Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của trạm xử lý nước thải hầm lò tại công ty 790 – thành viên trực thuộc tổng công ty than đông bắc và đề xuất công nghệ tiếp nối tuần hoàn phục vụ sinh hoạt tắm giặt

Với mục đích và tầm quan trọng nêu trên, được sự phân công của Khoa Khoa học Môi trường, đồng thời được sự tiếp nhận của Công ty cổ phần và Thương mại Việt Sing cùng Công ty 790 em có đư

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

TUẦN HOÀN PHỤC VỤ SINH HOẠT TẮM GIẶT

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Khoa học môi trường Khóa học : 2012 – 2016

Thái Nguyên , năm 2016

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

TUẦN HOÀN PHỤC VỤ SINH HOẠT TẮM GIẶT

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Khoa : Khoa học môi trường Khóa học : 2012 – 2016

Giáo viên hướng dẫn: TS HÀ XUÂN LINH

Khoa Môi trường - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

Thái Nguyên , năm 2016

i

LỜI CÁM ƠN

Thực tập tốt nghiệp là một khâu rất quan trọng bởi lẽ đây là cơ hội để

em được củng cố toàn bộ kiến thức đã học tập ở trường Đồng thời cũng giúp

em tiếp xúc với thực tế đem những kiến thức đã học áp dụng vào thực tiễn sản xuất Mặt khác, qua đây em được học hỏi và rút ra kinh nghiệm quý báu từ thực tiễn để khi ra trường trở thành một người cán bộ có năng lực tốt, chuyên môn giỏi đáp ứng các yêu cầu cấp thiết của xã hội

Với mục đích và tầm quan trọng nêu trên, được sự phân công của Khoa Khoa học Môi trường, đồng thời được sự tiếp nhận của Công ty cổ phần và Thương mại Việt Sing cùng Công ty 790 em có được những kiến thức thực

tiễn để hoàn thành đề tài : “Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của trạm xử

lý nước thải hầm lò tại công ty 790 – thành viên trực thuộc Tổng Công ty than Đông Bắc và đề xuất công nghệ tiếp nối tuần hoàn phục vụ sinh hoạt tắm giặt’’

Thông qua việc hoàn thành Khóa luận này em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô Ban Giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Khoa học Môi

trường Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo - TS HÀ XUÂN LINH người đã hướng dẫn, chỉ bảo em tận tình để hoàn thành tốt bài

khóa luận này

Em xin cảm ơn các cán bộ chuyên trách môi trường trong công ty 790

đã tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình thực tập tại đây

Cảm ơn gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, động viên em trong suốt thời gian học tập rèn luyện và thực tập tốt nghiệp

Do thời gian thực tập ngắn, năng lực chuyên môn còn hạn chế, bản thân

em còn thiếu kinh nghiệm nên khóa luận không tránh khỏi những sai sót Em rất mong dược sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo để khóa luận được hoàn thiện hơn nữa

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái nguyên, ngày… tháng…… năm 2016

Sinh viên

Hà Việt Hưng

iii

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 2.1 Nguồn gốc hình thành nước thải hầm lò mỏ than 12

Hình 2.2 Hệ thống xử lí mặt bằng 48 + mỏ 790 17

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải +40 Xí nghiệp than Cao Thắng 20

Hình 2.4 Công nghệ xử lý nước thải khu –25 - +30 Mạo Khê 21

Hình 2.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải – 51 Hà Lầm 22

Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy thuyển than Cửa Ông 23

Hình 2.7 Hiệu suất xử lý nước thải khai thác mỏ bằng vật liệu polyme (a) và bentonit (b) 25

Hình 2.8 Dòng chảy dọc và ngang đi qua vùng đất ngập nước 26

Hình 2.9 Cấu trúc đất ngập nước 26

Hình 2.10 Hệ thống Aluminator© 27

Hình 4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ khai thác than lộ thiên 35

Hình 4.2 Sơ đồ công nghệ khai thác hầm lò 35

Hình 4.3 Qui trình công nghệ xử lý bậc 1 40

Hình 4.4 Bể điều hòa 41

Hình 4.5 Bể trung hòa 42

Hình 4.6 Bể Phản ứng 43

Hình 4.7 Bể phản ứng tĩnh 45

Hình 4.8 Bể lắng đứng ly tâm 46

Hình 4.9 Bồn chứa 46

Hình 4.10 Bình lọc áp lực 47

Hình 4.11 Hình ảnh trạm xử lý nước thải hầm lò 47

Hình 4.12 Biểu đồ so sánh chỉ tiêu Ph trước xử lý sau xử lý và CVN 40:2011/BTNMT 53

iv

Hình 4.13 Biểu đồ so sánh chỉ tiêu nồng độ TSS trước xử lý sau xử lý và

QCVN 40:2011/BTNMT 54 Hình 4.14 Biểu đồ so sánh chỉ tiêu Fe trước xử lý sau xử lý và QCVN

40:2011/BTNMT 55 Hình 4.15 Biểu đồ so sánh chỉ tiêu Mn trước xử lý sau xử lý và QCVN

40:2011/BTNMT 55 Hình 4.16 Biểu đồ so sánh chỉ tiêu Dầu mỡ khoáng trước xử lý sau xử lý

và QCVN 40:2011/BTNMT 56 Hình 4.17 Sơ đồ công nghệ bậc 2 tái tuần hoàn phục vụ sinh hoạt 58 Hình 4.18 Ảnh thiết bị V200 do công ty môi trường Việt-Sing lắp đặt 59 Hình 4.19 Ảnh cột lọc áp và hệ thống fin lọc do công ty Việt-Sing lắp đặt 59

v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BOD5 : Nhu cầu oxi hóa trong 5 ngày

BTNMT: Bộ Tài nguyên Môi trường

COD: Nhu cầu oxi hóa học

DO: Độ o xy hòa tan

QCVN: Quy chuẩn Việt Nam

vi

MỤC LỤC

Trang

LỜI CÁM ƠN 2

DANH MỤC BẢNG ii

DANH MỤC HÌNH iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v

MỤC LỤC vi

Phần 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 3

1.3 Yêu cầu của đề tài 3

1.4 Ý nghĩa của đề tài 3

Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 5

2.1.1 Cơ sở lý luận 5

2.1.2 Cơ sở pháp lý của đề tài 9

2.2 Cơ sở lý luận 11

2.2.1 Tổng quan về nước thải mỏ than 11

2.2.2 Sự hình thành nước thải trong quá trình khai thác than 12

2.2.3 Tính chất chung của nước thải mỏ than 14

2.3 Hệ thống xử lí nước thải hầm lò (bậc 1) mặt bằng +48 mỏ 790 17

2.4 Thực trạng nước thải và tình hình xử lý nước thải mỏ 18

2.5 Các biện pháp ngăn ngừa ô nhiễm và xử lý nước thải tại các mỏ khai thác khoáng sản sử dụng công nghệ nước ngoài và công nghệ trong nước 23

