Hiện trạng môi trường mỏ than mạo khê nghiên cứu công nghệ xử lý sunfat trong nước thải axit của mỏ than mạo khê bằng vi sinh với việc sử dụng mùn cưa là nguồn cacbon

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC BẢNG .v DANH MỤC HÌNH .vi MỞ ĐẦU PHẦN I: PHẦN CHUNG VÀ CHUYÊN MÔN Chương 1: TỔNG QUAN VỀ SUNFAT 1.1 Hiện trạng nguyên nhân ô nhiễm sunfat 1.1.1 Trạng thái tự nhiên, dạng tồn tại, hợp chất 1.1.2 Hiện trạng nguyên nhân gây ô nhiễm sunfat nước 1.2 Tác hại ô nhiễm sunfat nước Chương 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, MÔI TRƯỜNG VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI 11 KHU VỰC MỎ THAN MẠO KHÊ 11 2.1 Điều kiện môi trường tự nhiên 11 2.1.1 Điều kiện vị trí, địa lý 11 2.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 11 2.1.3 Điều kiện khí tượng .12 2.1.4 Điều kiện thủy văn 14 2.2 Hiện trạng thành phần môi trường .15 2.2.1 Hiện trạng mơi trường khơng khí 15 2.2.2 Hiện trạng chất lượng nước 19 2.2.3 Hiện trạng môi trường đất 23 2.3 Tình trạng sunfat nước thải hệ thống xử lý nước thải mỏ than Mạo Khê 25 Chương 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SUNFAT TRONG NƯỚC THẢI 28 3.1 Các phương pháp vật lý 28 3.1.1 Phương pháp thẩm thấu ngược 28 3.1.2 Phương pháp trao đổi ion 28 3.1.3 Phương pháp điện phân điện phân đảo cực 29 3.1.4 Lọc 30 3.1.5 Phương pháp hấp phụ 31 3.1.6 Phương pháp chưng cất .31 3.2 Các phương pháp hóa học 32 i 3.3 Các phương pháp sinh học 32 3.3.1 Lò phản ứng sinh học 32 3.3.2 Hệ thống đất ngập nước nhân tạo 34 3.4 Hệ thống xử lý sunfat nước thải vi sinh với việc sử dụng mùn cưa nguồn cacbon 35 Chương 4: THỰC NGHIỆM 37 4.1 Xây dựng hệ thống xử lý sunfat đá vơi - mùn cưa thí nghiệm 37 4.1.1 Ý tưởng thiết kế 37 4.1.2 Thiết kế hệ thống thí nghiệm .37 4.2 Các phương pháp phân tích 38 4.2.1 Phương pháp trắc quang 38 4.2.2 Phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử (AAS) .39 4.2.3 Phương pháp chuẩn độ sunfua iod 42 4.3 Tính tốn số thơng số hệ thống .42 4.3.1 Tốc độ bay nước 42 4.3.2 Tải lượng đặc trưng chất ô nhiễm 43 Chương 5: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .44 5.1 Kết .44 5.1.1 Giá trị pH 44 5.1.2 Dung lượng bazơ 45 5.1.3 Nhu cầu oxy hóa học (COD – Chemistry Oxygen Deman) 46 5.1.4 Protein 47 5.1.5 Tải lượng đặc trưng S2- 49 5.1.6 Tải lượng đặc trưng SO42- .50 5.1.7 Nồng độ kim loại nặng nước thải đầu .51 5.2 Kết luận 53 PHẦN 2: THIẾT KẾ CÁC DẠNG CÔNG TÁC VÀ DỰ TRÙ KINH PHÍ 57 Chương 6: THIẾT KẾ CÁC DẠNG CÔNG TÁC 58 6.1 Công tác thu thập tài liệu 58 6.1.1 Mục đích .58 6.1.2 Khối lượng tài liệu thu thập 58 6.1.3 Phương pháp thu thập 58 6.1.4 Phương pháp chỉnh lý 58 6.2 Khảo sát đặc tính nước thải mỏ than Mạo Khê 59 ii 6.3 Phương pháp nghiên cứu 59 6.3.1 Mục đích nghiên cứu 59 6.3.2 Nội dung nghiên cứu 59 6.3.3 Tiến độ thực 60 6.4 Công tác chỉnh lý tài liệu viết báo cáo tổng kết .60 6.4.1 Mục đích, nhiệm vụ .60 6.4.2 Phương pháp chỉnh lý tài liệu, xử lý số liệu 60 Chương 7: TÍNH TỐN KINH PHÍ VÀ DỰ TRÙ NHÂN LỰC 62 7.1 Cơ sở tính tốn 62 7.2 Chi phí cho hạng mục cơng việc 62 7.2.1 Chi phí cho đề án khảo sát chất lượng nước thải .62 7.2.2 Chi phí cho đề án nghiên cứu chất lượng nước thải sau