Quy trình bố trí tổng thể và quy hoạch cho hệ thống nuôi thủy sản tuần hoàn công nghiệp trên cạn (RAS) Hội thảo

Quy trình Bố trí Tổng thể và Quy hoạch

Bố trí và quy hoạch của một xưởng nuôi trồng thủy sản tuần hoàn công nghiệp trên đất liền được chia thành hai giai đoạn: Giai đoạn Quy hoạch và Giai đoạn Thiết kế .

1.Giai đoạn Quy hoạch

Bước 1: Xác định loài nuôi trồng thủy sản

Bước đầu tiên là chọn loài thủy sản và tiến hành phân tích khả thi để xác định tỷ suất lợi nhuận (ROI). Các loài khác nhau yêu cầu quy mô đầu tư và thông số thiết bị khác nhau. Việc không xác định loài sẽ cản trở việc ra quyết định về phân bổ vốn và lựa chọn thiết bị.

Bước 2: Xác định Quy Mô Đầu Tư

Dựa trên loài đã chọn, kết hợp với vốn và tài nguyên đất đai sẵn có, phát triển bản thiết kế tổng thể cho cơ sở. Xác định số lượng giai đoạn xây dựng và quy mô của mỗi giai đoạn.

Bước 3: Xác Định Sản Lượng Và Mật Độ Nuôi Trồng

Bước cuối cùng trong giai đoạn lập kế hoạch là xác định sản lượng và mật độ nuôi trồng cho giai đoạn đầu tiên. Các thông số này là cần thiết để tính toán diện tích nuôi trồng thủy sản cần thiết và thiết kế bố cục xưởng.

 

2.Giai đoạn Thiết kế

Trong giai đoạn thiết kế, kích thước của khu vực nuôi trồng thủy sản nên được xác định dựa trên năng suất và mật độ nuôi trồng đã được xác định ở giai đoạn đầu tiên, và mô hình cũng như thông số kỹ thuật của thiết bị cần được xác định.

Bố trí xưởng nuôi trồng thủy sản tròn dựa trên nhà máy trên đất liền

1. Phân khu chức năng

1) Khu vực nuôi dưỡng

Khu vực nuôi dưỡng là lõi của xưởng, các ao nuôi được sắp xếp một cách có trật tự, có thể linh hoạt điều chỉnh theo loài và quy mô nuôi. Hình dạng của ao nuôi rất đa dạng, chẳng hạn như ao tròn với dòng nước đều, giúp thu gom chất thải hiệu quả; ao vuông bo tròn tận dụng không gian cao. Bố trí khu vực nuôi dưỡng cần đảm bảo nhân viên có thể dễ dàng thực hiện việc cho ăn, kiểm tra, đánh bắt và các hoạt động khác, đồng thời cần để lại lối đi thích hợp giữa các ao.

2) Khu vực xử lý nước tuần hoàn

Các thiết bị xử lý nước khác nhau, chẳng hạn như lọc trống lưới vi sinh Các thiết bị như lọc sinh hóa, máy tiệt trùng tia cực tím, v.v., được đặt tập trung ở khu vực xử lý nước tuần hoàn. Khu vực này cần gần khu vực nuôi trồng thủy sản để rút ngắn độ dài ống dẫn, giảm sức cản dòng chảy và tổn thất năng lượng. Thiết bị xử lý nước được sắp xếp theo trình tự quy trình công nghệ để đảm bảo rằng nước thải từ nuôi trồng thủy sản đạt tiêu chuẩn tái sử dụng sau khi được xử lý từng lớp.

3) Khu vực cơ sở hỗ trợ

Khu vực cơ sở hỗ trợ bao gồm phòng phân phối, phòng điều khiển, phòng lưu trữ thức ăn, phòng lưu trữ thuốc, v.v. Phòng phân phối cần đảm bảo nguồn điện ổn định, trong khi phòng điều khiển được sử dụng để giám sát tập trung các thông số khác nhau của hệ thống nuôi trồng thủy sản, như nhiệt độ nước, chất lượng nước, oxy hòa tan, v.v., nhằm điều chỉnh môi trường nuôi trồng kịp thời. Phòng lưu trữ thức ăn cần được giữ khô ráo và thông gió để tránh thức ăn bị ẩm và mốc; Phòng lưu trữ thuốc phải tuân thủ các quy định an toàn liên quan, phân loại và lưu trữ thuốc để dễ dàng tiếp cận.

2. Vận chuyển logistics và dòng chảy nước

1) Vận chuyển logistics

Lập kế hoạch các tuyến vận chuyển vật liệu rõ ràng từ cửa ra vào xưởng đến khu vực nuôi trồng, khu vực cơ sở hỗ trợ, v.v., để đảm bảo việc vận chuyển suôn sẻ thức ăn, cá giống, thiết bị và các vật liệu khác. Chiều rộng của tuyến đường cần đáp ứng yêu cầu cho phương tiện vận chuyển hoặc công cụ bốc dỡ để tránh ùn tắc.

