Đánh giá hiện trạng ô nhiễm của nước thải hầm lò mỏ than tại tổng công ty than đông bắc nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý tái tuần hoàn phục vụ cho sinh hoạt sản xuất

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - ĐẶNG XUÂN THƢỜNG ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM CỦA NƢỚC THẢI HẦM LỊ MỎ THAN TẠI TỔNG CƠNG TY THAN ĐƠNG BẮC, NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ TÁI TUẦN HOÀN PHỤC VỤ CHO SINH HOẠT, SẢN XUẤT Chuyên ngành : Khoa học môi trƣờng Mã số ngành : 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:1 PGS.TS TRẦN ĐỨC HẠ TS HOÀNG HÙNG Thái Nguyên - 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn tốt nghiệp cao học Chuyên ngành Khoa học Môi trường kết nghiên cứu kế thừa, phân tích đánh giá từ kết khảo sát, quan trắc thực tiễn hướng dẫn khoa học thầy giáo PGS.TS Trần Đức Hạ TS Hồng Văn Hùng sở mơ hình thực nghiệm có thật lắp đặt tỉnh Quảng Ninh Tơi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu trình bày luận văn hồn tồn trung thực, khơng chỉnh sửa chép Phần trích dẫn tài liệu ghi rõ nguồn gốc Học viên Đặng Xuân Thƣờng Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii LỜI CẢM ƠN Trong tồn q trình học tập Trường Đại học Nông lâm thực luận văn cao học Chuyên ngành Khoa học Môi trường với đề tài “Đánh giá trạng ô nhiễm nước thải hầm lị cơng ty Than Đơng Bắc nghiên cứu mơ hình xử lý thu gom tuần hoàn phục vụ cho sinh hoạt sản xuất” nhận giúp đỡ quý báu nhiều tập thể, cá nhân trường Lời đầu tiên, tơi xin gửi lời cảm ơn đến tồn thể thầy cô giáo Ban giám hiệu nhà trường, thầy phịng Đào tạo Sau đại học, thầy cô khoa Môi trường –Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, thầy giáo, cô giáo trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa Môi trường Nước - Trường Đại học Xây dựng, Trường Đại học Mỏ - Địa Chất, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Trần Đức Hạ - Giảng viên hướng dẫn khoa học chính, TS Hồng Văn Hùng tận tình bảo giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn tất đồng nghiệp Trung tâm Phát triển, Ứng dụng Kỹ thuật Công nghệ Môi trƣờng – Liên hiệp hội Khoa học Việt Nam tạo điều kiện tốt để tham gia hồn thành khóa học Tơi xin cảm ơn Công ty Môi trường Việt – Sing, Tổng công ty Than Đông Bắc đặc biệt Công ty TNHH MTV 790 giúp đỡ việc cập nhật số liệu áp dụng mơ hình thực nghiệm trường Cuối tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè ln động viên, giúp đỡ vật chất lẫn tinh thần suốt trình học tập thực đề tài tốt nghiệp Học viên Đặng xuân Thƣờng Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv MỤC LỤC Nội dung Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH viii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu đề tài 3 Ý nghĩa đề tài Cấu trúc luận văn CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG 1.1 Cơ sở lý luận khoa học pháp lý đề tài 1.1.1 Cơ sở lý luận khoa học đề tài 1.1.2 Cơ sở pháp lý đề tài 1.2 Tổng quan nước thải mỏ than công nghệ xử lý 10 1.2.1 Sự hình thành nước thải trình khai thác than 10 1.2.2 Tính chất chung nước thải mỏ than 12 1.2.3 Hiện trạng xử lý nước thải hầm lò hoạt động sản xuất than vùng Quảng Ninh 17 1.2.4 Các biện pháp phịng chống nhiễm xử lý nước thải mỏ khai khác than Quảng Ninh [12] 26 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU28 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 28 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 28 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 28 2.1.3 Địa điểm nghiên cứu 28 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v 2.2 Nội dung nghiên cứu 29 2.2.1 Khái quát điều kiện tự nhiên, xã hội, mơi trường có liên quan đến sản xuất than tỉnh Quảng Ninh 29 2.2.2 Đánh giá trạng chất lượng nước thải số hầm lị thuộc Tổng cơng ty Than Đông Bắc 29 2.2.3 Đánh giá trạng nước thải qua xử lý trình khai thác số hầm lị thuộc Tổng cơng ty Than Đơng Bắc 30 2.2.4 So sánh hiệu xử lý nước thải cơng nghệ có hầm lò nghiên cứu đề xuất hướng cải tiến công nghệ phù hợp 30 2.2.5 Nghiên cứu sơ đề xuất công nghệ tái xử lý nước thải mỏ cấp cho sinh hoạt sản xuất 30 2.3 Phương pháp nghiên cứu 30 2.3.1 Phương pháp thu thập tài liệu 30 2.3.2 Phương pháp lấy mẫu phân tích 31 2.3.3 Phương pháp so sánh 34 