Phần 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

3.1 Đối tượng nghiên cứu 30

vii

3.2 Phạm vi nghiên cứu: 30

3.3 Nội dung nghiên cứu 30

3.4 Phương pháp nghiên cứu 30

3.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu 30

3.4.2 Phương pháp đánh giá nhanh 31

3.4.3 Phương pháp khảo sát thực địa 31

3.4.4 Phương pháp so sánh 31

3.4.5 Phương pháp thực nghiệm 31

3.4.6 Phương pháp xử lí số liệu 32

Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 33

4.1 Tổng quan về công ty 790 33

4.1.1 Sự hình thành và phát triển Công ty than 790 33

4.1.2 Vị trí địa lý 33

4.1.3 Địa hình 33

4.1.4 Điều kiện khí hậu 34

4.1.5 Kinh tế - xã hội 34

4.1.6 Thảm thực vật 34

4.1.7 Hệ thống cấp nước 34

4.1.8 Nước thải trong quá trình khai thác than và đặc tích của chúng 34

4.1.9 Quy trình sản xuất của Công ty than 790 35

4.2 Phân tích ảnh hưởng của công tác khai thác mỏ đến môi trường 36

4.2.1 Ảnh hưởng đến môi trường đất 36

4.2.2 Ảnh hưởng đến hệ sinh thái, thảm thực vật 36

4.2.3 Ảnh hưởng đến môi trường không khí 36

4.2.4 Ô nhiễm tiếng ồn 37

4.2.5 Hiện trạng ô nhiễm môi trường nước khu vực 37

4.3 Tìm hiểu hệ thống xử lý nước thải của trạm xử lý ( bậc 1) 40

viii

4.3.1 Qui trình công nghệ 40

4.4 Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của trạm xử lý 49

4.4.1 Kết quả phân tích thành phần nước thải ban đầu trước khi xử lý 49

4.4.2 Kết quả phân tích thành phần nước thải sau khi qua trạm xử lí 51

4.4.3 Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của trạm xử lý nước thải mỏ than 790 53

4.5 Đề xuất công nghệ tiếp nối xử lý bậc 2 (Xử lý lại nước thải hầm lò tái cấp cho sinh hoạt và sản xuất) 57

4.5.1 Đánh giá công nghệ, hiệu quả XLNT hầm lò tại mỏ 790 57

4.5.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý tái tuần hoàn cấp cho sinh hoạt 58

PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60

5.1 Kết luận 60

5.2 Kiến nghị 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

Song song với những tiềm năng, triển vọng và thành tựu kinh tế đã đạt được trong nhiều năm qua, Quảng Ninh cũng đang đối mặt với những thách thức không nhỏ về môi trường

Chất lượng môi trường ở một số khu vực trọng điểm đã bị tác động mạnh, đa dạng sinh học suy giảm nhanh trong vòng 20 năm trở lại đây, nhiều nguồn tài nguyên môi trường đã bị khai thác cạn kiệt Điển hình là hoạt động khai thác than tồn tại hàng trăm năm nay đã làm mất đi nhiều cánh rừng là nơi

cư trú của các loài động vật, và gây ra bồi lấp các dòng sông, suối; các hoạt động vận tải, sàng tuyển khai thác than và các loại khoáng sàng khác đã gây

ra những nguồn ô nhiễm về nguồn nước lớn, tăng sức ép lên các vùng sinh thái nhạy cảm Hoạt động này đã đang là nguyên nhân làm suy thoái tài nguyên, môi trường, ảnh hưởng trực tiếp đến tiềm năng phát triển kinh tế xã hội và đời sống nhân dân nhiều nơi trong tỉnh

2

Phần lớn các hoạt động kinh tế - xã hội, trong đó có du lịch và thuỷ sản phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của các nguồn tài nguyên môi trường Đặc biệt với đà phát triển việc khai thác than, khoáng sản khác như hiện nay cũng như trong tương lai thì những vấn đề môi trường sẽ là vấn đề cần được quan tâm để giải quyết, khắc phục hậu quả

Trước thực trạng nêu trên, em nhận thấy việc nghiên cứu, phân tích các giải pháp xử lý nước thải trong quá trình khai thác khoáng sản ở các mỏ than vùng thuộc địa bàn tỉnh Quảng Ninh, điển hình là mỏ than 790 trực thuộc Tổng Công ty than Đông Bắc , phân tích, đánh giá hiện trạng môi trường , làm rõ các tác động của hoạt động khoáng sản tới môi trường là yêu cầu cấp thiết Trên cơ sở đó, nhằm đề xuất các giải pháp xử lý, góp phần làm phong phú thêm các giải pháp xử lý nước thải thích hợp áp dụng trong hoạt động khoáng sản nhằm hạn chế và khắc phục ô nhiễm môi trường nước tiến tới góp phần đảm bảo sự phát triển bền vững của hoạt động sản xuất khoáng sản tại Quảng Ninh và triệt tiêu được các mối nguy hiểm ảnh hưởng đến đời sống con người, chất lượng môi trường nước được đảm bảo và cũng là góp phần phát triển các ngành khác như ngành du lịch, thuỷ sản, cảng biển… tại Quảng Ninh

Cho đến nay, mặc dù đã có nhiều giải pháp đưa ra nhằm khắc phục, xử

lý tình trạng ô nhiễm nguồn nước từ các khai trường trong quá trình sản xuất, khai thác khoáng sản ở các mỏ và vùng lân cận xung quanh Tuy nhiên những giải pháp này chưa đáp ứng được tình trạng ô nhiễm Mỗi giải pháp lại có ưu - nhược điểm riêng và phù hợp với từng điều kiện cụ thể

Vì vậy, việc nghiên cứu xử lý nước thải mỏ và tái tuần hoàn cấp cho sinh hoạt sản xuất là một lựa chọn đúng đắn phù hợp với tiêu chí tiết kiệm tài nguyên nước và phát triển bền vững bảo vệ môi trường, đồng thời giảm chi phí sản xuất do không phải mua nước sinh hoạt

3

Xuất phát từ thực tiễn trên, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo - TS HÀ

XUÂN LINH, em tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá hiệu quả xử lý

nước thải của trạm xử lý nước thải hầm lò tại công ty 790 – thành viên trực thuộc Tổng Công ty than Đông Bắc và đề xuất công nghệ tiếp nối tuần hoàn phục vụ sinh hoạt tắm giặt’’

1.2 Mục tiêu của đề tài

- Tìm hiểu ảnh hưởng của khai thác mỏ đến môi trường

- Tìm hiểu về công nghệ xử lý nước thải của trạm xử lý nước thải hầm lò

- Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của trạm xử lý nước thải hầm lò

- Một số giải pháp để nâng cao hiệu quả xử lý nước thải của công nghệ (xử lý bậc 1)

- Đề xuất công nghệ xử lý lại nước thải mỏ tái tuần hoàn cấp cho sinh hoạt tắm giặt ( xử lý bậc 2)