xử lý hệ thống vi sinh đá vôi – mùn cưa .62 7.3 Dự trù kinh phí hạng mục cơng việc 63 7.3.1 Dự trù kinh phí cho lấy mẫu, phân tích nước thải nghiên cứu .63 7.3.2 Dự trù kinh phí cho việc làm mơ hình thí nghiệm 64 7.3.3 Dự trù kinh phí chạy mơ hình thí nghiệm .64 7.3.4 Dự tốn kinh phí khác 66 7.4 Dự trù chi phí vận hành cho 1m3 nước thải 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .68 PHỤ LỤC 72 iii DANH MỤC BẢNG Số hiệu bảng 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 5.1 6.1 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 Tên bảng Trang Nhiệt độ khơng khí trung bình tháng Độ ẩm trung bình tháng Lượng bốc trung bình tháng năm Lượng mưa trung bình tháng năm Tốc độ gió trung bình tháng năm Vị trí điểm đo đạc, lấy mẫu Kết quan trắc định kỳ hàm lượng bụi Kết quan trắc định kỳ tiếng ồn Kết quan trắc định kỳ hàm lượng khí NO2 Kết quan trắc định kỳ hàm lượng khí SO2 Vị trí lấy mẫu nước ngầm Kết phân tích trạng chất lượng nước ngầm Vị trí điểm lấy mẫu nước mặt Độ pH nước mặt liên quan đến việc tiếp nhận nước thải mỏ Hàm lượng cặn lơ lửng nước mặt tiếp nhận nước thải mỏ Hàm lượng BOD5 nước mặt tiếp nhận nước thải mỏ Hàm lượng COD nước mặt tiếp nhận nước thải mỏ Hàm lượng sắt nước mặt tiếp nhận nước thải mỏ Vị trí lấy mẫu đất Kết phân tích mẫu Thành phần nước thải mỏ than Mạo Khê Một số ion kim loại nặng nước thải trước sau xử lý pha C Bảng tiến độ thực Chi phí phân tích mẫu Chi phí làm mơ hình Tổng chi phí hóa chất pha nước thải tháng vận hành Chi phí phân tích mẫu hàng ngày Chi phí khác Bảng dự trù kinh phí tổng hợp 12 12 12 13 13 15 17 18 18 19 19 20 20 21 21 22 22 23 23 23 26 54 iv 60 63 64 65 66 66 67 DANH MỤC HÌNH Số hiệu hình 1.1 1.2 2.1 3.1 3.2 3.3 4.1 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 Tên hình Trang Chu trình lưu huỳnh Tinh thể muối Magie sunfat, natri sunfat, thạch cao Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải mỏ than Mạo Khê Mơ hình điện phân dung dịch Các bước phản ứng q trình khử sunfat vi sinh [15] Mơ hình hệ thống đất ngập nước xử lý nước thải Sơ đồ mơ hình hệ thống xử lý nước thải Giá trị pH phụ thuộc vào chặng hệ thống xử lý pha nghiên cứu A, B C Tải lượng bazơ qua chặng hệ thống qua pha A, B, C Nhu cầu oxi hóa học phụ thuộc vào chặng hệ thống xử lý pha nghiên cứu A, B C Hàm lượng protein trung bình theo chặng hệ thống pha nghiên cứu A, B C Tải lượng đặc trưng S2- hệ thống xử lý qua chặng pha nghiên cứu Tải lượng đặc trưng sunfat hệ thống qua chặng theo pha nghiên cứu Hàm lượng Fe tổng hệ thống xử lý qua chặng pha A, B, C Hàm lượng Zn2+ hệ thống xử lý qua chặng pha A, B, C Hàm lượng Mn2+ hệ thống xử lý qua chặng pha A, B, C 26 30 33 34 37 44 v 45 46 47 49 50 51 52 53 MỞ ĐẦU Nước thành phần sinh quyển, đóng vai trò điều hồ yếu tố khí hậu, đất đai sinh vật thơng qua chu trình vận động Nước chứa đựng tiềm khác nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng người như: sinh hoạt hàng ngày, tưới tiêu cho nông nghiệp, sản xuất công nghiệp, tạo điện nhiều thắng cảnh đẹp… Cùng với phát triển văn minh nhân loại, nhu cầu vềnước ngày lớn, lượng nước thải công nghiệp nước thải sinh hoạt đưa vào nguồn nước tự nhiên ngày gây ô nhiễm nghiêm