2) Dòng chảy nước

Thiết kế một con đường dòng chảy nước hợp lý. Sau khi nước thải nuôi trồng thủy sản được thải ra từ ao nuôi, nó sẽ được lọc tuần tự bởi một lọc trống lưới vi sinh để loại bỏ các hạt chất thải rắn lớn, sau đó đi vào bộ lọc sinh hóa để xử lý sinh học nhằm phân hủy các chất có hại như nitơ amoniac. Sau đó, nước được khử trùng bằng máy sát khuẩn UV và cuối cùng được vận chuyển trở lại ao nuôi thông qua thiết bị như bơm nước, tạo thành một hệ thống tuần hoàn kín. Hướng dòng chảy của nước nên tránh các tuyến đường vòng và giao cắt càng nhiều càng tốt để giảm thiểu tổn thất đầu nước.

3.Các điểm thiết kế quan trọng cho xưởng RAS trên cạn

（1) Các điểm quan trọng trong thiết kế khu vực nuôi trồng

1. Thiết kế ao nuôi

1) Hình dạng và kích thước

Ao nuôi thủy sản hình tròn thường có đường kính 6-8 mét, độ sâu 1.5-2 mét và đáy hình nón để dễ dàng thu gom và xả chất ô nhiễm. Bờ ao hình vuông bo tròn có chiều dài 6-8 mét, với chiều cao thành bên 1.2-1.5 mét. Góc đáy được thiết kế với các góc bo tròn để giảm thiểu góc chết trong dòng chảy nước. Kích thước của ao nuôi nên được xác định dựa trên thói quen sinh trưởng và mật độ nuôi của loài thủy sản để đảm bảo không gian hoạt động và môi trường sinh trưởng đủ cho cá.

2) Lựa chọn vật liệu

Các loại phổ biến bao gồm hồ bằng thép gợn sóng mạ kẽm với vải canvas, hồ bằng vật liệu PP, hồ gạch trộn đất sét, v.v. Việc xây dựng hồ bằng thép gợn sóng mạ kẽm với vải canvas rất thuận tiện, tiết kiệm chi phí và có độ linh hoạt và bền nhất định; Hồ bằng vật liệu PP có khả năng chống ăn mòn, dễ dàng vệ sinh và có tuổi thọ dài; Hồ gạch trộn đất sét thì chắc chắn và bền, có hiệu suất cách nhiệt tốt, nhưng thời gian xây dựng lâu và chi phí cao. Có thể chọn vật liệu phù hợp dựa trên nhu cầu thực tế và điều kiện kinh tế.

2. Thiết bị lắng dòng dọc

Thiết bị lắng dòng dọc đóng vai trò quan trọng trong xưởng nuôi trồng thủy sản tuần hoàn dựa trên nhà máy trên đất liền. Từ góc độ quy trình xử lý chất thải rắn, đây là một khâu then chốt trong việc làm sạch ban đầu của chất lượng nước. Trong quá trình nuôi trồng thủy sản, các hạt杂物 lớn như thức ăn thừa và phân cá sẽ theo dòng nước vào thiết bị lắng dòng dọc. Nhờ thiết kế dòng chảy dọc đặc biệt, tốc độ dòng chảy dần giảm khi di chuyển lên trên, khiến các hạt rắn nặng hơn từ từ lắng xuống đáy dưới tác động của lực hấp dẫn, đạt được sự tách rời sơ bộ giữa rắn và lỏng. Các hạt có thể lắng với kích thước hạt lớn hơn 100 micron có thể được loại bỏ thông qua bể lắng dòng dọc. Theo thống kê, lắng dòng dọc có thể xử lý 80% các hạt rắn. Sự chặn đứng hiệu quả này có thể ngăn chúng xâm nhập vào thiết bị xử lý nước tinh vi hơn, giảm nguy cơ tắc nghẽn thiết bị và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.

3. Mật độ nuôi trồng và bố trí ao nuôi

1) Mật độ nuôi trồng

Xác định mật độ nuôi hợp lý dựa trên các yếu tố như loài nuôi, kích thước ao và khả năng xử lý nước. Mật độ nuôi quá cao có thể dẫn đến suy thoái chất lượng nước, tăng trưởng bệnh tật và các vấn đề khác, trong khi mật độ quá thấp có thể ảnh hưởng đến hiệu quả nuôi trồng. Ví dụ, cá biển được nuôi trong bể tròn có đường kính 6 mét và độ sâu 1.5 mét, và mật độ nuôi có thể được kiểm soát ở mức khoảng 50kg trên mỗi mét khối nước.

2) Bố trí ao nuôi trồng thủy sản

Ao nuôi có thể được sắp xếp thành hàng hoặc cột, với không gian đủ lớn giữa các hàng và cột để thuận tiện cho việc vận hành của nhân viên và bảo trì thiết bị. Khoảng cách thông thường giữa các hàng là 1.2 mét, và khoảng cách giữa các cột là 2 mét. Thiết bị lắng dòng dọc được đặt giữa hai ao nuôi.