1.3 Yêu cầu của đề tài

- Thông tin và số liệu thu được chính xác, trung thực, khách quan

- Các mẫu nghiên cứu và phân tích phải đảm bảo tính khoa học và đại diện cho khu vực nghiên cứu

- Đánh giá đầy đủ, chính xác chất lượng nước thải của trạm

- Các kết quả phân tích phải được so sánh với tiêu chuẩn, quy chuẩn môi trường Việt Nam

- Giải pháp kiến nghị đưa ra phải thực tế, có tính khả thi và phù hợp với điều kiện

1.4 Ý nghĩa của đề tài

* Ý nghĩa trong học tập, nghiên cứu khoa học:

- Tạo cho em cơ hội vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, cách thức tiếp cận và thực hiện một đề tài nghiên cứu khoa học

- Nâng cao kiến thức, kỹ năng tổng hợp, phân tích số liệu và những kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác sau này

4

- Giúp ta hiểu được chế độ vận hành và quá trình xử lý nước thải của trạm xử lí

- Là nguồn tài liệu cho học tập và nghiên cứu khoa học

* Ý nghĩa trong thực tiễn :

- Đánh giá được hiện trạng môi trường nước thải sau khi xử lý qua hệ thống xử lý của trạm xử lý nước thải hầm lò từ đó tăng cường trách nhiệm của ban lãnh đạo công ty trước hoạt động đến môi trường và có những hoạt động tích cực trong việc xử lý nước thải

- Cảnh báo nguy cơ tiềm tàng về ô nhiễm môi trường do nước thải gây

ra, ngăn ngừa và giảm thiểu ảnh hưởng của nước thải đến môi trường và bảo

vệ sức khỏe của người dân xung quanh và công nhân hoạt động tại mỏ

5

Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài

2.1.1 Cơ sở lý luận

* Khái niệm về môi trường

Theo khoản 1 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi Trường Việt Nam năm 2005 môi trường được định nghĩa như sau: “Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật”

* Khái niệm về ô nhiễm môi trường

Theo luật Bảo vệ môi trường năm 2005 của Việt Nam: “ Ô nhiễm môi trường là sự làm thay đổi tính chất của môi trường, vi phạm Tiêu chuẩn môi trường”

Trên thế giới ô nhiễm môi trường được hiểu là việc chuyển các chất thải hoặc năng lượng và môi trường đến mức có khả năng gây hại cho sức khỏe con người, đến sự phát triển của sinh vật hoặc làm suy giảm chất lượng môi trường Các tác nhân gây ô nhiễm bao gồm các chất thải ở dạng khí (khí thải), lỏng (nước thải), rắn (chất thải rắn) chứa hóa chất hoặc các tác nhân vật

lý, sinh học và các dạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ

Tuy nhiên môi trưởng chỉ được coi là bị ô nhiễm nếu trong đó hàm lượng, nồng độ hoặc cường độ các tác nhân trên đạt mức có khả năng tác động xấu đến con người, sinh vật, vật liệu

* Khái niệm về nước thải

Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người

và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng (Nguồn: Trịnh Thị Thanh –

Trần Yên – Phạm Ngọc Hồ, bài giảng ô nhiễm môi trường)

6

Nước thải công nghiệp:

Là nước thải từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải, khai thác khoáng sản

Đặc điểm của nước thải công nghiệp thường chứa các hóa chất độc hại, kim loại nặng, các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học 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 khoáng sản

Trong nước thải sản xuất thì người ta chia ra làm hai loại, gồm: nước thải sinh hoạt (là do các hoạt động sinh hoạt của con người sinh ra như tắm giặt, ăn uống, vệ sinh) và nước thải công nghiệp (là do các hoạt động sản xuất khai thác than sinh ra như đào lò, nước thải từ bãi thải, nước thải từ kho than, nước thải vệ sinh công nghiệp trên mặt bằng sân công nghiệp, nước phun sương dập bụi, nước rửa xe…)

* Khái niệm về ô nhiễm nước

Hiến chương Châu Âu về nước đã định nghĩa: “Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho các vật nuôi và các loài hoang dã”

- Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt đưa vào môi trường nước chất thải bẩn, các sinh vật vi sinh vật gây hại kể cả xác chết của chúng

- Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: Quá trình thải các chất độc hại chủ yếu dưới dạng lỏng như các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vào môi trường nước

Theo bản chất các tác nhân gây ô nhiễm người ta có thể phân ra các loại ô nhiễm nước: ô nhiễm vô cơ, hữu cơ, ô nhiễm hóa chất, ô nhiễm sinh học, ô nhiễm bởi các tác nhân vật lý

7

*Khái niệm quản lý môi trường

“Quản lý môi trường là tổng hợp các biện pháp, luật pháp, chính sách, kinh tế, kỹ thuật, xã hội thích hợp nhằm bảo vệ chất lượng môi trường sống

và phát triển bền vững kinh tế, xã hội quốc gia”

Các mục tiêu chủ yếu của công tác quản lý nhà nước về môi trường bao gồm:

- Khắc phục và phòng chống uy thoái, ô nhiễm môi trường phát sinh trong hoạt động sống của con người

- Phát triển bền vững kinh tế và xã hội quốc giá theo chín nguyên tắc của một xã hội bền vững do Hội nghị Rio 92 đề xuất Các khía cạnh của phát triển bền vững bao gồm: Phát triển bền vững kinh tế, bảo vệ các nguồn tài nguyên thiên nhiên, không tạo ra ô nhiễm và suy thoái chất lượng môi trường sống, nâng cao sự văn minh và công bằng xã hội

- Xây dựng các công cụ có hiệu lực quản lý môi trường quốc gia và các vùng lãnh thổ Các công cụ trên phải thích hợp cho từng nghành, từng địa phương và cộng đồng dân cư

* Các thông số đặc trưng của nước thải công nghiệp khai thác than

Đặc trưng của nước thải công nghiệp khai thác than là hàm lượng cặn lơ lửng lớn và có trị số pH rất thấp thường ở môi trường axít do trong than có gốc lưu huỳnh (SO2), ngoài ra còn có các kim loại nặng như sắt, mangan, asen …

+ Nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD) và hóa học (COD):

Mức độ nhiễm bẩn nước thải bởi chất hữu cơ có thể xác định theo lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa chất hữu cơ dưới tác động của vi sinh vật hiếu khí và được gọi là nhu cầu ôxy cho quá trình sinh hóa

8

Nhu cầu ôxy sinh hóa là chỉ tiêu rất quan trọng và tiện dùng để chỉ mức

độ nhiễm bẩn của của nước thải bởi các chất hữu cơ Trị số BOD đo được cho phép tính toán lượng ôxy hòa tan cần thiết để cấp cho các phản ứng sinh hóa của vi khuẩn diễn ra trong quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ có trong nước thải

