Đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và mangan trong nước thải khai thác than công ty TNHH MTV 618 và đề xuất phương án xử lý

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TRẦN VĂN TUẤN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM SẮT VÀ MANGAN TRONG NƯỚC THẢI KHAI THÁC THAN CÔNG TY TNHH MTV 618 VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Thái Nguyên - 2014 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TRẦN VĂN TUẤN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM SẮT VÀ MANGAN TRONG NƯỚC THẢI KHAI THÁC THAN CÔNG TY TNHH MTV 618 VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ Ngành: Khoa học môi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trịnh Lê Hùng Thái Nguyên - 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Tất cả các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là kết quả của quá trình thực nghiệm của tôi trong phòng thí nghiệm và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Thái Nguyên, tháng 11 năm 2014 Tác giả Trần Văn Tuấn ii LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian dài học tập và nghiên cứu, tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài: : “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và mangan trong nước thải khai thác than Công ty TNHH MTV 618 và đề xuất phương án xử lý”. Đây là kết quả của sự nỗ lực của tôi và sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong khoa Môi trường – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Trịnh Lê Hùng cùng người đồng cấp PGS.TS Đỗ Thị Lan đã giao đề tài và tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Môi Trường Khoa Sau Đại học trường Đại học Nông Lâm đã tận tình truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt 2 năm học tập. Với vốn kiến thức đó không chỉ là nền tảng để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp mà còn là hành trang quý báu theo tôi suốt cuộc đời. Đồng thời tôi cũng xin chân thành cảm ơn các các cán bộ, chuyên viên tại phòng thí nghiệm môi trường – Trung tâm Ứng dụng Phát triển Kỹ thuật và Công nghệ môi trường đã hết sức giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu hoàn thiện đề tài. Học viên thực hiện Trần Văn Tuấn iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục tiêu của đề tài 2 2.1.Mục tiêu tổng quát: 2 2.2. Mục tiêu cụ thể 2 3. Yêu cầu của đề tài: 2 4. Ý nghĩa của đề tài 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 1.1. Cơ sở lý luận khoa học và pháp lý của đề tài 4 1.1.1. Cơ sở lý luận khoa học của đề tài 4 1.1.2. Cơ sở pháp lý của đề tài 7 Một số văn bản pháp lý có liên quan đến môi trường và chất lượng nước: 7 1.2. Tổng quan về Công ty TNHH MTV 618 8 1.2.1. Lịch sử hình thành 8 1.2.2. Tổ chức bộ máy 10 1.2.3. Lĩnh vực sản xuất kinh doanh 10 1.2.4. Công nghệ sản xuất 11 1.2.5. Nhu cầu sử dụng nước và xả thải của đơn vị 13 1.2.5.1. Nhu cầu sử dụng nước 13 1.2.5.2. Nhu cầu xả nước thải 13 1.3. Tổng quan về ô nhiễm sắt và mangan trong nước thải mỏ than hầm lò 14 1.3.1. Quy trình khai thác than hầm lò 15 iv 1.3.2. Hiện trạng khai thác than hầm lò khu vực Quảng Ninh và hiện trạng xử lý nước thải 17 1.3.3. Sự hình thành nước thải trong quá trình khai thác than hầm lò 18 1.4. Vài nét về sắt và mangan 21 1.4.1. Vài nét về sắt 21 1.4.2. Vài nét về mangan 22 1.4.3. Vai trò của sắt và mangan trong sản xuất và đời sống 23 1.4.4. Tác hại của sắt và mangan đối với con người 25 1.5. Các phương pháp xử lý ô nhiễm sắt và mangan 26 1.5.1. Các phương pháp xử lý sắt 26 1.5.1.1. Xử lý sắt bằng phương pháp làm thoáng 27 1.5.1.2. Xử lý sắt bằng các chất ô xy hóa mạnh 27 1.4.1.3. Xử lý sắt bằng vôi 27 1.5.1.4. Các phương pháp xử lý sắt khác 28 1.5.2. Các phương pháp xử lý mangan 28 1.5.2.1. Ôxy hóa mangan bằng ôxy 28 1.5.2.2. Ôxy hóa mangan bằng điôxit clo 29 1.5.2.3. Ôxy hóa mangan bằng nước ôxy H 2 O 2 29 1.5.2.4. Ôxy hóa mangan bằng ôzôn 30 1.5.2.5. Xử lý mangan bằng phương pháp sinh học 30 1.6. Hiện trạng xử lý sắt và mangan trong nước thải mỏ than hầm lò 30 1.7. Tác nhân ôxy hóa của nước ôxy và ôzôn và ứng dụng của chúng 32 1.7.1. Nước ôxy (H 2 O 2 ) 32 v 1.7.2. Ôzôn 34 1.8. Ảnh hưởng của sắt trong quá trình oxy hóa mangan 36 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 38 NGHIÊN CỨU 38 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 38 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 38 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 38 2.2. Nội dung nghiên cứu: 38 2.2.