（2) Các điểm quan trọng trong thiết kế khu vực xử lý nước tuần hoàn

1. Khu vực xử lý chất rắn dạng hạt

Việc loại bỏ chất rắn dạng hạt là một bước quan trọng trong quá trình xử lý nước của hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn, và thường là bước đầu tiên trong xử lý nước. Phương pháp cốt lõi để loại bỏ các hạt rắn trong nuôi trồng thủy sản tuần hoàn là lọc vật lý. Qua việc lọc cơ học, tách biệt bởi trọng lực và các phương pháp khác, các hạt lơ lửng, tàn dư thức ăn, phân cá và các chất rắn khác trong nước được chặn lại và loại bỏ để làm sạch chất lượng nước. Dựa trên kích thước của các hạt rắn, quá trình loại bỏ hạt rắn bao gồm ba bước: tiền xử lý, lọc thô và lọc tinh. Bộ lắng dòng dọc là quy trình tiền xử lý đầu tiên và cần được lắp đặt gần ao nuôi trong khu vực nuôi trồng. Máy lọc vi sinh dùng cho lọc thô và máy tách protein dùng cho lọc tinh cần được lắp đặt trong khu vực xử lý nước tuần hoàn.

2. Máy lọc vi sinh

Chọn một lọc trống lưới vi sinh với khả năng xử lý phù hợp dựa trên quy mô nuôi trồng thủy sản và lượng nước thải xả ra. Kích thước lỗ lọc của một lọc trống lưới vi sinh thường là 200 lưới. Thông số kỹ thuật của lọc trống lưới vi sinh nên được chọn dựa trên khả năng tuần hoàn của thiết kế hệ thống. Thể tích tuần hoàn càng lớn, thông số kỹ thuật của lọc trống lưới vi sinh càng lớn. Thông thường, đối với 500 mét khối nước nuôi trồng thủy sản, nên chọn máy lọc vi sinh có công suất 300-500 tấn mỗi giờ. lọc trống lưới vi sinh nên được lắp đặt gần口 điểm xả nước của khu vực nuôi trồng để tối thiểu hóa thời gian lưu giữ nước thải trong đường ống và tránh việc chất thải rắn lắng xuống làm tắc nghẽn đường ống. Đảm bảo độ phẳng của lọc trống lưới vi sinh trong quá trình lắp đặt để thuận tiện cho việc vận hành và bảo trì thiết bị.

3. Bể bơm

Bể bơm thủy sản tuần hoàn là thành phần cốt lõi của hệ thống nuôi trồng thủy sản nước tuần hoàn, chịu trách nhiệm về việc tuần hoàn, lọc và vận chuyển khối lượng nước. Sự hợp lý trong thiết kế bể bơm直接影响 trực tiếp đến hiệu suất hoạt động và sự ổn định chất lượng nước của hệ thống nuôi trồng.

1) Chức năng của bể bơm

Cung cấp hỗ trợ động lực

Bể bơm, giống như "trái tim" của toàn bộ hệ thống nước tuần hoàn, được trang bị một máy bơm nước có trách nhiệm lấy nước đã xử lý từ bể lắng hoặc các quy trình xử lý khác và vận chuyển nó đến bể nuôi trồng thủy sản. Bằng cách vận hành máy bơm nước, năng lượng động học đủ cho khối nước được cung cấp, vượt qua sự kháng cự của đường ống và sự chênh lệch mực nước, đảm bảo rằng dòng chảy nước có thể tuần hoàn liên tục và ổn định giữa các khu vực khác nhau, duy trì hoạt động bình thường của hệ thống nuôi trồng thủy sản. Không có sức mạnh do bể bơm cung cấp, toàn bộ quá trình nước tuần hoàn sẽ dừng lại, và môi trường sống cho cá sẽ nhanh chóng xấu đi.

Tạm thời lưu trữ và ổn định điện áp

Nó có thể hấp thụ sự thay đổi áp suất gây ra bởi việc bật/tắt bơm hoặc dao động lưu lượng nước, tránh gây hư hại do va đập đến đường ống và thiết bị. Khi máy bơm nước khởi động đột ngột, một lượng lớn nước được hút nhanh chóng vào bể bơm. Lúc này, dung tích lớn hơn của bể bơm có thể chứa dòng nước dâng lên tức thời, đảm bảo quá trình chuyển đổi tốc độ dòng chảy diễn ra mượt mà và ngăn ngừa áp lực nước quá cao tác động đến các đường ống tiếp theo; Tương tự, khi máy bơm nước ngừng hoạt động, lượng nước còn lại trong bể bơm có thể được xả từ từ để duy trì một mức áp lực nước nhất định trong hệ thống, đảm bảo rằng một số thiết bị (chẳng hạn như cộng đồng vi sinh trong bộ lọc sinh hóa) vẫn ở trong môi trường làm việc tương đối ổn định và đảm bảo tính bền vững của hiệu quả xử lý nước.

2) Điểm quan trọng trong thiết kế bể bơm

Xác định thể tích

Khả năng chứa của bể bơm cần phải xem xét các yếu tố như quy mô nuôi trồng thủy sản, lưu lượng bơm và sự ổn định trong vận hành hệ thống. Thông thường, thể tích của bể bơm nên chiếm 8% - 9% tổng thể tích nước nuôi trồng thủy sản. Đảm bảo rằng có đủ nước dự phòng trong bể khi khởi động và dừng máy bơm để tránh tình trạng cạn nước hoặc tràn bể.