Nhu cầu ôxy hóa học COD: Là lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ và một phần nhỏ các chất vô cơ dễ bị ôxy hóa có trong nước thải Chỉ tiêu nhu cầu ôxy sinh hóa BOD không đủ để phản ánh khả năng ôxy hóa các chất hữu cơ khó bị ôxy hóa và các chất vô cơ có thể bị ôxy hóa có trong nước thải

Việc xác định COD có thể tiến hành bằng cách cho chất ôxy hóa mạnh vào mẫu thử nước thải trong môi trường axít

Trị số COD luôn lớn hơn trị số BOD5 và tỷ số COD : BOD càng nhỏ thì xử lý sinh học càng dễ

Trong nước thải phát sinh của khai thác than thì COD thường vượt ngưỡng cho phép rất nhiều lần

+ Ôxy hòa tan :

Nồng độ ôxy hòa tan trong nước thải trước và sau xử lý là chỉ tiêu rất quan trọng Trong quá trình xử lý hiếu khí luôn phải giữ nồng độ ôxy hòa tan trong nước thải từ 1,5 – 2 mg/l để quá trình ôxy hóa diễn ra theo ý muốn và để hỗn hợp không rơi vào tình trạng yếm khí Ôxy là khí có độ hòa tan thấp và nồng độ ôxy hòa tan phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ muối có trong nước

+ Trị số pH:

Trị số pH cho biết nước thải có tính trung hòa, tính axit hay tính kiềm Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất nhạy cảm với sự dao động của trị số pH Quá trình xử lý hiếu khí đòi hỏi giá trị pH trong khoảng 6,5 đến 8,5

9

+ Lưu huỳnh

Trong nước thải khai thác than, lưu huỳnh thường tồn tại ở dạng gốc

SO4-2, do đặc tính trầm tích các bon trong than mà lưu huỳnh thường xuất hiện trong các mỏ hầm lò, và quá trình khai thác than, lưu huỳnh bị hòa tan trong nước và làm cho pH của nước thải mỏ rất thấp

+ Các kim loại nặng

Trong nước thải khai thác than có rất nhiều các kim loại nặng nhưng đáng chú ý nhất là Sắt (Fe), mangan (Mn) và Asen (As), các kim loại này có sẵn trong các vỉa than do trầm tích các bon sinh ra và hoà tan vào nước thải

mỏ trong quá trình khai thác than

Các kim loại trên tồn tại trong nước thải mỏ ở dạng ion

Để đánh giá ô nhiễm nước thải mỏ và đề xuất công nghệ xử lý ta phải căn cứ vào các chỉ tiêu vật lý, hóa học và sinh học của nó các yếu tố đó bao gồm: Độ pH, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), độ ô xy hòa tan (DO), nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu ô xy sinh học (BOD), các hợp chất của ni tơ (NH4

2.1.2 Cơ sở pháp lý của đề tài

Một số văn bản pháp lý có liên quan đến môi trường và chất lượng nước:

- Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 đc Quốc hội nước Cộng hòa Xã hội

Chủ nghĩa Việt Nam thông qua ngày 23/6/2014;

- Luật khoáng sản số 60/2010/QH23;

- Nghị quyết 41-NQ/TW ngày 15 tháng 11 năm 2004 của Bộ Chính trị

về bảo vệ môi trường trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa;

- Nghị định 80/2006/NĐ-CP ngày 09/08/2006 của Chính Phủ về việc: “Quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo

vệ môi trường”;

10

- Nghị định số 21/2008/NĐ-CP ngày 28/02/2008 của Chính phủ về việc

“Sửa đổi, bổ sung một số điều của nghị định 80/2006/NĐ-CP ngày 09/08/2006 của Chính phủ về việc quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật bảo vệ môi trường”;

- Nghị định 29/2011/NĐ-CP ngày 28/4/2011 của Chính phủ quy định đánh giá môi trường chiến lước, đánh giá tác động môi trường và cam kết bảo

- Nghị định số 67/2003/NĐ-CP ngày 13/06/2003 của Chính phủ về việc thu phí bảo vệ môi trường đối với nước thải;

- Nghị định số 117/2009/NĐ-CP ngày 31/12/2009 của Chính Phủ về xử

lý vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ Môi trường;

- Các Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường của Bộ Tài nguyên và Môi trường, gồm:

+ 08:2008/QCVN - BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt;

+ 09:2008/QCVN - BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm;

+ 14:2008/QCVN - BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt;

+ 40: 2011/QCVN – BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp;

2.2.1 Tổng quan về nước thải mỏ than

Trên thế giới và ở nước ta quá trình khai thác than là ngành công nghiệp tác động trực tiếp đến tài nguyên lòng đất và nhiều yếu tố môi trường như đất, nước, không khí, rừng và các loài sinh vật, cảnh quan Môi trường các vùng khai thác và chế biến than dễ bị suy thoái và ô nhiễm Than ở Việt nam được khai thác hơn 100 năm nay, đã tạo tiền đề cho sự phát triển của nhiều ngành kinh tế khác, nguồn lợi kinh tế do than mang lại tuy rất lớn nhưng hoạt động khai thác than lại làm ảnh hưởng xấu đến các dạng tài nguyên thiên nhiên và môi trường sống Đặc biệt các hoạt động khai thác, vận tải, sàng tuyển, bốc dỡ, cung ứng than đã gây những ảnh hưởng môi trường ở quy mô rộng lớn và mức độ nghiêm trọng Các hoạt động phát triển than đã gây suy thoái và ô nhiễm không khí, đất và nước Để ngành Than phát triển bền vững, ngoài việc đầu tư áp dụng những công nghệ sản xuất tiên tiến, có năng suất cao, ít gây ô nhiễm môi trường, còn cần phải quan tâm xây dựng, thực hiện kế hoạch quản lý môi trường và áp dụng những giải pháp kỹ thuật, công nghệ thích hợp để sử lý và giảm thiểu ô nhiễm môi trường nói chung, đặc biệt là môi trường nước, vì nước là yếu tố không thể thiếu được cho sinh hoạt của con người, và cho các hoạt động sản xuất, dịch vụ, giải trí khác

Nước thải từ các mỏ than đã gây ảnh hưởng tới chất lượng nước mặt, nước ngầm và nước biển ven bờ Vùng mỏ Quảng Ninh hàng năm đã thải vào môi trường một khối lượng lớn nước thải mỏ, từ các moong chứa nước, từ các bãi thải và các nhà máy tuyển than

12

2.2.2 Sự hình thành nước thải trong quá trình khai thác than

Trong quá trình khai thác, nước thải mỏ than được hình thành từ ba nguồn chính: nước bơm từ các cửa lò của mỏ hầm lò, từ các moong của mỏ lộ thiên, nước thải từ các nhà máy sàng tuyển các bãi thải, kho than, được thải ra các sông suối Trong than có nhiều chất với thành phần hoá học khác nhau như lưu huỳnh, Fe, Mn…do đó khi ở trong than nước phân huỷ nhiều các chất có trong than và đất đá ở mỏ tạo thành nước thải mỏ với đặc điểm chung mang tính axít, hàm lượng Fe, Mn và hàm lượng cặn lơ lửng trong nước cao

a Nước thải hầm lò mỏ than:

Nước thải hầm lò mỏ than có số lượng lớn và nồng độ các chất ô nhiễm trong đó cao hơn nhiều so với các loại nước thải khác

Khi khai thác than hầm lò người ta đào các đường lò trong lòng đất, dùng các biện pháp kỹ thuật để lấy than ra Nước ngầm, nước chứa trong các lớp đất đá chảy ra các đường lò rồi theo hệ thống thoát nước đưa ra khỏi cửa

lò hoặc được dẫn vào các hầm chứa nước tập trung rồi dùng bơm để bơm ra ngoài Loại nước thải này được gọi là nước thải mỏ hầm lò Quá trình lưu trong các đường lò, hầm bơm và di chuyển đã kéo theo các hợp chất trong lò, kết hợp với các yếu tố vật lý, hóa học, sinh học khác đã hình thành ra dạng nước thải mỏ than hầm lò

Hình 2.1 Nguồn gốc hình thành nước thải hầm lò mỏ than

b Nước thải từ khai trường lộ thiên

Khi khai thác than lộ thiên, người ta phải bóc lớp đất đất đá phía bên trên để lấy các vỉa than nằm bên dưới, quá trình khai thác như vậy đã tạo ra các moong Nước mưa chảy tràn bề mặt kéo theo bùn đất, bùn than, các chất hòa tan xuống moong Một số khu vực nước còn có nước ngầm thâm nhập vào moong Nước chứa đựng trong các moong khai thác được tháo hoặc bơm

ra khỏi khai trường, loại nước này gọi là nước thải do khai thác than lộ thiên

Quá trình nước được lưu trong moong, có các điều kiện vật lý, hóa học, sinh học diễn ra đã hình thành một dạng nước có những đặc tính cơ bản cho nước thải mỏ than lộ thiên đó là có độ pH thấp, hàm lượng Fe, Mn, SO42-

,

TSS cao

Đối với nước bơm thoát từ khai trường, trên bề mặt đất khai trường có

nhiều chất với thành phần hoá học khác nhau nhưng với hàm lượng nhỏ không đáng kể, tuy nhiên lượng đất đá bị rửa trôi theo bề mặt lớn do khai trường không có thảm thực vật Mặt khác, tại khu vực sửa chữa cơ khí có thể có hàm lượng dầu nhất định Tại khu vực sinh hoạt, khi có chất thải sinh hoạt nếu không được thu gom xử lý cũng làm cho nước có hàm lượng BOD, số lượng colifrom cao…

c Nước thải từ các nhà mày sàng tuyển

Quá trình tuyển rửa than hoặc tuyển than người ta thường dùng nước để tuyển Sau khi quá trình tuyển nước được qua các bể cô đặc để thu hồi nước

và tách bùn, bùn lỏng được bơm ra các hệ thống ao để lắng nhằm mục đích

14

thu hồi tiếp than bùn và tách nước Nước có thể được sử dụng tuần hoàn hoặc thải bỏ Nước thải đi ở khâu này gọi là nước thải nhà máy tuyển Nước thải nhà máy tuyển than mang nhiều hạt than mịn và các hạt khoáng vật, sét lơ lửng, các dạng chất hòa tan khác Tính chất ô nhiễm của nước thải nhà máy tuyển là hàm lượng chất rắn lơ lửng, hàm lượng các kim loại như Fe, Mn và một số kim loại khác

Ngoài 3 loại nước thải nêu trên, hoạt động khai thác sản xuất của các

mỏ than không chỉ phát sinh nước thải mỏ mà còn phát sinh một lượng nước thải từ các sinh hoạt như tắm, giặt và từ các nhà ăn ca của công nhân Lượng nước thải từ các hoạt động trên tuy không nhiều nhưng cũng là nguồn gây ô nhiễm cho môi trường nếu không được xử lý đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra nguồn tiếp nhận Hiện tại vùng Quảng Ninh có khoảng 30 mỏ than, mỗi mỏ

có ít nhất một nhà tắm trung tâm và nhiều nhà ăn ca cho công nhân

2.2.3 Tính chất chung của nước thải mỏ than

Đối với nước bơm thoát từ khai trường: Trong than có nhiều chất

với thành phần hoá học khác nhau như lưu huỳnh, Fe, Mn…do đó khi ở trong than nước phân huỷ nhiều các chất có trong than và đất đá ở mỏ tạo thành nước thải mỏ với đặc điểm chung mang tính axít, hàm lượng Fe, Mn

và hàm lượng cặn lơ lửng trong nước cao Quá trình tạo axít của nước thải

mỏ như sau:

Lưu huỳnh trong than tồn tại ở dạng vô cơ và hữu cơ, nhưng ở dạng vô

cơ chiếm tỷ trọng cao Lưu huỳnh vô cơ ở dạng khoáng pyrit hay chalcopyrit, khi bị oxy hoá trong môi trường có nước sẽ tạo thành axít theo phản ứng sau:

15

Các vi sinh vật ưa khí và sử dụng lưu huỳnh làm chất dinh dưỡng như chủng Thibacillus Ferrooxidant… hay tồn tại trong môi trường nước mỏ, khi tham gia phản ứng có tác dụng như chất xúc tác, làm tăng cường độ và phạm

vi của phản ứng

- Các phản ứng (1), (2), (4) thực hiện bằng vi sinh vật

- Các phản ứng (3), (5) là các phản ứng hoá học

Đối với nước mưa rửa trôi bề mặt khai trường: Trên bề mặt đất khai

trường có nhiều chất với thành phần hoá học khác nhau nhưng với hàm lượng nhỏ không đáng kể, tuy nhiên lượng đất đá bị rửa trôi theo bề mặt lớn do khai trường không có thảm thực vật Mặt khác, tại khu vực sửa chữa cơ khí có thể

có hàm lượng dầu nhất định Tại khu vực sinh hoạt, khi có chất thải sinh hoạt nếu không được thu gom xử lý cũng làm cho nước có hàm lượng BOD, colifrom cao…

Để bảo vệ môi trường nước cần phải thực hiện:

- Phải trang bị hệ thống thu gom và xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường;

- Nước thải chứa dầu mỡ:

+ Quản lý ngăn chặn rò rỉ xăng dầu và vật liệu độc hại do xe vận chuyển và các thiết bị thi công gây ra;

+ Bố trí không để vật liệu độc hại ở gần nguồn nước;

+ Nước thải chứa dầu mỡ được thu gom vào các phy hay bể chứa, khi các dụng cụ thu gom đầy sẽ được mang đi xử lý;

- Nước thải sinh hoạt :

+ Xây dựng, lắp đặt các nhà vệ sinh tạm thời (di động) cho công nhân trong thời gian làm việc trên khu vực;

+ Các nhà vệ sinh sẽ được vận chuyển đem xử lý khi cần;

