lại. Đối với nước nuôi có chứa bùn hữu cơ, độ kết dính cao, lọc khung bản
lưới sẽ không phù hợp.
+ Lọc qua tấm xếp: Nước đi qua các khe của các tấm, bình lọc này
không loại trừ được những hạt nhỏ. Nó đang được sử dụng để lọc nước tưới cho cây
trồng.
+ Lọc thấm: Nước sẽ thấm qua lớp cát. Kích thước hạt cát quyết định
chất lượng nước. Qua khảo sát các cơ sở sản xuất tôm giống khu vực miền Trung và
Bắc Bộ: Trạm tôm giống càng xanh Cầu Rế (Hải Phòng), trại sản xuất tôm giống
Đại Yên (Quảng Ninh), xí nghiệp sản xuất tôm giống Tuần Châu QN. Trạm nghiên
cứu Thủy sản nước lợ Đồ Sơn, trại sản xuất tôm giống Nguyễn Quyền (Đồ Sơn),
trại sản xuất tôm giống Hoàng Thành, Hoằng Hóa, Thanh Hóa, trại sản xuất tôm
giống Hoàng Gia Đinh (Đồ Sơn), Trại giống TS Nghi Xuân (Hà Tĩnh). Trại giống
TS Kỳ Anh (Hà Tĩnh), Trại giống TS Cái Dăm, Trại giống TS Cái Rồng, Trại giống
Cát Bà, Trại giống tôm Nam Định. Tất cả ngừơi ta đều dùng bể lọc cát hở. Loại bể
lọc cát hở có những ưu nhược điểm sau :

· Ưu điểm:
Kết cấu bể lọc đơn giản, cát lọc dễ kiếm có thể khai thác tại chỗ. Chất lượng
nước lọc được công nghệ nuôi tôm chấp nhận.
· Nhược điểm:
Bể lọc cồng kềnh,vì lọc hở nên dễ bị nhiễm bẩn trong quá trình lọc như
chuột và các sinh vật khác chết trong bể lọc, sau một thời gian cát bị bẩn.
Việc định kỳ rữa cát rất khó khăn ( phải đảo 30 m
3
bằng thủ công ).
Việc tận thu nước mặn sau khi đã tách bùn trở lại phục vụ ao nuôi tôm rất
cần thiết với những vùng thiếu nước mặn.
2. Lựa chọn phương án thiết kế:
Qua khảo sát chúng ta thấy nguyên lý lọc cát đã được sử dụng rộng rãi vào
để lọc nước nuôi phục vụ sản xuất nuôi thủy sản. Trong khi chất lượng nước ao
nuôi thương phẩm yêu cầu thấp hơn nước nuôi thủy sản. Do vậy đề tài sẽ chọn
nguyên lý lọc cát trong hệ thống thiết bị tận thu nước mặn nuôi thủy sản thương
phẩm thâm canh.
Để khắc phục những tồn tại của bề mặt lọc cát hở tránh nhiễm bẩn do môi
trường xung quanh đến quá trình lọc chúng tôi chọn lọc qua bình cát kín.
- 23 -
- Để có thể sử dụng thiết bị lọc phù hợp với những quy mô sản xuất thâm
canh khác nhau chúng tôi chọn bình lọc cát phù hợp với ao nhỏ. Tùy thuộc quy mô
sản xuất lớn hơn chúng ta có thể mắc song song thiết bị để tăng lưu lượng lọc.
- Để vệ sinh cát sỏi dễ dàng, không cần tháo bình lọc chúng tôi sẽ có hệ
thống khóa phân phối, định kỳ cho dòng nước sạch đi ngược với quá trình lọc, xói
mòn bùn hữu cơ đóng trong khe giữa 2 hạt cát. Sau vài năm, nếu cát quá bẩn người
sử dụng có thể thay cát sỏi dễ dàng bằng cách lấy túi cát lọc qua nắp trên của thiết
bị.
Quá trình tách các tài liệu nghiên cứu và tính toán chỉ áp dụng hiệu quả đối
với các hạt đặc, rắn có trọng lượng lớn hơn nước rất nhiều như cát, hạt sét, mạt sắt,