trọng nước bề mặt môi trường Nguồn nước ngày cạn kiệt, khơng phả nguồn tài ngun vơ tận trước người nghĩ Nước vấn đề vơ nan giải tồn cầu Các vấn đề liên quan đến nước đề tài nhạy cảm cấp bách Ô nhiễm nguồn nước anion không mối quan tâm lĩnh vực y tế, mà mối quan tâm tất ngành, việc đưa giải pháp công nghệ giúp giảm bớt ion từ q trình xả thài vơ quan trọng Sunfat thành phần tự nhiên xuất gần tất nguồn nước tự nhiên Trong tự nhiên, muối sunfat nước nguồn cung cấp lưu huỳnh - chất dinh dưỡng cần thiết thực vật người, cung cấp chất dinh dưỡng cho thức ăn số loại tảo Nhưng mặt khác muối sunfat gây nhiễm mơi trường nước, làm biến đổi tính chất số loại nước, hạn chế khả chuyển hóa chất đất nước… Bên cạnh đó, tăng nồng độ sunfat nước vượt ngưỡng cho phép ảnh hưởng tới sức khỏe người, bệnh tiêu hóa, bệnh da liễu, sỏi thận số bệnh ung thư Sunfat (SO42-) tạo thành cách tự nhiên kết trình cơng nghiệp hóa Trong tự nhiên, chúng thường kết phân hủy hợp chất hữu cơ, xác động – thực vật chết, hòa tan nước qua đá đất có chứa thạch cao khống chất có chứa sunfua pyrite, lắng đọng khí Các nguồn phát sinh sunfat nhân tạo bao gồm nhà máy xử lý nước thải chất thải công nghiệp nhà máy thuộc da, nhà máy bột giấy nhà máy dệt, nhà máy sản xuất axit sunfuric, mạ điện, công nghiệp khai khoáng Nước thải axit mỏ loại nước thải có hàm lượng sunfat cao gây nên nhiều nguy ô nhiễm sunfat nước ngầm nước mặt khu vực khai thác Vì vậy, việc giảm thiểu lượng sunfat nước thải axit mỏ trước thải ngồi mơi trường việc làm cần thiết cấp bách Hiện nay, việc loại bỏ sunfat nước quan tâm Các công nghệ mới, phương pháp nhằm nâng cao hiệu loại bỏ sunfat nghiên cứu Việc tìm cơng nghệ có đạt hiệu cao chi phí xử lý tốt ln vấn đề ưu tiên Một phương pháp có khả đáp ứng yêu cầu khử sunfat vi sinh Nhận thấy hứa hẹn hiệu chi phí xử lý mà phương pháp khử sunfat vi sinh đem lại, em lựa chọn đề tài tốt nghiệp « Hiện trạng môi trường mỏ than mạo khê Nghiên cứu công nghệ xử lý sunfat nước thải axit mỏ than Mạo Khê vi sinh với việc sử dụng mùn cưa nguồn cacbon » MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Mục đích đề tài theo dõi loại bỏ ion sunfat nước thải axit mỏ than Mạo Khê hệ thống vi sinh với mùn nguồn cacbon Từ đó, đánh giá hiệu xử lý hiệu kinh tế hệ thống vi sinh việc loại bỏ ion sunfat NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI - Nghiên cứu hàm lượng sunfat mẫu nước bị nhiễm sunfat cao trước sau xử lý - Theo dõi khử sunfat hệ thống vi sinh, đưa mối tương quan hàm lượng vi sinh khử sunfat - Đưa sơ đồ công nghệ cho hệ thống khử sunfat nguồn cacbon hữu mùn cưa hiệu xử lý dây chuyền - Tính tốn chi phí sơ để xử lý 1m3 nước có nhiễm sunfat hệ thống khử với nguồn cacbon hữu mùn cưa TRÌNH TỰ CÁC CHƯƠNG ĐỒ ÁN Phần I – Phần chung chuyên môn Chương 1: Tổng quan sunfat Chương 2: Điều kiện tự nhiên, môi trường kinh tế - xã hội khu vực mỏ than Mạo Khê Chương 3: Các phương pháp xử lý sunfat nước thải Chương 4: Thực nghiệm Chương 5: Kết thảo luận Phần II – Thiết kế tính tốn chi phí Chương 6: Thiết kế dạng cơng tác Chương 7: Dự trù kinh phí dự trù nhân lực KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN I: PHẦN CHUNG VÀ CHUYÊN MÔN Chương 