Khi thi công thực hiện nghiêm túc các biện pháp trên sẽ giảm thiểu được tác động xấu đến môi trước nước ngầm và nước mặt;

16

- Đối với nước thải từ dưới lò:

Quá trình lưu nước trong các đường lò, quá trình nước di chuyển đã kéo theo các hợp chất trên bề mặt tiếp xúc trong lò, kết hợp với các điều kiện vật lý, hóa học, sinh học đã hình thành ra dạng nước thải mỏ than hầm lò N-ýớc thải mỏ than hầm lò có thể mang tính axít hoặc trung tính, đa phần nước

có chứa Fe, Mn và TSS khá cao Nhiều tài liệu nghiên cứu giải thích nguyên nhân chính gây ra nước thải có tính axít cao, hàm lượng Fe, Mn, SO4

2-

trong nước thải mỏ cao như sau: Trong quá trình khai thác than, các hoạt động khai thác đã tạo điều kiện cho các vi khuẩn hiếu khí có khả năng phân huỷ pyrít và lưu huỳnh dưới tác dụng của ôxi không khí và độ ẩm theo các phản ứng sau:

FeS2 + 7/2 O2 + H2O = FeSO4 + H2SO4 (1)

2FeSO4 + 1/2 O2 + H2SO4 T.ferroxidans Fe2(SO4)3 + H2O (2)

FeS2 + Fe2(SO4)3 T.ferroxidans 3FeSO4 + S0 (3)

tăng cao trong nớc thải mỏ

Như vậy trong quá trình khai thác, các đường lò tiếp xúc nhiều với than như lò xuyên vỉa, lò đi trong than thì nước thải tại các đường lò này mang tính axít do nước thải có điều kiện tiếp xúc với lưu huỳnh trong than để sinh axít, tính axít càng mạnh đối với các cửa lò có thời gian tồn tại lâu Tại các đường

lò đào trong đá, nếu ít liên hệ với các đường lò than thì nước thải ở đây là trung tính, nhưng chứa nhiều Fe, Mn do tiếp xúc với đất, đá

Nước thải mỏ ngoài đặc tính có độ pH thấp, hàm lượng cặn lơ lửng cao

và các kim loại độc hại, trong nước thải còn chứa bùn đất và than, khi thoát ước mỏ, bùn đất và than được bơm cùng nước ra ngoài mỏ

n-Như vậy, nước thải mỏ than hầm lò có thể mang tính axít hoặc trung tính, nhưng đa phần nước có chứa Fe, Mn, sunphat (SO42-) và TSS khá cao

17

Đối với nước thải hầm lò mỏ than tại khu vực Quảng Ninh, nước thải mỏ than hầm lò có có tính axit, hàm lượng than và bùn đất trong nước thải cao tuỳ thuộc vào đặc điểm nguồn nước và thời điểm xả thải nước ra môi trường

Bảng 2.1: Đặc điểm nước thải hầm lò mỏ than

và tác động đến môi trường

Thông số Hóa chất đặc trưng Giá trị,

mg/L

Tác động môi trường

pH H2SO4 2-4 Hòa tan kim loại Sắt (Fe) Fe

3+

, Fe2+, Hydroxide sắt và Fe 2 O3 100 – 3.000

Gây đục và màu nước, tăng pH làm oxy hóa

và kết tủa sắt

Kim loại nặng Mg,Cu,Cd,Zn,Pb,Hg,As 1 - 200

Thay đổi thành phần động thực vật và làm giảm chất lượng nước Tổng chất rắn Ca, Mn,Al,SO42-,etc 100 – 30.000 Làm giảm chất lượng

nước

Nguồn: Silvas, F P C., 2010 Biotecnologia aplicada a drenagem

ácida de minas, São Paulo: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo

2.3 Hệ thống xử lí nước thải hầm lò (bậc 1) mặt bằng +48 mỏ 790

Hình 2.2 Hệ thống xử lí mặt bằng 48 + mỏ 790

18

- Nước thải khai thác than từ các khu vực này được bơm về trạm với công suất 2600 m3

/ngày

- Hệ thống XLNT (Bậc1) tại mặt bằng +48 (Vỉa than -150) khu vực

mỏ Mông Dương thuộc Công ty 790 (Tổng công ty Than Đông Bắc – Bộ Quốc Phòng

Đây là công trình có yếu tố địa chất thủy văn va thời gian thi công nhanh nhằm tái thiết sau lũ

- Nguyên lý hoạt động:nước thải hầm lò thông qua hệ thống bơm thoát

và ống dẫn chảy vào bể điều hòa Tại bể điều hòa nước thải được điều hòa ổn định về thành phần và lưu lượng Nước từ bể điều hòa sẽ đổ vào bể trung hòa hóa chất NaOH để cân bằng pH sau đó được trộn đều hóa chất keo tụ và trợ keo tụ, sau đó được bơm vào các bể lắng thô, ở bể lắng thô các cặn lắng loại

to như: cát, sỏi, các cục than có kích thước nhỏ hơn 5mm được lắng lại và được xả vào hệ thống xả bùn.sau đó qua tank chứa nước và đi qua bình lọc mangan Bình lọc mangan có tác dụng rất lớn trong quá trình loại bỏ các thành phần kim loại nặng có trong nước thải

Hệ thống xử lý nước này có ưu nhược điểm sau:

- Ưu điểm: Là hệ thống mang tính tự động cao, kiểm soát được hoàn

toàn các yếu tố như độ pH, chất rắn lơ lửng Hệ thống tương đối hoàn chỉnh Không tốn diện tích cho xây dựng công trình

- Nhược điểm: Vốn đầu tư cho công trình lớn

2.4 Thực trạng nước thải và tình hình xử lý nước thải mỏ

- Đối với nước thải tại các mỏ khai thác khoáng sản đều có một đặc điểm chung đó là: có độ pH thấp; tính xit, tính kiềm; TDS, hàm lượng kim loại, độ đục cao,

- Từ việc đánh giá mức độ ô nhiễm và nguyên nhân gây ra các sự cố môi trường đối với môi trường nước trong các khu hoạt động khoáng sản nêu trên, có thể nhận thấy rằng nguồn gây ô nhiễm nước ở các khu mỏ gồm: Nước

19

mưa chảy tràn qua khu mỏ, nước ngấm từ các bãi thải rắn; nước tháo khô mỏ; nước thải do tuyển khoáng Các mỏ cần có hệ thống xử lý các nguồn gây ô nhiễm nói trên theo các sơ đồ công nghệ như sau:

- Đối với nguồn nước chảy tràn qua khu mỏ và nước ngầm từ bãi chứa chất thải rắn: Xung quanh khu mỏ và bãi chứa chất thải rắn cần xây dựng hệ thống mương thu gom nước dẫn về hồ chứa nước Tại đây nước thải được xử

lý bằng phương pháp hóa học (thông thường dùng vôi để trung hòa), sau đó kiểm tra độ pH và một số ion kim loại, khi đạt tiêu chuẩn cho phép mới được