còn quá trình lọc thì tốn nhiều diện tích chỉ áp dụng cho xử lý nước sinh hoạt không
phù hợp với mô hình nuôi thủy sản công nghiệp.
Nhưng nhiệm vụ đề ra là tách lọc chất thải đặc trong ao nuôi thủy sản thâm
canh, kết cấu dạng hạt của chúng khác hơn so với những hạt ở trên và độ lớn thủy
lực của chúng không lớn hơn khối lượng riêng của nước nhiều như các hạt đặc trên.
Mặt khác, các loại hạt này dễ bị đánh tơi trong quá trình bơm đặc biệt là bơm cao
áp.
Muốn tách lọc chất thải này thì phải xây dựng hệ thống bể lắng… tốn rất
nhiều diện tích và không kinh tế. Trong khi yêu cầu kỹ thuật đặt ra là thiết bị phải
nhỏ gọn, cơ động…lại càng không phù hợp và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài là
phải tìm ra và chế tạo thiết bị phù hợp với yêu cầu trên.
Do đó, để đáp ứng yêu cầu đó đề tài nghiên cứu và sử dụng xyclon hạ áp kết
hợp với lọc tách là hướng nghiên cứu. Trong khi xyclon hạ áp thực tế chỉ áp dụng
tách các hạt như cát, đất sét…và như vậy chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm và tìm
ra phương pháp cải tiến cho phù hợp dựa trên nguyên lý của xyclon hạ áp như sau:
Nguyên lý hoạt động cơ học của xyclon hạ áp (là kết hợp giữa lực lắng ly
tâm và lắng trọng lực) kết hợp với lọc cát.
2.1 Phương án 1: Xyclon hạ áp kết hợp trục quay
2.1.1 Cấu tạo:
- 24 -

Hình 2-7. Xyclon hạ áp kết hợp trục quay
A. Xyclon (Silo Cone) B. Trục quay (Arch breaking spindle)
C. Cụm van trượt (Slide valve assembly) D. Mặt bích xoay (Rotating flange)
E. Thùng chứa (DDS 400 body) F. Động cơ tải (Conveyor motor)
G. Thiết bị định lượng (Metering conveyor) H. Đầu ra (Conveyor outlet)
I. Thiết bị khóa(Anti-blockage switch) J. Động cơ khóa (Arch breaker motor)
K. Lá cánh mềm (Flexible blades) L. Flexible chute (option)
2.1.2 Nguyên lý hoạt động:
Nước và chất thải sau khi được bơm vào xyclone A, khi trục B (Arch

breaking spindle) quay, lực ly tâm từ K (Flexible blades) tác động làm cho các hạt
chất thải rắn bị đánh tơi và lắng tụ xuống thiết bị định lượng G (Metering
conveyor). Lúc này động cơ F (Conveyor motor) quay và tải những chất cặn bẩn ra
ngoài theo đầu ra H (Conveyor outlet).
2.1.3 Ưu nhược điểm:
a) Ưu điểm:
- Hiệu quả tách cặn cao
- Tiết kiệm diện tích (cao chứ không rộng)
- Không bị đóng cặn và nghẽn
- Có thể điều khiển tự động (gắn thiết bị cảm ứng)
b) Nhược điểm:
- Chỉ áp dụng cho mô hình xử lý nước thải công nghiệp
- Điều kiện kinh tế không cho phép
- 25 -
- Khó khăn trong quá trình vận chuyển và lắp đặt.
2.2 Phương án 2: Xyclon hạ áp kết hợp xyclon thành phần
2.2.1 Cấu tạo:

Hình 2-8. Xyclon thành phần
2.2.2 Nguyên lý hoạt động:
Nước và chất thải được dẫn vào xyclon theo ống đặt tiếp tuyến với hình trụ
sẽ tạo ra chuyển động vòng trong xyclon. Dưới tác dụng của lực ly tâm, các hạt đặc
sẽ văng ra thành tường xyclon và trượt xả theo ống xả chất thải đi ra ngoài.
2.2.3 Ưu nhược điểm:
a) Ưu điểm:
- Hiệu suất tách cặn cao (bao gồm các chất dạng hạt của nước thải công
nghiệp)
- Được dùng rộng rãi trong công nghiệp
b) Nhược điểm:
- Tốn năng lượng, thành tường chóng bị bào mòn