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực Đông Triều 38 2.2.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và mangan trong nước thải khai thác than hầm lò công ty TNHH MTV 618 – Đông Triều – Quảng Ninh 38 2.2.3. Đánh giá hiện trạng công nghệ xử lý nước thải mỏ công ty TNHH MTV 618 39 2.2.4. Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải có hàm lượng sắt, mangan cao và đề xuất phương án xử lý nước thải khai thác than hầm lò 39 2.3. Phương pháp nghiên cứu 39 2.3.1. Phương pháp thống kê 39 2.3.2. Phương pháp đánh giá nhanh 39 2.3.3. Phương pháp khảo sát thực địa 40 2.3.4. Phương pháp so sánh 40 2.3.5. Phương pháp thực nghiệm 40 2.3.5.1. Phương pháp xác định sắt 40 2.3.5.2. Phương pháp xác định mangan 42 vi 2.3.5.3. Thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của chất xúc tác trong quá trình o xy hóa sắt và mangan bằng tác nhân oxy tự do trong không khí 46 2.3.5.4. Thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của pH trong quá trình ô xy hóa sắt và mangan trong nước thải mỏ than bằng tác nhân nước ô xy (H 2 O 2 ) 47 2.3.5.5. Thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của pH trong quá trình ô xy hóa sắt và mangan trong nước thải mỏ than bằng tác nhân nước ô zôn (O 3 ) 48 2.3.6. Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu 49 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 50 3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, môi trường có liên quan đến hoạt động sản xuất than của Công ty TNHH MTV 618 50 3.1.1. Vị trí địa lý 50 3.1.2. Địa hình 51 3.1.3. Đặc điểm khí hậu 51 3.1.4. Điều kiện thủy văn 52 3.1.5. Tài nguyên thiên nhiên 52 3.1.6. Điều kiện kinh tế, xã hội 54 3.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải mỏ công ty TNHH MTV 618 59 3.2.1. Hiện trạng nước thải trước xử lý 59 3.2.2. Hiện trạng nước thải sau xử lý 62 3.3. Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải mỏ công ty TNHH MTV 618 63 3.4. Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải có hàm lượng mangan lẫn sắt cao và đề xuất phương án xử lý 66 3.4.1. Ảnh hưởng của chất xúc tác đến quá trình xử lý mangan trong nước thải mò than hầm lò 66 vii 3.4.2. Kết quả khảo sát khả năng xử lý mangan của dung dịch nước oxy (H 2 O 2 ) 67 3.4.3. Kết quả khảo sát khả năng xử lý mangan của ô zôn (O 3 ) 69 3.4.4. Tổng hợp kết quả 71 3.4.5. Đề xuất công nghệ xử lý 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 PHỤ LỤC 81 viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Nghĩa củ từ ABS Đơn vị đo quang BOD Nhu cầu oxi sinh hóa BTNMT Bộ tài nguyên môi trường COD Nhu cầu oxi hóa học FDA Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ GHCP Giới hạn cho phép NQ/TW Nghị quyết Trung ương NĐ/CP Nghị định Chính phủ OTC Over The Counter (Thuốc bán không cần kê đơn) TSS Hàm lượng chất rắn hòa tan QCVN Quy chuẩn Việt Nam QTMT Quan trắc môi trường SCR Song chắn rác TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TNHH MTV Trách nhiệm hữu hạn một thành viên PA Poly Acrylamit PAC Poly Alumin Clorua XLNT Xử lý nước thải [...]... TNHH MVT 618 – Đông Triều – Quảng Ninh - Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải mỏ công ty TNHH MTV 618 - Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải có hàm lượng mangan lẫn sắt cao và đề xuất phương án xử lý - Đề xuất phương án xử lý nước thải khai thác than hầm lò công ty than 618 dựa trên công nghệ có sẵn và kết quả nghiên cứu 3 Yêu cầu của đề tài: - Nêu lên bức tranh ô nhiễm sắt và mangan trong nước thái... trình khai thác than hầm lò của công ty TNHH MVT 618 – Đông Triều – Quảng Ninh từ đó đề xuất phương án xử lý nước thải khai thác than hầm lò công ty than 618 2.2 Mục tiêu cụ thể - Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, môi trường có liên quan đến hoạt động sản xuất than của Công ty TNHH MTV 618 - Đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và mangan