đổ thải ra môi trường

- Đối với nước tháo khô mỏ: Sau khi bơm tập trung vào hồ chứa để lắng sơ bộ, một phần được bơm trở lại phục vụ sản xuất của mỏ (tuyển quặng, tưới ẩm, ), phần còn lại bơm lên bể xử lý bằng phương pháp hóa học và sinh học, nước sau xử lý sử dụng làm nguồn nước cung cấp cho nhu cầu sinh hoạt của khu mỏ

- Đối với nước thải sau khi tuyển quặng: Nước từ các xưởng tuyển được thu gom lại, sau đó được lắng lọc cơ học và hóa học, trong trường hợp cần thiết được bơm tuần hoàn trở lại cung cấp cho hệ thống tuyển khoáng

Bằng các biện pháp sử dụng tuần hoàn các nguồn nước thải từ quá trình hoạt động khoáng sản nêu trên, hầu hết các nguồn thải có khả năng gây ô nhiễm môi trường nước trong khu mỏ đều được kiểm soát, vì vậy sẽ giảm thiểu được ô nhiễm môi trường nước trong khu mỏ và khu vực lân cận

2.4.1 1 Một số hệ thống xử lý nước thải ở các mỏ trong phạm vi tỉnh Quảng Ninh

a Hệ thống xử lý nước thải ở Cửa Lò + 40 Xí nghiệp than Cao Thắng

Hệ thống xử lý nước thải từ mỏ ra được đặt tại cửa lò +40-: 75 mỏ than Cao Thắng có lưu lượng khoảng 150m3/giờ Nước thải có tính axít mạnh,

độ pH dao động trong khoảng 2,683, nồng độ Fe dao động trong khoảng

100120 mg/l, vượt TCCP trên 20 lần, còn Mn dao động trong khoảng 910 mg/l, vượt TCCP 10 lần Sơ đồ của hệ thống xử lý nước được giới thiệu trên

sơ đồ 15

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải +40 Xí nghiệp than Cao Thắng

b Hệ thống xử lý nước thải cho khu –25, + 30 nhà sàng Mạo Khê

Nguồn thải: được tập trung từ các cửa lò –25; cửa lò +30 và nước thải trong, nước thải mặt của khu sàng tuyển Mạo Khê; lưu lượng khoảng 100m3/giờ

Tính chất của nước thải: pH từ 67,5; hàm lượng TSS, Fe, Mn cao Nước từ các nguồn được dẫn vào mương rồi đưa vào hồ thứ nhất ở đây nước thải được giữ lại một khoảng thời gian nhất định, theo thời gian các hạt chất rắn tự lắng xuống đáy hồ, lớp nước phía trên tiếp tục được đưa sang hồ thứ 2 qua đập tràn Tại hồ thứ hai các hạt lơ lửng tiếp tục lắng xuống Cuối cùng nước trong tiếp tục chảy qua đập tràn để đổ vào mương thoát của khu vực Bố trí 01 máy bơm bùn để hút bùn từ đáy hồ Bùn được đưa lên sân phơi bùn, nước róc từ bùn lại dẫn vào mương nước tại đầu vào

Đá vôi

21

Hệ thống xử lý này có các ưu nhược điểm sau:

+Ưu điểm: Chi phí xây dựng thấp, chi phí vận hành thấp

+Nhược điểm: Yêu cầu phải có diện tích rộng để xây dựng, tính ổn

định của chất lượng nước đầu ra chưa cao, không xử lý được tính axít của nước thải mỏ

Hình 2.4 Công nghệ xử lý nước thải khu –25 - +30 Mạo Khê

c Hệ thống xử lý nước thải của lò mức - 51 Hà Lầm

Hệ thống được thiết kế với công suất 1200 m3/ngày đêm, xử lý toàn bộ nước thải bơm từ lò –51 Hà Lầm Nước thải ở đây vừa mang tính axit vừa có hàm lượng chất rắn lơ lửng, Fe, Mn cao

Nguyên lý hoạt động: Nước thải được bơm từ mức –51 vào bể khuấy (3), Tại bể khuấy trộn, được bổ sung thêm sữa vôi để điều chỉnh độ pH, dung dịch polyme keo tụ chất rắn lơ lửng, sau đó được chuyển sang bể lắng Tại đây hạt bị keo tụ sẽ lắng xuống, nước sạch được đưa vào hệ thống thoát nước của khu vực Bùn lắng của quá trình keo tụ được bơm lên sân phơi bùn Nước róc từ bùn được đưa quay lại từ đầu hệ thống để xử lý triệt để Việc điều chỉnh độ pH được thực hiện bằng đầu đo pH tự động, đầu đo này được kết nối với bơm định lượng sữa vôi, lượng sữa vôi sẽ được bổ sung sao cho đảm bảo

pH đạt TCCP Hàm lượng dung dịch của polyme cũng được thực hiện bằng bơm định lượng để điều chỉnh qua quá trình keo tụ Hệ thống xử lý nước này

có ưu nhược điểm sau:

22

- Ưu điểm: Là hệ thống mang tính tự động cao, kiểm soát được hoàn

toàn các yếu tố như độ pH, chất rắn lơ lửng Hệ thống tương đối hoàn chỉnh từ khâu trung hoà axít đến thu gom bùn cặn Không tốn diện tích cho xây dựng công trình

- Nhược điểm: Vốn đầu tư cho công trình lớn, chi phí vận hành cao

Hình 2.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải – 51 Hà Lầm

1 Bơm nước thải; 2 Máy khuấy; 3 Bể trộn; 4 Bể lắng; 5 Bơm bùn; 6 Sân phơi bùn; 7 Sữa vôi và bơm định lượng; 8 Dung dịch và bơm định lượng polyme; 9 Đầu đo pH; 10 Nước sau xử lý

d Hệ thống xử lý nước thải nhà máy tuyển than Cửa Ông

Là hệ thống xử lý nước thải nhà máy tuyển than Cửa Ông nằm trong khuôn khổ dự án “viện trợ xanh” của chính phủ Nhật Bản

Nước thải sau qúa trình tuyển than được dẫn vào các hồ lắng sơ bộ, sau

đó được dẫn đến trạm pha Tại đây nước thải được bơm vào bể khuấy trộn với dung dịch sữa vôi và dung dịch polyme, sau đó được dẫn sang hồ lắng tinh, nước sạch được dẫn sang bể chứa Tại đây nước sẽ được bơm tuần hoàn cấp nước cho nhà máy tuyển Một hệ thống phà hút bùn di động tại hồ lắng tinh, bơm bùn vào hệ thống sân phơi bùn, nước róc bùn cho quay lại hệ thống

Hệ thống này có các ưu nhược điểm sau:

+ Ưu điểm: Đây là một hệ thống tiên tiến, khép kín các khâu đồng thời

tuần hoàn được nước phục vụ cho nhà máy tuyển và xử lý được khâu than bùn

+ Nhược điểm: Chi phí đầu tư lớn

23

Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy thuyển than Cửa Ông

1 Nước thải nhà máy tuyển; 2 Bơm Polime; 3 Bơm sữa vôi; 4 Bể khuâý trộn; 5 Hồ lắng; 6 Bể thu nước sạch; 7 Phà bơm bùn di động; 8 Sân phơi bùn; 9 Bơm quay lại nhà máy tuyển nước trong khu mỏ và khu vực lân cận

2.5 Các biện pháp ngăn ngừa ô nhiễm và xử lý nước thải tại các mỏ khai thác khoáng sản sử dụng công nghệ nước ngoài và công nghệ trong nước Công nghệ trong nước:

- Xử lý nước thải từ các khu khai thác mỏ bằng vật liệu khoáng và polyme: Nước thải từ các khu mỏ khai thác và chế biến khoáng sản thường có khối lượng lớn, chứa nhiều chất ô nhiễm như As, NH4+

, Pb, Fe, Cr, Zn, NO3-, Mn, và ít được xử lý trước khi xả thẳng ra môi trường nên đã tác động xấu tới môi trường đất, nước mặt và nước ngầm.

Trên cơ sở nghiên cứu khả năng hấp phụ của các vật liệu khoáng và polyme điển hình như bentonit hoạt hóa, zeolit và các polyacryamid, các nhà khoa học Viện Khoa học Vật liệu, trực thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã đề xuất phương pháp và khả năng ứng dụng phương pháp đó để

xử lý chất ô nhiễm trong nước thải khai thác – chế biến khoáng sản

Các nhà khoa học vận dụng quá trình thuỷ phân và cơ chế trung hoà – kết tủa điện tích và kết tụ qua việc tạo cầu nối polyme và ứng dụng các tính chất đặc trưng của khoáng chất là tính trương nở, khả năng trao đổi ion, tính hấp phụ để xử lý chất gây ô nhiễm

24

Phương pháp xử lý nước thải mỏ được tiến hành qua các bước hoà tan polyme thành dung dịch, sau đó tiến hành khuấy trộn trong thời gian nhất định Kết quả xử lý đạt hiệu suất cao nhất đối với polyme ở mức 1,0g, bentonit hoạt hóa ở mức 4g và zeolit tự nhiên là 15g trên 1m3

nước thải Đối với kim loại nặng (As, Fe, Zn, Mn): Khả năng hấp phụ của polyme

là tương đối cao Đối polyme cho hiệu quả cao nhất, hiệu suất đạt từ 90 - 96%

ở mức 1,0g/m3

nước thải Các khoáng chất (bentonit hoạt hóa và zeolit) có khả năng xử lý kim loại thấp hơn Đối với bentonit hoạt hóa, hiệu suất xử lý đối với Fe là cao nhất ở khối lượng nguyên liệu là 4g/m3

nước thải - hiệu suất đạt 61.1% Trong khi zeolit tự nhiên, với mức nguyên liệu 15g/m3

nước thải, hiệu suất xử lý Fe chỉ đạt 49,5%

Đối với các hợp chất nitơ (NH4+, NO3-): khả năng xử lý nước thải của polyme ở mức 1,0g, hiệu suất cao nhất đạt NH4+

Chất rắn lơ lửng (TSS): hiệu suất xử lý tuyến tính với khối lượng nguyên liệu Xử lý với polyme ở mức 0,5 - 1,5g/m3 nước thải, hiệu suất đạt từ 91.7% - 98.1%

Đối với dầu mỡ khoáng: Các polyme gần như xử lý triệt để dầu mỡ khi khối lượng nguyên liệu là 1,0 g/1m3 nước thải, khoáng chất bentonit hoạt hóa cũng cho kết quả tốt ở mức 4 gam/1m3 nước thải Riêng với zeolit, khả năng

xử lý kém hơn, chỉ hấp phụ tối đa 50% hàm lượng ô nhiễm ở mức 15 gam/1m3 nước thải

lý bằng các polyme và nguyên liệu khoáng ở mức độ nào đó đạt tiêu chuẩn

thải, đảm bảo trong việc xả thải ra nguồn tiếp nhận

( Nguồn : TS Phan Văn Trường - Viện Khoa học Vật liệu )

- Xử lý nước thải mỏ bằng ứng dụng khả năng của đất ngập nước

Mô tả công nghệ: Vùng đất ngập nước được xây dựng có thể là các

vùng đất ngập nước hiếu khí, các dòng chảy kị khí và hồ ngập nước, dòng chảy dọc Vùng đất ngập nước được thiết kế, xây dựng để xử lý các chất ô nhiễm trong thời gian dài Các chất ô nhiễm được xử lý thông qua sự hấp thu bởi thực vật, bay hơi và giữ lại trong sinh khối Các vi sinh vật trong đất, nước loại bỏ các kim loại hòa tan và các kim loại kết tủa từ dòng thải axit Ưu thế của hệ thống này là vốn đầu tư, chi phí hoạt động và bảo trì thấp

Công nghệ này có thể xử lý sunfat và các kim loại sắt, mangan, asen, nhôm, đồng, kẽm, cacdimi, selen, niken và chì Đất ngập nước có thể xử lý dòng thải mỏ trong khoảng pH rộng như nước thải axit, trung tính và kiềm

26

Vùng đất ngập nước được xây dựng có dòng chảy trên mặt hoặc dưới mặt nước Hệ thống dòng thải chảy qua hệ thống bao gồm lớp dạng hạt như sỏi hoặc cát, trên mặt có trồng các cây thủy sinh tương tự như đầm lầy

Hình 2.8 Dòng chảy dọc và ngang đi qua vùng đất ngập nước

Hình 2.9 Cấu trúc đất ngập nước

Khi thiết kế vùng đất ngập nước cần để ý đến các yếu tố bao gồm các quá trình sinh hóa, tốc độ tải, thời gian lưu, độ dốc, chất nền, thảm thực vật, kiểm soát trầm tích, tính mùa vụ, yêu cầu pháp lý v.v Nếu nước thải có tính kiềm có thể sục khí để đẩy nhanh quá trình oxy hóa kim loại đối với vùng đất ngập nước hiếu khí Đối với nước thải có tính axit cần tiền xử lý bằng phương pháp ALD hoặc tiền xử lý khác…Nếu nước quá chua hoặc chứa quá nhiều sắt, nhôm và oxy hòa tan thì đất ngập nước có thể làm tăng tính kiềm

Tuy nhiên, đất ngập nước cũng có một số hạn chế nhất định: (1) diện tích chiếm đất nhiều, (2) cần cung cấp nước liên tục để duy trì vùng đất ngập nước, (3) dòng thải axit cần tiền xử lý trước khi áp dụng phương pháp này, (4) giải phóng các chất ô nhiễm khi dòng chảy mạnh hoặc thực vật phân hủy, nếu

pH thay đổi, quá trình giải hấp xảy ra