Tối ưu hóa cấu trúc nội bộ

Có thể lắp đặt một tấm hướng dẫn bên trong bể bơm để hướng dòng nước chảy vào cửa hút của máy bơm nước một cách mượt mà và tăng hiệu suất của máy bơm nước; Có thể thêm đồng hồ đo mức chất lỏng để theo dõi mức nước trong bể thời gian thực, và kết nối với hệ thống điều khiển máy bơm nước để đạt được việc khởi động và dừng tự động, tối ưu hóa hơn nữa việc quản lý vận hành và cải thiện hiệu suất của toàn bộ hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn. Bể bơm nên có thiết kế tràn. Khi nhiệt độ nước quá cao, nước có thể được tháo qua ống tràn để tránh nước tràn ra khỏi bể bơm.

Vị trí của bể bơm

Bể bơm nằm dưới lọc trống lưới vi sinh , ở vị trí thấp nhất của toàn bộ hệ thống nước tuần hoàn. Nước chảy trực tiếp vào bể bơm sau khi được lọc bởi lọc trống lưới vi sinh .

4. Điểm thiết kế của máy tách protein

Máy tách protein chủ yếu được sử dụng để loại bỏ các hạt lơ lửng nhỏ dưới 30 μm và một số chất hữu cơ tan, đồng thời cũng có chức năng cung cấp oxy và khí khử cacbon. Máy tách protein được đặt sau bể bơm, và nước từ bể bơm sẽ đi vào bộ lọc sinh học sau khi qua máy tách protein.

（3) Điểm thiết kế của bộ lọc sinh học

Bộ lọc sinh học trong hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn là một trong những thành phần cốt lõi của xử lý nước. Chức năng chính của nó là phân hủy các chất độc hại như amoniac và nitrit trong nước thông qua tác động của vi sinh vật, và duy trì sự ổn định của chất lượng nước. Thể tích của bộ lọc sinh học và lượng vật liệu lọc sinh học直接影响 trực tiếp đến hiệu suất xử lý, tính ổn định vận hành và hiệu suất tổng thể của hệ thống nuôi trồng.

1. Thể tích của bộ lọc sinh học

Thể tích của bộ lọc sinh học trong hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn cần được xác định theo các loài thủy sản khác nhau. Ví dụ, khả năng mang tải sinh học thấp của tôm sú Nam Mỹ dẫn đến lượng thức ăn thấp hơn trong các khối nước lập phương. Do đó, tỷ lệ thể tích của bộ lọc sinh học so với tổng lượng nước nuôi trồng thủy sản tương đối thấp. Thể tích bể lọc sinh học cho việc nuôi cá ăn thịt như cá trắm đen và cá rô phi lớn hơn 10% - 20% so với cá ăn thực vật như cá chép và cá rô phi do lượng chất thải chứa nitơ thải ra lớn, nhằm tăng cường khả năng làm sạch nước và đáp ứng nhu cầu về chất lượng nước cao. Lấy ví dụ về cá bass biển, thể tích của bộ lọc sinh học nên chiếm 50% tổng lượng nước nuôi trồng thủy sản.

2. Lọc đa giai đoạn và thời gian giữ thủy lực

Càng kéo dài thời gian giữ thủy lực trong bộ lọc sinh học, hiệu quả loại bỏ amoniac và muối nitơ sẽ càng tốt. Thời gian giữ thủy lực được xác định bởi thể tích của bộ lọc sinh học và số lượng các giai đoạn trong quá trình lọc nhiều cấp. Thể tích bộ lọc sinh học càng lớn, số lớp lọc càng nhiều, thì thời gian giữ thủy lực càng lâu. Do đó, khi thiết kế bộ lọc sinh học, nên cố gắng đạt được quá trình lọc nhiều cấp càng nhiều càng tốt.

3. Số lượng vật liệu sinh học

Trung tâm của một bộ lọc sinh học là vật liệu lọc sinh học, và số lượng vật liệu lọc sinh học quyết định khả năng nitrat hóa. Tỷ lệ điền đầy vật liệu lọc sinh học nên đạt lý tưởng từ 40% - 50% của bể sinh học.

4. Hệ thống sục khí

Oxy có thể là yếu tố hạn chế đối với tốc độ nitrat hóa trong sinh khối lọc, vì hàm lượng oxy trong nước thấp và nó chịu sự cạnh tranh từ vi khuẩn heterotrophic. Cần 4.57g oxy cho mỗi 1g nitơ amoniac để được oxi hóa thành nitơ nitrat. Tốc độ tăng trưởng của vi khuẩn nitrat hóa giảm khi nồng độ oxy hòa tan dưới 4mg/L. Do đó, bộ lọc sinh học phải duy trì đủ oxy hòa tan để đảm bảo hoạt động của hệ thống nitrat hóa.

Một đĩa sục khí có đường kính 215mm và lưu lượng khí 2m3/giờ được lắp đặt ở đáy bộ lọc sinh học. Hai máy thổi Roots có công suất 5.5-7.5kw (hoặc quạt ly tâm tốc độ cao) và lưu lượng khí 4.5m3/phút được trang bị để cung cấp khí cho bộ lọc sinh học và cho phép vật liệu sinh học lăn đều hoàn toàn.