1: TỔNG QUAN VỀ SUNFAT 1.1 Hiện trạng nguyên nhân ô nhiễm sunfat 1.1.1 Trạng thái tự nhiên, dạng tồn tại, hợp chất Lưu huỳnh, nguyên tố giàu thứ 14 vỏ Trái Đất, thành phần quan trọng cấu trúc sinh học axit amin, cystein, metionin chu trình đóng vai trò thiết yếu việc điều hòa muối dinh dưỡng khác oxy, phốt Sunfat tạo thành mơi trường từ q trình oxy hóa ngun tố lưu huỳnh, khống chất sulfide, lưu huỳnh hữu Trong nước thải, hợp chất lưu huỳnh chủ yếu tồn dạng muối sunfat Các hợp chất lưu huỳnh vận động tự nhiên phức tạp gần giống với hợp chất nitơ, song chúng không bị lắng đọng vào bước riêng biệt cố định đạm, amon hóa Trung tâm chu trình lưu huỳnh có liên quan với thu hồi sunphat (SO42-) sinh vật sản xuất qua rễ chúng giải phóng biến đổi lưu huỳnh nhiều công đoạn khác nhau, biến đổi dạng nó, bao gồm sunphua hydryl (-SH), sunphua hydro (H 2S), thiosunphat (SO2-) lưu huỳnh nguyên tố.[3] Hình 1.1: Chu trình lưu huỳnh 6.3.3 Tiến độ thực Bảng 6.1: Bảng tiến độ thực TT Nội dung công việc Thu thập tài liệu, khảo sát, lấy mẫu, phân tích Chỉnh lý tài liệu viết báo cáo Thiết kế mơ hình thí nghiệm Làm mơ hình thí nghiệm Chạy khởi động Thử nghiệm pha A hệ thống, thời gian lưu ngày, tỷ lệ đá vôi đá vôi – mùn cưa : – Thử nghiệm pha B hệ thống, thời gian lưu ngày, tỷ lệ đá vôi đá vôi – mùn cưa : – Thử nghiệm pha A hệ thống, thời gian lưu ngày, tỷ lệ đá vôi đá vôi – mùn cưa : – Tháng thứ Viết báo cáo tổng hợp 6.4 Công tác chỉnh lý tài liệu viết báo cáo tổng kết 6.4.1 Mục đích, nhiệm vụ a Mục đích + Nhằm hợp lý hóa sai số, kết dị thường yếu tố yếu tố khách quan, chủ quan… + Giúp cho việc đánh giá kết thuận tiện, dễ đánh giá b Nhiệm vụ + Áp dụng phương pháp khác để chỉnh lý số liệu cho phù hợp + Nghiên cứu đánh giá nguyên nhân gây kết dị thường + Đưa lời giải thích cần thiết cho kết dị thường (nếu cần) 6.4.2 Phương pháp chỉnh lý tài liệu, xử lý số liệu - Phương pháp chuyên gia: tham khảo ý kiến thầy cô, người hướng dẫn người có chun mơn lĩnh vực nghiên cứu - Phương pháp xử lý số liệu: số liệu phân tích mơi trường xử lý phương pháp xác suất thống kê phần mềm Excell 60 - Phương pháp phân tích, so sánh: dựa sở kết nghiên cứu thực nghiệm, lý thuyết công nghệ xử lý nước thải cơng nghệ vi sinh từ tiến hành lựa chọn, thử nghiệm, so sánh, đánh già tìm công nghệ xử lý phù hợpvới đối tượng nghiên cứu cụ thể đề tài 61 Chương 7: TÍNH TỐN KINH PHÍ VÀ DỰ TRÙ NHÂN LỰC 7.1 Cơ sở tính tốn - Quyết định số 29/2007/QĐ-BGTVT ngày 26 tháng 06 năm 2007 Bộ Giao thông vận tải việc xếp loại đường để xác định cước vận tải đường năm 2007 - Quyết định số 30/2002/QĐ-BCN ngày 30/9/2002 Bộ Công Nghiệp định mức tổng hợp cho công tác can, in tài liệu báo cáo địa chất để nộp lưu trữ, số hóa đồ loại cơng tác gia cơng phân tích thí nghiệm - Nghị định số 204/2004/NĐ-CP ngày 14/12/2004 Chính phủ qui định hệ thống thang lương bảng lương chế độ phụ cấp lương công ty nhà nước - Nghị định số 31/2012/NĐ-CP ngày 12 tháng năm 2012 Chính phủ quy định mức lương tối thiểu chung 7.2 Chi phí cho hạng mục cơng việc 7.2.1 Chi phí cho đề án khảo sát chất lượng nước thải - Chi phí điều tra chất lượng nước thải: chi phí cho dạng cơng việc liên quan trực tiếp đến việc