Nghiên cứu, đánh giá tính chất thành phần bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than nam mẫu tại xã uông thượng – thành phố uông bí – quảng ninh

ÐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ÐẠI HỌC NÔNG LÂM VŨ THỊ LỆ Tên đề tài: “ĐÁNH GIÁ THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT BÙN THẢI CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI MỎ THAN NAM MẪU TẠI XÃ UÔNG THƯỢNG – THÀNH PHỐ NG BÍ, TỈNH QUẢNG NINH” KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Liên thơng quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2013 - 2015 THÁI NGUYÊN - 2014 LỜI CẢM ƠN Thực tập tốt nghiệp giai đoạn cần thiết quan trọng sinh viên Đó thời gian để sinh viên tiếp cận với thực tế nhằm củng cố vận dụng kiến thức mà học nhà trường Được trí Ban Giám hiệu nhà trường, Ban Chủ nhiệm khoa Môi trường – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, em tiến hành thực đề tài :"Nghiên cứu, đánh giá tính chất thành phần bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu xã Uông Thượng – Thành phố ng Bí – Quảng Ninh" Sau thời gian nghiên cứu thực tập tốt nghiệp, khóa luận tốt nghiệp em hoàn thành Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy, giáo Khoa Môi trường – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên tận tình giảng dạy hướng dẫn em để hồn thành khóa học, chuẩn bị hành trang vững bước vào tương lai Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới giáo – Thạc sĩ Dương Thị Minh Hòa người trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức quý báu cho em suốt thời gian thục đề tài Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Lãnh đạo anh chị phòng Kỹ thuật, Cơng ty TNHH Tư vấn Chuyển giao công nghệ Môi trường Thăng Long tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em q trình học tập Cơng ty Cảm ơn gia đình bạn bè ln bên cạnh động viên giúp đỡ em suốt trình học tập Mặc dù có nhiều cố gắng để hồn thiện khóa luận khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn Trân trọng cảm ơn./ Thái Nguyên, ngày 13 tháng 09 năm 2014 Sinh viên Vũ Thị Lệ MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Yêu cầu đề tài 1.4 Ý nghĩa đề tài 1.4.1 Ý nghĩa học tập nghiên cứu khoa học 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học đề tài 2.1.1 Cơ sở lý luận 2.1.1.1 Phân loại bùn thải 2.1.1.2 Tính chất bùn thải 2.1.2 Cơ sở pháp lý 2.1.3 Cơ sở thực tiễn 2.2 Hiện trạng khai thác, sử dụng than giới Việt Nam 2.2.1 Hiện trạng khai thác sử dụng than giới 2.2.2 Hiện trạng khai thác sử dụng than Việt Nam 2.2.2.1 Hiện trạng khai thác than Việt Nam 2.2.2.2 Hiện trạng sử dụng than Việt Nam 12 2.3 Hiện trạng môi trường mỏ than Việt Nam 13 2.4 Các biện pháp xử lý nước thải 14 2.4.1 Phương pháp xử lý học 14 2.4.2 Phương pháp xử lý sinh học 15 PHẦN ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 16 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 16 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 16 3.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 16 3.3 Nội dung nghiên cứu 16 3.4 Phương pháp thực 16 3.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp 16 3.4.2 Phương pháp lấy mẫu 17 3.4.2.1 Chỉ tiêu theo dõi 17 3.4.2.2 Phương pháp lấy mẫu 17 3.4.3 Phương pháp phân tích 17 3.4.4 Phương pháp xử lý số liệu 18 PHẦN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 19 4.1 Tổng quan mỏ than Nam Mẫu 19 4.1.1 Giới thiệu mỏ than Nam Mẫu 19 4.1.2 Quy mô mỏ than Nam Mẫu 19 4.1.3 Các hình thức chế biến công nghệ khai thác than 19 4.1.3.1 Hình thức khai thác chế biến 19 4.1.3.2 Công nghệ khai thác 20 4.1.4 Nước thải biện pháp xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu 22 4.1.4.1 Các nguồn phát sinh nước thải 22 4.1.4.2 Công nghệ xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu 23 4.2 Đánh giá hiệu xử lý nước thải trạm xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu 26 4.2.1 Nước thải mỏ than Nam Mẫu trước xử lý 26 4.2.2 Nước thải mỏ than Nam Mẫu sau xử lý 30 4.2.3 Đánh giá hiệu xử lý trạm xử lý nước thải 32 4.3 Đánh giá thành phần bùn thải từ trạm xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu 33 4.4 Đánh giá chung đề xuất biện pháp xử lý bùn thải 35 4.4.1 Đề xuất biện pháp xử lý bùn thải 35 4.4.2 Đề xuất biện