4) Các điểm chính trong thiết kế khử trùng và diệt khuẩn

1. Chọn và lắp đặt máy khử trùng tia cực tím

Chọn máy khử trùng tia UV có công suất và đường kính phù hợp theo yêu cầu về lưu lượng nước tuần hoàn và chất lượng nước. Máy khử trùng tia cực tím nên được lắp đặt trên đường ống nước tuần hoàn, gần vị trí đầu vào của ao nuôi, để đảm bảo rằng nước đã được xử lý sẽ được khử trùng hoàn toàn trước khi vào ao nuôi. Trong quá trình lắp đặt, cần chú ý tránh rò rỉ đường ống và rò rỉ bức xạ tia cực tím để đảm bảo vận hành an toàn của thiết bị.

 

2. Các phương pháp khử trùng khác

Ngoài việc khử trùng bằng tia cực tím, có thể sử dụng các phương pháp khác như khử trùng bằng ozone, khử trùng bằng clo tùy theo tình hình thực tế. Khử trùng bằng ozone có ưu điểm là hiệu quả diệt khuẩn tốt và không để lại dư lượng, nhưng cần có máy phát ozone chuyên dụng và thiết bị xử lý khí thải; Khử trùng bằng clo có chi phí thấp hơn, nhưng nếu sử dụng không đúng cách có thể gây độc cho cá, và cần kiểm soát nghiêm ngặt liều lượng cũng như nồng độ clo dư.

（5) Các điểm thiết kế của hệ thống cung cấp oxy

1. Nguồn khí

Oxy hòa tan trong nuôi trồng thủy sản tuần hoàn rất quan trọng, vì mức độ oxy hòa tan quyết định mật độ của hoạt động nuôi trồng thủy sản. Từ góc độ cấu thành hệ thống, hệ thống cung cấp oxy chủ yếu bao gồm phần cung cấp khí, vận chuyển khí, thiết bị tạo khí và hệ thống điều khiển hỗ trợ. Nguồn cung cấp khí có thể đến từ máy nén khí, máy cô đặc oxy hoặc bồn chứa oxy lỏng. Bồn chứa oxy lỏng có thể cung cấp một lượng lớn oxy đậm đặc trong thời gian ngắn và thường được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản công nghiệp quy mô lớn để đảm bảo đủ oxy hòa tan trong nước nuôi khi tải trọng nuôi trồng có mật độ cao. Khi thiết kế xưởng nước tuần hoàn, nếu có nguồn khí oxy lỏng, nên chọn oxy lỏng làm phương án ưu tiên. Vì vậy, cần thiết phải dành không gian ngoài trời cho việc lắp đặt bồn oxy lỏng và thiết kế các đường ống cung cấp khí tương ứng. Nếu không có oxy lỏng, có thể lắp đặt máy tạo oxy làm nguồn oxy. Điều này yêu cầu để lại không gian cho máy tạo oxy trong khu vực xử lý nước

2. Đầu phun oxy

Tháp oxy là một thiết bị cung cấp oxy hiệu quả trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn. Thiết kế độc đáo và nguyên lý hoạt động của nó giúp nó hoạt động tốt trong nuôi trồng thủy sản mật độ cao và môi trường cần nhiều oxy hòa tan. Tháp oxy có thể đạt được hiệu suất hòa tan oxy trên 90% bằng cách trộn lẫn hoàn toàn oxy tinh khiết với nước, điều này cao hơn nhiều so với thiết bị cung cấp oxy truyền thống. Đồng thời, tháp oxy có thể tăng đáng kể nồng độ oxy hòa tan trong nước trong thời gian ngắn, khiến nó phù hợp cho nuôi trồng thủy sản mật độ cao hoặc nhu cầu cung cấp oxy khẩn cấp. Tháp oxy thường là cấu trúc hình nón dọc với diện tích chiếm dụng nhỏ, có thể cải thiện hiệu quả sử dụng đất. Khi thiết kế xưởng nuôi trồng thủy sản tuần hoàn, cần dành một khu vực nhất định cho tháp oxy, có thể đặt trong không gian mở giữa các thiết bị lớn một cách kịp thời.

3. Đĩa sục khí nano

Công nghệ oxy hóa đĩa gốm nano là một công nghệ oxy hóa tiên tiến trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn, sử dụng các đĩa sục khí làm từ vật liệu gốm nano để hòa tan oxy vào nước một cách hiệu quả. So với các phương pháp oxy hóa truyền thống, đĩa gốm nano có những lợi thế đáng kể trong việc oxy hóa. Thứ nhất, bề mặt của đĩa gốm nano có cấu trúc lỗ micromet đồng đều, có thể tạo ra các bọt khí cực kỳ nhỏ (thường có đường kính dưới 1 milimét), tăng đáng kể diện tích tiếp xúc giữa oxy và nước. Do kích thước nhỏ và tốc độ nổi chậm của các bọt khí, thời gian lưu trú của oxy trong nước được kéo dài, và hiệu suất hòa tan được cải thiện đáng kể, thường đạt 35% - 40%.

Khi thiết kế đĩa gốm nano, chúng có thể được cấu hình theo kích thước của nguồn nước. Thông thường, một đĩa gốm nano được thiết kế cho 10-15 mét khối nước. Khi lắp đặt đĩa gốm nano, chúng có thể được đặt đều ở đáy ao nuôi.