ở nước thải trong quá trình khai thác than hầm lò của công ty TNHH. .. lượng mangan luôn vượt quá giới hạn cho phép Xuất phát từ thực tế trên, được sự nhất trí của Nhà trường, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS Trịnh Lê Hùng, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: "Đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và mangan trong nước thải khai thác than Công ty TNHH MTV 618 và đề xuất phương án xử lý" 2 Mục tiêu của đề tài 2.1.Mục tiêu tổng quát: - Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải trong. .. qua xử lý của mỏ than- Công ty TNHH MTV 618 62 Bảng 3.3: Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của chất xúc tác 66 Bảng 3.4 Kết quả xử lý mangan và sắt trong nước thải của nước oxy 68 Bảng 3.5 Kết quả xử lý mangan và sắt trong nước thải của ô zôn 70 x DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Tổ chức bộ máy công ty TNHH MTV 618 10 Hình 1.2 Quy trình công nghệ khai thác hầm lò công ty 618 12 Hình 1.3: Mô... công ty TNHH MTV 618 và đề xuất phương án tối ưu xử lý nước thải khai thác than hầm lò nhằm bảo vệ môi trường nước vùng có hoạt động khai thác khoáng sản và phát triển bền vững - Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo cho các đơn vị có hoạt động khoáng sản và các đơn vị tư vấn về môi trường nước Đánh giá và đưa ra bức tranh tổng thể về ô nhiễm nước thải hầm lò Đề xuất công nghệ... động khai thác than hầm lò Công ty than 618 3 - Đề xuất biện pháp xử lý, nghiên cứu, tìm hiểu và đưa ra biện pháp có khá năng ứng dụng được vào thực tế xử lý mangan tại khu vực Đông Triều nói riêng và tỉnh Quảng Ninh nói chung 4 Ý nghĩa của đề tài - Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu góp phần làm rõ hiện trạng ô nhiễm môi trường vùng mỏ, hiện trạng ô nhiễm trong hoạt động khai thác than hầm lò công ty. .. sản xuất và kinh doanh của Công ty TNHH MTV 618 - Tổng Công ty Đông Bắc là khai thác, chế biến và kinh doanh than Khu mỏ Hồ Thiên được tập đoàn Công nghiệp than – Khoáng sản Việt Nam giao cho Tổng Công ty Đông Bắc quản lý, thăm dò và tổ chức khai thác, 11 phân thành 2 khu vực: Khu Đông và khu Tây, ở giữa 2 khu là khu vực cấm khai thác Vị trí của khai trường mỏ Hồ thiên nằm tại xã Tràng Lương, huyện Đông... áp dụng công nghệ khai thác than hiện nay, giai đoạn đầu khai thác tầng lò bằng từ mức + 160 ÷ LV, thiết kế chọn công suất khai thác hầm lò khu Đông là 300.000 tấn/năm than nguyên khai 1.2.4 Công nghệ sản xuất Quy trình khai thác than hầm lò khu mỏ Hồ Thiên của Công ty TNHH MTV 618 được trình bày như sau: 12 Hình 1.2 Quy trình công nghệ khai thác hầm lò công ty 618 Từ mặt bằng công nghiệp trung tâm mức... nghiệp công nghiệp Đặc tính ô nhiễm và nồng 5 độ của nước thải công nghiệp rất khác nhau phụ thuộc vào loại hình công nghiệp và chế độ công nghệ lựa chọn [14] Nước thải công nghiệp thường chứa các hóa chất độc hại, kim loại nặng, các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học[1] Ngoài ra nước thải công nghiệp còn phụ thuộc vào đặc điểm của từng ngành công nghiệp khách nhau  Nước thải sản xuất trong khai thác than. .. của Công ty là khu văn phòng cũ của Công ty TNHH MTV 91, tại khu Vĩnh Tuy II – Đông Triều - Quảng Ninh , được xây dựng và sửa chữa lại vào 05/2012 Ngày 23/7/2012 Tổng công ty Đông bắc có Quyết định số 2675/QĐ- ĐB của Tổng giám đốc về việc giao nhiệm vụ quản lý, bảo vệ, thăm dò và tổ chức khai thác Mỏ Hồ Thiên từ Công ty TNHH MTV 91 cho Công ty 618 Ngày 01/8/2012 dưới sự chủ trì của Tổng công ty Đông . 54 3.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải mỏ công ty TNHH MTV 618 59 3.2.1. Hiện trạng nước thải trước xử lý 59 3.2.2. Hiện trạng nước thải sau xử lý 62 3.3. Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải. Đông Triều 38 2.2.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và mangan trong nước thải khai thác than hầm lò công ty TNHH MTV 618 – Đông Triều – Quảng Ninh 38 2.2.3. Đánh giá hiện trạng công nghệ xử lý. đề tài: " ;Đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và mangan trong nước thải khai thác than Công ty TNHH MTV 618 và đề xuất phương án xử lý& quot; 2. Mục tiêu của đề tài 2.1.Mục tiêu tổng quát: - Đánh