pháp xử lý bùn thải nguy hại 36 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40 5.1 Kết luận 40 5.2 Kiến nghị 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Thống kê Hải quan xuất than tháng năm 2014 13 Bảng 4.1 Kết phân tích nước thải đầu vào trạm xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu 27 Bảng 4.2 Kết phân tích nước sau xử lý trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu 30 Bảng 4.3 Hiệu suất xử lý trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu 32 Bảng 4.4 Kết phân tích mẫu bùn thải trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu 34 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Biểu đồ thể so sánh sản lượng (triệu tấn) than 10 quốc gia tiêu thụ than nhiều giới Hình 4.1 Dây chuyền cơng nghệ xử lý nước thải trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu 23 Hình 4.2 Sơ đồ thể kết phân tích nước thải đầu vào trạm xử lý nước thải so với QCVN 40:2011/BTNMT 28 Hình 4.3 Sơ đồ thể kết phân tích nước thải đầu trạm xử lý nước thải so với QCVN 40:2011/BTNMT 31 Hình 4.4 Biểu đồ thể hiệu suất xử lý số tiêu nước thải trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu 33 Hình 4.5 Sơ đồ cơng nghệ xử lý bùn cặn 36 DANH MỤC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường CHXHCN : Cộng hòa xã hội chủ nghĩa CP : Chính phủ CTNH : Chất thải nguy hại NĐ : Nghị định QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam Tp : Thành phố TT : Thông tư TXLNT : Trạm xử lý nước thải PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Những năm gần đây, với phát triển chung nước, hoạt động khai thác khoáng sản góp phần to lớn vào cơng đổi đất nước Một số khoáng sản phát khai thác từ lâu vàng, thiếc, chì, kẽm, than đá loại vật liệu xây dựng, số khác phát khai thác dầu khí, sắt, đồng,… Một số nơi, có mỏ nằm tập trung mỏ than Quảng Ninh Trong nghiệp cơng nghiệp hố, đại hố đất nước ngành than chiếm vai trò quan trọng kinh tế quốc dân Tuy nhiên, bên cạnh mặt tích cực đạt được, phải đối mặt với nhiều vấn đề mơi trường Q trình khai thác than phục vụ cho lợi ích mình, người làm thay đổi môi trường xung quanh Yếu tố gây tác động đến mơi trường bụi từ khai trường mỏ than, bãi thải, khí độc hại nước thải Làm phá vỡ cân hệ sinh thái hình thành từ hàng chục triệu năm, gây ô nhiễm nặng nề môi trường trở thành vấn đề cấp bách mang tính chất xã hội ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng Trong hoạt động khai thác than hầm lò thường gây vấn đề mơi trường nghiêm trọng đặc biệt ô nhiễm môi trường nước Hiện nay, sở khai thác than có biện pháp xử lý nước thải hầm lò nhằm hạn chế ô nhiễm môi trường nước khu vực Bên cạnh đó, việc xử lý nước lại phát sinh bùn thải cần phải xử lý việc xử lý bùn thải vấn đề cần thiết, cần thực đồng thời với trình xử lý nước thải không gây ô nhiễm môi trường thứ cấp Xử lý bùn thải vấn đề cấp thiết cần thực không gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Từ lý thực đề tài “Đánh giá tính chất thành phần bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu xã Uông Thượng – Thành phố ng Bí – Quảng Ninh” MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Yêu cầu đề tài 1.4 Ý nghĩa đề tài 1.4.1 Ý nghĩa học tập nghiên cứu khoa học 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học đề tài 2.1.1 Cơ sở lý luận 2.1.1.1 Phân loại bùn thải 2.1.1.2 Tính chất bùn thải 2.1.2 Cơ sở pháp lý 2.1.3 Cơ sở thực tiễn 2.2 Hiện trạng khai thác, sử dụng than giới Việt Nam 2.2.1 Hiện trạng khai thác sử dụng than giới 2.2.2 Hiện trạng khai thác sử dụng than Việt Nam 2.2.2.1 Hiện trạng khai thác than Việt Nam 2.2.2.2 Hiện trạng sử dụng than Việt Nam 12 2.3 Hiện trạng môi trường mỏ than Việt Nam 13 2.4 Các biện pháp xử lý nước thải 14 2.4.1 Phương pháp xử lý học 14 2.4.2 Phương pháp xử lý sinh học 15 PHẦN ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 16 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 16 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 16 3.