 

（6) Những điểm chính trong thiết kế khu vực cơ sở hỗ trợ

1. Thiết kế phòng phân phối

1) Tính toán tải

Tính toán tổng tải điện dựa trên tổng công suất của tất cả thiết bị điện trong xưởng nuôi trồng, và giữ một mức dự trữ nhất định để đáp ứng nhu cầu tăng công suất thiết bị trong tương lai. Đồng thời, cần cân nhắc đến sự ổn định và đáng tin cậy của nguồn điện, có thể trang bị hai nguồn điện hoặc máy phát điện dự phòng để đảm bảo hệ thống nuôi trồng thủy sản có thể vận hành bình thường trong một khoảng thời gian khi mất điện.

2) Bố trí thiết bị phân phối điện

Bố trí hợp lý tủ điện, biến áp, khay cáp và các thiết bị phân phối khác nên được sắp xếp bên trong phòng điện. Tủ điện nên được lắp đặt ở nơi khô ráo và thông gió tốt để thuận tiện cho việc vận hành và bảo trì. Khay cáp nên được lắp đặt theo tiêu chuẩn, điện mạnh và điện yếu cần được tách biệt để tránh nhiễu điện từ. Sàn phòng điện nên được lót bằng vật liệu cách điện, và tường cùng trần cần được xử lý chống cháy để đảm bảo an toàn điện.

2. Thiết kế phòng điều khiển

1) Cấu hình hệ thống giám sát

Phòng điều khiển là "bộ não" của toàn bộ xưởng nuôi và nên được trang bị các hệ thống giám sát tiên tiến, bao gồm máy theo dõi chất lượng nước, cảm biến nhiệt độ nước, máy đo oxy hòa tan, thiết bị giám sát video, v.v. Máy theo dõi chất lượng nước nên có khả năng theo dõi các chỉ số quan trọng như amoniac, nitrit, nitrat, giá trị pH trong nước theo thời gian thực; Cảm biến nhiệt độ nước và máy đo oxy hòa tan nên đo chính xác nhiệt độ và hàm lượng oxy hòa tan trong nước nuôi trồng; Thiết bị giám sát video nên phủ sóng các khu vực quan trọng như khu vực nuôi và khu vực xử lý nước để giúp nhân viên quan sát tình trạng nuôi và hoạt động của thiết bị theo thời gian thực.

2) Thiết kế hệ thống điều khiển

Xây dựng hệ thống điều khiển tự động để đạt được việc điều khiển từ xa và điều chỉnh tự động các thiết bị khác nhau trong xưởng nuôi. Ví dụ, tự động điều chỉnh công suất hoạt động của quạt hoặc máy tạo oxy dựa trên hàm lượng oxy hòa tan trong nước nuôi trồng; Tự động bật hoặc tắt thiết bị sưởi ấm theo sự thay đổi nhiệt độ nước; Tự động kiểm soát thời gian hoạt động và liều lượng của thiết bị xử lý nước dựa trên các chỉ số chất lượng nước. Hệ thống điều khiển nên có chức năng lưu trữ và phân tích dữ liệu, có thể ghi lại các thay đổi của các thông số khác nhau trong quá trình nuôi, và cung cấp hỗ trợ dữ liệu và cơ sở ra quyết định cho quản lý nuôi trồng.

3. Điểm thiết kế cho phòng lưu trữ thức ăn và phòng lưu trữ thuốc

1) Phòng lưu trữ thức ăn

Phòng lưu trữ thức ăn nên được giữ khô ráo, thông gió và mát mẻ. Sàn nhà nên được xử lý chống ẩm, chẳng hạn như lót tấm chống ẩm hoặc sử dụng vật liệu chống ẩm. Thức ăn cần được lưu trữ theo loại, và các loại thức ăn khác nhau với các quy cách khác nhau nên được xếp riêng biệt và ghi nhãn rõ ràng. Phòng lưu trữ cần trang bị đồng hồ đo nhiệt độ và độ ẩm để theo dõi định kỳ nhiệt độ và độ ẩm môi trường, đảm bảo chất lượng thức ăn không bị ảnh hưởng. Chiều cao xếp chồng thức ăn nên vừa phải để tránh áp lực quá lớn làm hỏng thức ăn ở dưới cùng.

2) Phòng lưu trữ thuốc

Phòng lưu trữ thuốc nên tuân thủ các quy định an toàn liên quan, thiết lập tủ thuốc chuyên dụng hoặc kệ và lưu trữ thuốc theo danh mục. Thuốc khử trùng, thuốc diệt côn trùng, kháng sinh, v.v. cần được lưu trữ riêng biệt và ghi nhãn rõ ràng với tên thuốc, thông số kỹ thuật, ngày hết hạn và các thông tin khác. Phòng lưu trữ thuốc nên được trang bị thiết bị thông gió, thiết bị chữa cháy, v.v. để đảm bảo an toàn môi trường. Đồng thời, cần thiết lập hệ thống đăng ký tồn kho thuốc để ghi chép chi tiết việc mua sắm, sử dụng và tồn kho của thuốc để thuận tiện cho quản lý và truy xuất.