khảo sát, lấy mẫu phục vụ nghiên cứu thiết kế mơ hình bao gồm: Lập kế hoạch khảo sát Tiến hành khảo sát: + Cơng tác lấy, phân tích mẫu + Cơng tác nghiên cứu chun đề 7.2.2 Chi phí cho đề án nghiên cứu chất lượng nước thải sau xử lý hệ thống vi sinh đá vôi – mùn cưa - Chi phí điều tra bản, bao gồm: Lập đề án Công tác nghiên cứu, bao gồm: + Chi phí cho thời gian nghiên cứu phòng + Khảo sát, tổng hợp, lập loại báo cáo báo cáo tổng kết đề án Chi phí khảo sát thực địa Chi phí đánh máy, can in báo cáo, nộp lưu trữ - Chi phí khác bao gồm: + Thu thập, mua loại tài liệu + Thuê thiết bị, phương tiện, chuyển giao công nghệ + Các khoản khác 62 7.3 Dự trù kinh phí hạng mục cơng việc 7.3.1 Dự trù kinh phí cho lấy mẫu, phân tích nước thải nghiên cứu a Công tác lấy mẫu - Thu thập tài liệu nguồn gốc phát sinh, trạng, tác hại sunfat nước môi trường sức khỏe người, tài liệu mỏ than Mạo Khê chất lượng môi trường mỏ than: người/ ngày = công = 900.000 đồng (1 công = 100.000 đồng) - Tiền thuê xe: quãng đường trường Đại học Mỏ - Địa chất – Mỏ than Mạo Khê 200 km chiều Công việc lấy mẫu, thu thập tài liệu gồm đợt Thuê xe : xe chỗ = 10.000đ/km × 200 × = 4.000.000 (đồng) → Cộng: 900.000 + 4.000.000 = 4.900.000 (đồng) b Phân tích loại mẫu Sau khảo sát lấy mẫu, cần vận chuyển phân tích sớm thơng số quan trọng đặc trưng nước thải Chi phí phân tích loại mẫu bao gồm khoản thể bảng 7.1 Bảng 7.1: Chi phí phân tích mẫu T T Chỉ tiêu phân tích Số Giá tiền mẫu (nghìn Thành tiền (nghìn đồng) (mẫu) đồng) COD 120 480 pH, to 30 120 23 SO4 70 280 + NH4 - N 75 300 NO3 - N 75 300 Fetổng 80 320 Mn2+ 80 320 2+ Zn 80 320 2+ Cu 80 320 2+ 10 Ni 80 320 211 S 70 280 12 Protein 400 1.600 Tổng 4.960 (Nguồn: Bảng đơn giá phân tích mẫu Viện Cơng Nghệ Mơi Trường) 7.3.2 Dự trù kinh phí cho việc làm mơ hình thí nghiệm Bảng 7.2: Chi phí làm mơ hình 63 TT Nội dung Đơn giá (đồng) Số lượng Thành tiền (đồng) Ghi Bể phản ứng nhựa mika suốt, 7.000.000 7.000.000 Đặt khốn kích thước 1m x 15cm x 35cm Đá vôi xây dựng 200.000/m3 0,05 m3 10.000 Mùn cưa 3.000/kg 12 kg 36.000 12 Cơng lắp đặt 1.000.000 1.000.000 Đặt khốn Tổng 8.046.000 7.3.3 Dự trù kinh phí chạy mơ hình thí nghiệm Chi phí chạy mơ hình bao gồm: chi phí phân tích, chi phí hóa chất sử dụng, chi phí lấy nước thải, chi phí nhân lực cho việc chạy hệ thí nghiệm a Tính tốn dự trù nhân lực Cơng việc vận hành hệ thống thí nghiệm xử lý nước thải mỏ than Mạo Khê gồm công việc sau: - Pha mẫu nước thải có đặc điểm tương tự mẫu nước thải mỏ than Mạo Khê - Vệ sinh đầu đo, dựng đường chuẩn cho thiết bị đo định kỳ - Lấy mẫu hệ thí nghiệm theo chặng nghiên cứu - Giám sát thông số hệ thí nghiệm lưu lượng đầu vao, đầu ra, chế độ làm việc hệ thống thí nghiệm Phương án vận hành sau: - Làm việc theo thời gian hành - Bố trí người/ngày + người trình độ kỹ sư làm cơng việc vận hành hệ thống thí nghiệm, giám sát thống số hệ thí nghiệm, vệ sinh đầu đo + người trình độ kỹ sư giám sát kết thí nghiệm Số lao động cần thiết vận hành hệ thống thí nghiệm kỹ sư  Chi phí cho cán cơng nhân viên Chi phí lương cho cán cơng nhân quản lý tính theo: - Nghị định số 204/2004/NĐ-CP ngày 14/12/2004 Chính phủ qui định hệ thống thang lương bảng lương chế