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 16 3.3 Nội dung nghiên cứu 16 PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học đề tài 2.1.1 Cơ sở lý luận 2.1.1.1 Phân loại bùn thải [7] Bùn dư tạo thành từ trình xử lý hóa học sinh học nước thải cần tiếp tục xử lý trước chôn lấp tái sử dụng nông nghiệp Các biện pháp xử lý bùn cặn truyền thống thường áp dụng khử nước làm giảm khối lượng bùn cặn, tăng thành phần khơ bùn giảm thiểu chi phí quản lý vận chuyển Các phương pháp có khả xử lý bùn tốt, đòi hỏi yêu cầu vận hành mức độ phức tạp công nghệ, yêu cầu sở hạ tầng kĩ vận hành Bùn cặn thông thường sản phẩm phụ nửa rắn tạo thành từ trình xử lý nước thải Bùn cặn hợp chất khử từ nước thải hợp chất bổ sung trình xử lý Bùn cặn phát sinh từ công đoạn dây chuyền xử lý nước thải bao gồm bùn sơ cấp bùn thứ cấp Hai loại bùn có đặc tính khác khác chất thành phần chất rắn bùn Bùn sơ cấp tạo từ trình xử lý sơ cấp, ví dụ từ bể lắng thiết kế để loại bỏ hạt vô (cát đá vụn) số loại hạt keo chất vơ đậm đặc kết tủa nước thải chưa qua xử lý Hàm lượng thành phần bùn sơ cấp phụ thuộc vào công suất bể lắng, chế độ thủy lực chất lượng nước thải đầu vào Bùn thứ cấp tạo từ trình xử lý thứ cấp (sinh học) chuyển hóa hợp chất hữu loại dinh dưỡng vào sinh khối vi sinh vật Hàm lượng tính chất bùn thải thay đổi phụ thuộc trình sử dụng, hiệu suất trình xử lý sơ cấp nồng độ chất hữu nước điều kiện khí hậu địa phương Nói chung, bùn thứ cấp có hàm lượng chất hữu 28 Ghi chú: (-): Không quy định; KPHT: Không phát thấy QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải công nghiệp Cột A: giá trị thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp xả vào nguồn nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt; Cột B: giá trị thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp xả vào nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt; Từ bảng 4.1 ta đồ thị sau: (Hàm lượng mg/l) (Chỉ tiêu) Hình 4.2 Sơ đồ thể kết phân tích nước thải đầu vào trạm xử lý nước thải so với QCVN 40:2011/BTNMT Nhận xét: Từ kết phân tích nước thải đầu vào TXLNT +125 Nam Mẫu ta thấy nước thải đầu vào TXLNT có số tiêu vượt giới hạn cho phép Cụ thể: + Hàm lượng BOD5: 105mg/l vượt 1,1 lần so với QCVN 40:2011/BTNMT + Hàm lượng COD: 175mg/l vượt 0,17 lần so với QCVN 40:2011/BTNMT 29 + Hàm lượng chất rắn lơ lửng: 269mg/l vượt 1,69 lần so với QCVN 40:2011/BTNMT + Hàm lượng Fe: 6,89mg/l vượt 0,38 lần so với QCVN 40:2011/BTNMT + Hàm lượng Mn: 2,65mg/l vượt 1,65 lần so với QCVN 40:2011/BTNMT Các tiêu lại nằm giới hạn cho phép QCVN 40:2011/BTNMT Nước thải từ khu vực khai thác than không xử lý trước thải môi trường làm ô nhiễm môi trường nghiêm trọng yêu cầu xử lý nước thải cần thiết Nước thải sau xử lý đổ suối Than Thùng gần khu vực mỏ khai thác Qua trình khảo sát, lấy mẫu phân tích nước thải trước xử lý mỏ than cho thấy: - Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấp nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép Chất rắn lơ lửng chủ yếu bùn than sinh trình khai thác, ngun nhân làm cho nước có màu đen dễ bị lắng đọng lại ven sông, suối ao hồ theo dòng chảy - Nồng độ pH hàm lượng Fe, Mn theo kết phân tích thời điểm lấy mẫu, giá trị sát mức tiêu chuẩn cho phép, số mẫu hàm lượng Fe, Mn vượt tiêu chuẩn cho phép Thông số hàm lượng kim loại nặng As, Hg, Cd theo kết quan trắc tài liệu tham khảo khác, giá trị đạt tiêu chuẩn cho phép ổn định - Tuy nhiên, nồng độ pH hàm lượng Fe, Mn thường biến đổi phụ thuộc vào điều kiện khai thác, điều kiện địa chất mỏ thường dao động theo mùa Đây nguyên nhân làm cho nước có mùi tanh, vị chua màu vàng sắt dễ tạo phức với chất hữu kim loại khác, đơi tạo lên bề mặt cặn lơ lửng gây màu đặc trưng cho nước - Căn quy định Thủ tướng phủ thơng tư liên bảo vệ mơi trường khu khai thác khống sản Việc bảo đảm an toàn vệ sinh dịch tễ, đảm bảo sức khỏe cho người dân môi trường xung quanh cần thiết Việc đầu 30 tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh, xử lý triệt để thành phần ô nhiễm cần thiết cần có quan tâm nhiều quan ban ngành đại diện quan chủ quản 4.2.2 Nước thải mỏ than Nam Mẫu sau xử lý Kết phân tích nước sau xử lý TXLNT +125 Nam Mẫu thể bảng 4.2 Bảng 4.2 Kết phân tích nước sau xử lý trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Chỉ tiêu pH DO BOD5 COD S2ClNH4+ NO3PO43CNAs Cd Pb Cu Fe Ni Zn Hg Chất rắn lơ lửng (TSS) Clo dư Mn Tổng dầu mỡ Tổng coliform Đơn vị mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l MPN/100 ml Kết phân tích 6,33 4,3 40 68 0,30 66,9 0,21 8,005 0,27 0,004 0,001 0,0001