 

（7) Các điểm thiết kế của hệ thống thông gió và kiểm soát nhiệt độ

1. Hệ thống thông gió

1) Lựa chọn phương pháp thông gió

Theo quy mô và cấu trúc của xưởng nuôi, có thể sử dụng kết hợp thông gió tự nhiên và thông gió cơ học. Thông gió tự nhiên chủ yếu được thực hiện thông qua các ô thoáng trên nóc xưởng và cửa sổ thông gió trên tường bên. Khi điều kiện thời tiết cho phép, nên sử dụng gió tự nhiên càng nhiều càng tốt để thông gió và trao đổi không khí. Thông gió cơ học bao gồm việc lắp đặt quạt hút, quạt ly tâm và các thiết bị khác để ép luồng không khí, thải không khí bị ô nhiễm ra khỏi xưởng và đưa không khí tươi vào.

 

2) Tính toán thông gió và lựa chọn thiết bị

Tính toán thông gió cần thiết dựa trên các yếu tố như mật độ nuôi, bay hơi nước và tản nhiệt của thiết bị trong nhà xưởng nuôi. Nói chung, lượng thông gió cần thiết cho mỗi kilogram cá mỗi giờ là 0,1-0,3 mét khối. Dựa vào lượng thông gió đã tính toán, chọn thiết bị thông gió có công suất và lưu lượng khí thích hợp, và bố trí lỗ thông gió và đường ống một cách hợp lý để đảm bảo lưu thông không khí đều và không có góc chết trong nhà xưởng.

2. hệ thống điều khiển nhiệt độ

Đối với các loại cần sưởi ấm vào mùa đông để nuôi trồng, nên chọn thiết bị sưởi ấm thích hợp như lò hơi, máy bơm nhiệt, máy sưởi điện, v.v. Lò hơi có hiệu suất sưởi ấm cao, nhưng yêu cầu phòng chứa lò hơi chuyên dụng và ống khói, dẫn đến chi phí vận hành cao; Máy bơm nhiệt có hiệu quả tiết kiệm năng lượng tốt, nhưng đòi hỏi khoản đầu tư ban đầu lớn; Máy sưởi điện dễ lắp đặt, nhưng chi phí vận hành cũng tương đối cao. Chọn thiết bị sưởi ấm dựa trên các yếu tố như quy mô nuôi trồng, điều kiện cung cấp năng lượng và chi phí kinh tế. Vị trí lắp đặt thiết bị sưởi ấm nên được bố trí hợp lý để đảm bảo nước nóng có thể được phân phối đều đến mỗi ao nuôi. Hiệu suất sưởi ấm và việc sử dụng năng lượng có thể được cải thiện bằng cách lắp đặt bơm tuần hoàn nước nóng và các biện pháp cách nhiệt đường ống.

（8） Thiết kế Hệ thống Đường ống Nước tuần hoàn

Hệ thống đường ống nước tuần hoàn nên bao gồm nước vào, nước ra, thoát nước, cung cấp oxy và bổ sung cho ao nuôi trồng thủy sản. Các "mạch máu" của hệ thống nuôi trồng thủy sản mật độ cao tuần hoàn thông qua các đường ống. Nếu bố trí đường ống không hợp lý hoặc thiết kế sai, sẽ làm sản phẩm nuôi trồng thủy sản đối mặt với nhiều rủi ro. Việc bố trí đường ống cần phải xem xét đầy đủ các yếu tố như vị trí, kích thước, số lượng ao nuôi và vị trí của khu vực xử lý nước. Qua việc quy hoạch bố trí khoa học và hợp lý, có thể đảm bảo rằng nước nuôi trồng thủy sản có thể được vận chuyển đều và nhanh chóng đến các ao nuôi khác nhau, đồng thời giúp vận chuyển kịp thời chất thải và nước có chất lượng bất thường trở lại khu vực xử lý để xử lý. Hệ thống đường ống nước tuần hoàn nên được lắp đặt trong hào đường ống, và cần để lại không gian bảo trì và vận hành đủ cho mỗi lớp đường ống. Có thể dán nhãn lên các đường ống và các khu vực khác cần nhận diện, với các ký hiệu nhận diện bao gồm tên đặc trưng, hướng dòng chảy và các thông số quy trình chính.

1. Cấu tạo của hệ thống đường ống:

1) Đường ống dẫn vào

Đường ống dẫn vào có trách nhiệm đưa nước đã xử lý trở lại ao nuôi. Đường ống chính thường sử dụng ống PP hoặc PVC với đường kính từ 200mm đến 315mm, và đường kính đường ống dẫn vào là 75mm đến 110mm, được kiểm soát bởi van để điều chỉnh lưu lượng nước vào.

2) Đường ống dẫn nước thải

Đường ống dẫn nước thải có trách nhiệm đưa nước từ ao nuôi trở lại hệ thống xử lý. Đường ống dẫn nước thải thường được đặt trong rãnh đường ống, và thường sử dụng ống PVC cấp nước với đường kính từ 160mm đến 400mm.

3) Đường ống thoát nước

Được sử dụng để tháo nước từ ao nuôi thủy sản, xả chất ô nhiễm từ thiết bị lắng dòng chảy thẳng đứng và rửa ngược chất bẩn từ hệ thống vi lọc. Ống PVC có đường kính từ 200mm đến 250mm thường được sử dụng làm đường ống thoát nước. Một đầu được nối với bể lắng ngoài trời, và đầu kia được trang bị máy bơm nước áp lực cao để vệ sinh định kỳ các chất bẩn tích tụ trong đường ống.