độ phụ cấp lương công ty nhà nước - Nghị định số 31/2012/NĐ-CP ngày 12 tháng năm 2012 Chính phủ quy định mức lương tối thiểu chung  Mức lương tối thiểu 1.050.000 đồng/tháng 64 + Chi phí lương cho kỹ sư bậc 2/9 với hệ số lương 2,67 Lương kỹ sư tháng là: 1.050.000 × 2,67 = 2.803.500 (đồng) Vậy, chi phí lương cho kỹ sư tháng là: 2.803.500 × = 33.642.000 (đồng) b Chi phí cho pha mẫu nước thải Trong q trình nghiên cứu, khó khăn đường xá, phương tiện lại nhân lực, mẫu nước thải pha phòng thí nghiệm dựa theo đặc tính nước thải mỏ than Mạo Khê Bảng 7.3: Tổng chi phí hóa chất pha nước thải tháng vận hành CaSO4.2H2O Lọ 500 g Đơn giá (nghìn đồng) 50 (NH4)2SO4 Lọ 500 g 50 50 MgSO4.7H2O Lọ 500 g 55 55 TT Tên hóa chất Đơn vị Số lượng Thành tiền (nghìn đồng) 200 10 11 12 13 14 Al2(SO4)3 Lọ 500 g 177 177 NaCl Lọ 500 g 80 80 KH2PO4 Lọ 500 g 65 65 KNO3 Lọ 500 g 65 65 K2SO4 Lọ 500 g 75 75 Ni2SO4.H2O Lọ 500 g 650 650 MnSO4.7H2O Lọ 500 g 90 90 CuSO4.5H2O Lọ 500 g 90 90 ZnSO4.6H2O Lọ 500 g 55 55 FeSO4 Lọ 500 g 50 50 H2SO4 Lọ 500 ml 100 100 Tổng 1.802 (Nguồn: Đơn giá cửa hàng hóa chất_83 Hồng Quốc Việt- Cầu Giấy-Hà Nội) c Chi phí phân tích mẫu Thời gian nghiên cứu khoảng tháng, thời gian tiến hành lấy mẫu khoảng 60 ngày Mỗi ngày có mẫu theo chặng hệ thống cần phân tích Chi phí phân tích thể cụ thể bảng 7.4 Bảng 7.4: Chi phí phân tích mẫu hàng ngày TT Chỉ tiêu phân tích COD pH, to NH4+ - N Số lượng 100 300 20 65 Giá thành (nghìn đồng) 120 30 75 Thành tiền, (nghìn đồng) 12.000 9.000 1.500 10 11 12 NO3- - N SO42S2Protein Fe tổng Cu2+ Mn2+ Ni2+ Zn2+ 20 300 300 100 100 100 100 100 100 75 70 70 400 80 80 80 80 80 1.500 21.000 21.000 40.000 8.000 8.000 8.000 8.000 8.000 Tổng 152.000 (Nguồn: Bảng đơn giá phân tích mẫu Viện Cơng Nghệ Mơi Trường) 7.3.4 Dự tốn kinh phí khác Các chi phí khác bao gồm chi phí thuê mặt bằng, in ấn, hợp tác khoa học, sửa chữa bảo dưỡng, chi phí thể cụ thể bảng 7.5 Bảng 7.5: Chi phí khác TT Đơn giá Số (nghìn đồng) lượng Nội dung Hỗ trợ mặt nghiên cứu 15 m2 3.600 * 40000 đ/m2 tháng * tháng Sửa chữa thường xuyên tài sản phục vụ công tác chuyên môn, 5.000 tu bảo dưỡng cơng trình Hao mòn trang thiết bị kỹ thuật chuyên dụng, máy tính, máy in, 5.000 máy photo, máy phân tích Tổng Từ tính tốn trên, ta tổng kết chi phí (bảng 7.6) Bảng 7.6: Bảng dự trù kinh phí tổng hợp TT Nội dung 1.1 1.2 3.1 3.2 3.3 Dự trù lấy mẫu phân tích Cơng tác lấy mẫu Phân tích mẫu Dự trù kinh phí làm mơ hình thí nghiệm Dự trù kinh phí chạy mơ hình Nhân lực Hóa chất sử dụng Chi phí phân tích 66 Thành tiền (nghìn đồng) 3.600 5.000 5.000 13.500 Thành tiền (nghìn đồng) 9.860 4.900 4.960 8.046 187.444 33.642 1.802 152.000 Chi phí khác 13.500 Tổng 218.850 Tổng chi phí bảng 7.6 chưa tính đến trượt giá, thơng thường người ta tính tiền trượt giá 25% giá trị cơng trình Do vậy, tổng chi phí cho thực dự án thí nghiệm là: 218.850+ 218.850× 0,25 = 273.562,5 (nghìn đồng) 7.4 Dự trù chi phí vận hành cho 1m3 nước thải Hệ thống xử lý nước thải đá vôi – mùn cưa vận hành với quy mô 100 m 3/ ngày mỏ than Mạo Khê theo ước tính bổ sung 2,78 m 3đá vơi 756 kg mùn cưa, khoảng thời gian tháng lần Vậy, trung bình ngày, hệ thống phải bổ sung: 0,7093 m3 đá vôi 25,2 