4) Đường ống cung cấp oxy

Dùng để cung cấp oxy cho hồ nuôi. Hệ thống đường ống cung cấp oxy được chia thành hai phần: một là đặt đĩa sục oxy gốm nano trong hồ nuôi, và kết nối với hệ thống điều chỉnh lưu lượng khí bên ngoài thông qua ống PU áp lực cao; Phương pháp thứ hai là trộn lẫn oxy và nước hoàn toàn thông qua bộ trộn oxy tinh khiết, sau đó đưa vào hồ nuôi thông qua đường ống PVC riêng biệt.

5) Đường ống bổ sung nước

Ống cấp nước nên được nối với bồn chứa của hệ thống nước tuần hoàn. Các ống cấp nước thường được làm từ vật liệu chống ăn mòn như ống PVC hoặc PP để đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài của đường ống. Các ống có đường kính từ 32mm đến 75mm thường được sử dụng. Van điều chỉnh điện và cảm biến mức nước có thể được lắp đặt trên đường ống cấp nước để theo dõi mức nước của ao nuôi hoặc bồn chứa thời gian thực thông qua cảm biến mức nước. Khi mức nước thấp hơn giá trị đã đặt, van điều chỉnh điện sẽ tự động mở để bổ sung nước; khi mức nước đạt đến giá trị đã đặt, van điều chỉnh điện sẽ tự động đóng.

2. Nguyên tắc bố trí đường ống

1) Giảm sức cản

Bố trí đường ống nên giảm thiểu số lượng các khúc cua và khớp nối để giảm tổn thất đầu nước và đảm bảo dòng chảy nước trơn tru.

2) Hướng đi hợp lý

Ống dẫn nên được đặt trong các hào ống chuyên dụng càng nhiều càng tốt để bảo vệ chúng khỏi các tác động từ môi trường bên ngoài. Hướng đi của ống dẫn nên đơn giản và hợp lý nhất có thể, tránh việc cắt chéo.

3) Dễ dàng bảo trì

Mỗi lớp ống dẫn cần phải để lại đủ không gian cho việc bảo trì và vận hành, giúp thuận tiện cho công tác bảo dưỡng và sửa chữa hàng ngày.

Để đảm bảo hệ thống vận hành ổn định trong trường hợp khẩn cấp, thiết kế ống dẫn cũng cần xem xét các biện pháp ứng phó. Ví dụ, trong các tình huống khẩn cấp như mất điện, có thể sử dụng các thiết bị như máy phát điện dự phòng và thiết bị cung cấp oxy khẩn cấp để đảm bảo nước nuôi trồng thủy sản tiếp tục lưu thông và tránh làm xấu đi chất lượng nước có thể gây hại cho sinh vật nuôi.

3. Bản đồ bố trí ống dẫn

Thiết kế ống dẫn là rất quan trọng, và cần phải vẽ các bản vẽ thiết kế ống dẫn chuyên dụng.

(9)Cách tối ưu hóa thiết kế nhà xưởng để giảm tiêu thụ năng lượng sưởi ấm

1. Về thiết kế cấu trúc

1) Chọn vật liệu cho tường và mái

Sử dụng vật liệu xây dựng có hiệu suất cách nhiệt tốt, như bọt polyurethane, len đá, v.v., để xây dựng tường và mái của xưởng. Đối với mái, có thể sử dụng cấu trúc hình thứ tam giác hoặc hình cung để lợp bằng các vật liệu như ngói amian và ngói thủy tinh.

2) Thiết lập lớp cách nhiệt

Lắp đặt lớp cách nhiệt bên trong tường, sàn và mái của xưởng để giảm thất thoát nhiệt. Độ dày của lớp cách nhiệt nên được xác định dựa trên điều kiện khí hậu địa phương và yêu cầu cách nhiệt

3) Thiết kế kín khít

Đảm bảo độ kín khít tốt của cửa, cửa sổ, lỗ thông gió và các phần khác của xưởng để ngăn không khí lạnh xâm nhập và giảm thất thoát nhiệt. Có thể lắp đặt dải kín hoặc sử dụng chất bịt kín để xử lý kín khít

2. Lựa chọn và bố trí thiết bị

1) Chọn thiết bị sưởi ấm hiệu quả và tiết kiệm năng lượng

Việc sử dụng thiết bị sưởi ấm hiệu quả và tiết kiệm năng lượng như máy bơm nhiệt có thể giảm đáng kể tiêu thụ năng lượng và chi phí vận hành. Máy bơm nhiệt có thể làm ấm nước nuôi trồng thủy sản bằng cách hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh, và có tỷ lệ hiệu suất năng lượng cao.

2) Sử dụng vải cách nhiệt hoặc màng cách nhiệt

Lắp đặt rèm hoặc màng cách nhiệt trong nhà xưởng có thể giúp ngăn thất thoát nhiệt thêm. Ví dụ, lắp cửa cuốn và rèm cách nhiệt trên phần mái trong suốt.

Qua việc áp dụng toàn diện các biện pháp trên, hiệu quả cách nhiệt của nhà xưởng nuôi trồng thủy sản tuần hoàn có thể được cải thiện đáng kể, giảm tiêu thụ năng lượng và chi phí sản xuất, đồng thời nâng cao hiệu quả nuôi trồng.