kg mùn cưa Chi phí vật liệu cho xử lý 100 m3 nước thải hệ thống đá vôi – mùn cưa: 0,093 × 200.000/m3 + 25,2 × 3.000/kg = 94.200 (đồng) Chi phí nhân cơng: người Lương + BHXH BH Y tế: 2.400.000 đ/tháng Chi phí cơng ngày (đã tính BHYT+ BHXH): người x 2.400.000 đ/ 30 ngày = 80.000 đồng Chi khác: (kể sủa chữa nhỏ quản lý): 5.000 đồng Tổng chi phí vận hành hệ thống ngày (100 m3): 179.200 đồng Vậy, m3 nước thải xử lý tiêu tốn hết 1.792 đồng 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Việc nghiên cứu, đưa dây chuyền công nghệ đạt hiệu xử lý kinh tế cao mối quan tâm nhà mơi trường Sau q trình nghiên cứu hệ thống xử lý nước thải mỏ than Mạo Khê đá vôi – mùn cưa, em thu số kết sau: - Xây dựng hệ thống xử lý nước thải mỏ than đá vôi – mùn cưa phòng thí nghiệm - Đã tiến hành nghiên cứu hiệu loại bỏ sunfat hệ thống xử lý nước thải mỏ than đá vôi – mùn cưa, từ xem xét hiệu loại bỏ hệ thống kim loại nặng ion khác: Trong khuôn khổ đề tài này, em tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng hiệu chúng chặng khác nhau, theo thời gian lưu khác nhau, thu số kết sau:  Đối với sunfat, việc loại bỏ hệ thống đá vôi trinh kết tủa cộng kết Ở hệ thống vi sinh việc loại bỏ sunfat thơng qua q trình kết tủa cộng kết đặc biệt thơng qua q trình khử sunfat thành sunfua, phần lớn sunfat loại bỏ Độ giảm tải lượng trung bình sunfat pha A 171,64 g/m 3.d, pha B đạt 269,528 g/m3.d, pha C tỉ lệ loại bỏ sunfat đạt 260,95 g/m 3.d Việc tính tỷ lệ loại bỏ sunfat qua chặng theo đơn vị thể tích vật liệu cho phép đưa kích thước vật liệu tương ứng với nhu cầu xử lý thực nước thải, điều kiện tương đồng tỷ lệ vật liệu thời gian lưu  Trong trình vận hành, COD đầu pha A B tương đối cao, điều chứng tỏ khả thủy phân xenlulo điều kiện nghiên cứu tốt, qua thúc đẩy q trình tăng trưởng trình khử vi sinh Như vậy, q trình xử lí nước thải đạt hiệu tốt  Trong việc vận hành liên tục hệ thống, pha khác nhau, giá trị pH đầu vào thấp từ 2,2 đến 2,6 sau chặng 25 cm nâng lên giá trị pH khoảng 5,2 (pha A), 4,7 (pha B) 5,9 (pha C) Còn đầu đạt  Các kim loại nặng loại bỏ hiệu quả: Ion Fe3+, Fe2+, loại bỏ gần hoàn toàn pha A, B pha C Các ion kim loại Ni2+, Zn2+, Mn2+ nhìn chung, chúng loại bỏ theo chặng tương đối đều, đặc biệt hệ thống vi sinh tạo kết tủa với sunfua nên chúng loại bỏ tốt hệ thống đá vôi So sánh với quy chuẩn đầu thấy tiêu kim loại nặng đạt tiêu chuẩn nước thải công nghiệp 68 Kiến nghị Luận văn đưa hiệu xử lý hiệu kinh tế hệ thống đá vôi –mùn cưa nước thải mỏ than Các kết nghiên cứu cho thấy, hệ thống xử lý đạt kết tốt hiệu xử lý kinh tế, nhanh chóng đưa mơ hình xử lý nước thải vào vận hành thực tế Bên cạnh đó, tiến hành nghiên cứu thêm khả loại bỏ photpho hệ thống để mở rộng phạm vi áp dụng cho nhiều loại nước thải 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt TS Nguyễn Tuấn Anh (2010), “Giáo trình Phân tích mơi trường”, Trường đại học Nông lâm – Thái Nguyên Cơng ty mơi trường Tầm nhìn xanh (2006), “Giáo trình Hóa mơi trường” PGS.TS Nguyễn Như Hiền (2005), “Sinh học đại cương”, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội Nguyễn Hữu Phú (2006), “Hóa lý hóa keo”, NXB Khoa học Kĩ thuật Tiếng Anh Bigham, J M., Schwertmann, U., Carlson, L and Murad, E (1990) "A poorly crystallized oxyhydroxysunfat e of iron formed by bacterial oxidation of Fe(II) in acid mine waters." Geochim Cosmochim Acta 54: 2743-2758 Bollinger, J.M 1984 New filtration concepts using Electrodeposition Chem.Eng., May 1984: 327-374 Brady, K S., Bigham, J M., Jaynes, W F and Logan, T J (1986) "Influence of sunfat e on Feoxide formation: comparisons with a stream receiving acid mine drainage." Clays and Clay Minerals 34: 266-274 Buchanan, J.1987, Basics of filtration Water Sewage & Efluent Canfield, D.E and Des Marais, D.J (1991) Aerobic sunfat e reduction in microbial mats Science 251: 1471-1473 10 Fu, F L., Chen, R M and Xiong, Y (2006) "Application of a novel strategy - Coordination polymerization precipitation to the treatment of Cu2+containing wastewaters." Separation and Purification Technology 52(2): 388393 11 Juby, G.J.G and Pulles, W 1990 Evaluation of Electrodialysis reversal for desalination of brackish mine water WRC Report 179/1/90 12 Kalin, M., Fyson, A., Wheeler, W N.: (2005a) Chemistry of conventional and alternative treatment systems for the neutralization of acid mine drainage The – Breckenbridge ASSMR conference (in press) 13 Meier, J., Babenzien, H.-D and Katrin, W.-P (2004) "Microbial cycling of iron and sunfua in sediments of acidic and pH-neutral mining lakes in Lusatia (Brandenburg, Germany)." Biogeochemistry 67: 135-156 70 14 Rothenhöfer, P., Sabin, H and Peiffer, S (2000) "Verringerung der Schwermetall- und Sunfat belastung in sauren bergbaubelasteten Gewässern durch Aluminiumpräzitate." Acta Hydrochim Hydrobiol 28(3): 136-144 15 Schwenn, J D and Cram, W J (1997) Assimilatory reduction of inorganic sulphate.In: Sulphur metabolism in higher plants The Netherlands, Backhuys Publishers, Leiden: 39-58 16 Tahija, D., Huang, H-h., Flore, c., and Shi, Y (1990) On the treatment of Berkerley Pit Water, Proceceeding Mineral and Hazadous Waste Processing Symposium Butte Montana 10/01/90 17 Taylor GJ, Crowder AA 1983a Uprake and accumulation of heavy metals by Typha latifolia L in wetlands of Sudbury, Ontario region Canadian Journal of Botany 18 WRc/SevernTrent (1996) "Reed beds and constructed wetlands for wastewater treatment." 71 PHỤ LỤC Hình ảnh thiết bị thí nghiệm Hình 1: Hệ thống thí nghiệm Một số hình ảnh tiêu thu sau thí nghiệm 72 A B C Hình 2: Phân tích tiêu protein qua chặng pha A, B, C hệ thống A 73 B C Hình 3: Phân tích tiêu sunfua qua chặng pha A, B, C hệ thống 74 ... tài tốt nghiệp « Hiện trạng mơi trường mỏ than mạo khê Nghiên cứu công nghệ xử lý sunfat nước thải axit mỏ than Mạo Khê vi sinh với vi c sử dụng mùn cưa nguồn cacbon » MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Mục đích... (đối với đất sử dụng cho mục đích lâm nghiệp) 2.3 Tình trạng sunfat nước thải hệ thống xử lý nước thải mỏ than Mạo Khê Hiện nay, mỏ than Mạo Khê xử dụng hệ thống xử lý nước thải đất ngập nước với. .. ion sunfat nước thải axit mỏ than Mạo Khê hệ thống vi sinh với mùn nguồn cacbon Từ đó, đánh giá hiệu xử lý hiệu kinh tế hệ thống vi sinh vi c loại bỏ ion sunfat NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI - Nghiên cứu