2.3.4 Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu 34 2.3.5 Phương pháp chuyên gia 34 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Khái quát đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực khai thác sản xuất than tỉnh Quảng Ninh 35 3.1.1 Khái quát khoáng sản than Quảng Ninh 35 3.1.2 Thời tiết, khí hậu 37 3.1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội 37 3.2 Đánh giá trạng chất lượng nước thải số hầm lò thuộc Tổng công ty Than Đông Bắc 38 3.2.1 Kết phân tích chất lượng nước thải 38 3.2.2 So sánh chất lượng nước thải chưa qua xử lý hầm lò nghiên cứu45 3.3 Đánh giá trạng chất lượng nước thải qua xử lý trình khai thác số hầm lị thuộc Tổng công ty Than Đông Bắc 50 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi 3.4 So sánh hiệu xử lý nước thải cơng nghệ có hầm lị nghiên cứu đề xuất hướng cải tiến công nghệ phù hợp 55 3.4.1 Hiệu xử lý nước thải Công ty TNHH MTV 35 (Quang Hanh)60 3.4.2 Hiệu xử lý nước thải Công ty TNHH MTV 86 (Dương Huy – Cẩm Phả) 63 3.4.3 Hiệu xử lý nước thải Cơng ty TNHH MTV 91 (ng Bí) 66 3.4.4 Hiệu xử lý nước thải Công ty TNHH MTV 618 (Đông Triều)68 3.4.5 Hiệu xử lý nước thải Công ty TNHH MTV 790 (Mông Dương) 71 3.4.6 Đề xuất công nghệ sử dụng hợp chất KABENLIS vào hệ thống xử lý nước thải hầm lò (Xử lý bậc 1) 73 3.5 Đánh giá sơ đề xuất công nghệ xử lý lại nước thải mỏ tái tuần hoàn cấp cho sinh hoạt, sản xuất (Xử lý bậc 2) 75 3.5.1 Đánh giá kết xử lý tái sử dụng nước thải hầm lò mỏ 790 thuộc Tổng công ty than Đông Bắc 75 3.5.2 Nghiên cứu đề xuất mơ hình xử lý tiếp tục nước thải mỏ than hầm lò lọc màng để cấp nước cho ăn uống 79 3.5.3 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý tái tuần hoàn cấp cho sinh hoạt87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .92 Kết luận 92 Kiến nghị 93 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chú thích BYT Bộ y tế BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường BOD Nhu cầu oxi sinh hóa COD Nhu cầu oxi sinh học Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii DO Hàm lượng oxi hòa tan ĐTM Đánh giá tác động môi trường NQ Nghị NĐ Nghị Định MTV Một thành viên QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCN Tiêu chuẩn ngành TCCP Tiêu chuẩn cho phép TSS Hàm lượng chất rắn lơ lừng TDS Tổng chất rắn hòa tan TNHH Trách nhiệm hữu hạn DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1 Kết phân tích chất lượng nước thải lộ thiên số mỏ than điển hình TKV khu vực Quảng Ninh [16] 13 Bảng 1.2 Đặc điểm nước thải hầm lị mỏ than tác động đến mơi trường 15 Bảng 1.3 Đặc tính nước thải số mỏ than hầm lị điển hình khu vực Quảng Ninh thuộc TKV [16] 16 Bảng 1.4 Tình hình áp dụng hệ thống xử lý nước thải ngành than Việt Nam tính đến năm 2009 [12] 17 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ viii Bảng 1.5 Hiện trạng hoạt động hệ thống xử lý nước thải Tập đồn Than – Khống sản Việt Nam (TKV) tính đến năm 2009 [12] 18 Bảng 1.6 Phân loại công nghệ xử lý nước thải hầm lò mỏ than khu vực Quảng Ninh [12] 19 Bảng 2.1 Điều kiện bảo quản lưu giữ mẫu nước thải 33 Bảng 3.1 Kết phân tích chất lượng nước thải chưa qua xử lý mỏ nghiên cứu đợt (05/11/2013) 39 Bảng 3.2 Kết phân tích chất lượng nước thải chưa qua xử lý mỏ nghiên cứu đợt (05/02/2014) 40 Bảng 3.3 Kết phân tích chất lượng nước thải chưa qua xử lý mỏ nghiên cứu đợt (06/05/2014) 42 Bảng 3.4 Kết phân tích chất lượng nước thải chưa qua xử lý mỏ nghiên cứu đợt (06/08/2014) 44 Bảng 3.5 Kết phân tích chất lượng nước thải qua xử lý mỏ nghiên cứu đợt (05/11/2013) 50 Bảng 3.6 Kết phân tích chất lượng nước thải qua xử lý mỏ nghiên cứu đợt (05/02/2014) 52 Bảng 3.7 Kết phân tích chất lượng nước thải qua xử lý mỏ nghiên cứu đợt (06/05/2014) 54 Bảng 3.8 Kết phân tích chất lượng nước thải qua xử lý mỏ nghiên cứu đợt (06/08/2014) 56 DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1 Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ than hầm lị 11 Hình 1.2 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải +40, Xí nghiệp than Cao Thắng 20 Hình 1.3 Cơng nghệ xử lý nước thải khu –25 +30 mỏ Mạo Khê 22 Hình 1.4 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải cửa lò – 51, mỏ Hà Lầm 23 Hình 1.5 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải cửa lị +38.I +40 Cơng ty than Dương Huy 24 Hình 1.6 Sơ đồ cơng nghệ XLNT mỏ than hầm lò 26 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ix Hình 3.1 Giá trị pH nước thải trước xử lý mỏ than nghiên cứu 45 Hình 3.2 Hàm lượng TSS nước thải trước xử lý mỏ than 46 nghiên cứu 46 Hình 3.3 Hàm lượng Fe nước thải trước xử lý mỏ than 47 nghiên cứu 47 Hình 3.4 Hàm lượng Mn nước thải trước xử lý mỏ than 48 nghiên cứu 48 Hình 3.5 Hàm lượng dầu mỡ khoáng nước thải trước xử lý mỏ 49 Hình 3.6 Hàm lượng COD nước thải trước xử lý mỏ 49 Hình 3.7 Giá trị pH nước thải sau xử lý mỏ 55 Hình 3.8 Hàm lượng TSS nước thải sau xử lý mỏ 56 Hình 3.9 Hàm lượng Fe nước thải sau xử lý mỏ 57 Hình 3.10 Hàm lượng Mn nước thải sau xử lý mỏ 58 Hình 3.11 Hàm lượng dầu mỡ khống nước thải sau xử lý mỏ 59 Hình 3.12 Hàm lượng COD nước thải sau xử lý mỏ 60 Hình 3.13 Diễn biến giá trị pH nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 35 61 Hình 3.14 Diễn biến hàm lượng TSS nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 35 61 Hình 3.15 Diễn biến hàm lượng Fe nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 35 62 Hình 3.16 Diễn biến hàm lượng Mn nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 35 62 Hình 3.17 Diễn biến hàm lượng dầu mỡ khoáng nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 35 63 Hình 3.18 Diễn biến giá trị pH nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 86 63 Hình 3.19 Diễn biến hàm lượng TSS nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 86 64 Hình 3.20 Diễn biến hàm lượng Fe nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 86 64 Hình 3.21 Diễn biến hàm lượng Mn nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 86 65 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ x Hình 3.22 Diễn biến hàm lượng dầu mỡ khống nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 86 65 Hình 3.23 Diễn biến giá trị pH nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 91 66 Hình 3.24 Diễn biến hàm lượng TSS nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 91 66 Hình 3.25 Diễn biến hàm lượng Fe nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 91 67 Hình 3.26 Diễn biến hàm lượng Mn nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 91 67 Hình 3.27 Diễn biến hàm lượng dầu mỡ khống nước thải mỏ than Cơng ty TNHH MTV 91 68 Hình 3.28 Diễn biến giá trị pH nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 618 69 Hình 3.29 Diễn biến nồng độ TSS nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 618 69 Hình 3.30 Diễn biến hàm lượng Fe nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 618 70 Hình 3.31 Diễn biến hàm lượng Mn nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 618 70 Hình 3.32 Diễn biến hàm lượng dầu mỡ khoáng nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 618 71 Hình 3.33 Diễn biến giá trị pH nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 790 71 Hình 3.34 Diễn biến nồng độ TSS nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 790 72 Hình 3.35 Diễn biến hàm lượng Fe nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 790 72 Hình 3.36 Diễn biến hàm lượng Mn nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 790 73 Hình 3.37 Diễn biến hàm lượng dầu mỡ khoáng nước thải mỏ than Công ty TNHH MTV 790 73 Hình 3.38 Sơ đồ cơng nghệ XLNT hầm lị Cơng ty 790 76 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 81 Hình 3.42 Sơ đồ mơ hình q trình lọc qua modul màng Quy trình hoạt động mơ sau: - Quá trình lọc Đầu tiên, nước cấp chạy qua thiết bị lọc sơ (kích thước lỗ rỗng 100 micron, rửa ngược, gắn giá đỡ), sau nước phân phối ống dẫn vào module lọc Một van điều chỉnh lưu lượng cho phép trì lưu lượng nước cấp ln ổn định Nước lọc qua màng UF, sau thời gian bề mặt màng lọc bị bám bẩn, lúc van tự động mở để tăng áp lực bơm đầu vào nhằm trì lưu lượng nước lọc ổn định theo thông số thiết kế cài đặt sẵn Một lượng nước cấp tuần hoàn trở lại bồn chứa nước cấp hồi phía nước đầu vào nhờ van đầu màng lọc Lượng nước tuần hồn ln trì ổn định nhằm hạn chế chất bẩn tập trung bề mặt lọc Cũng giống nước cấp, van điều chỉnh trì lưu lượng nước tuần hồn ln ổn định - Quá trình rửa màng thường xuyên Theo định kỳ, màng lọc rửa ngược nhờ phương pháp kết hợp việc sục khí sử dụng nước lọc để rửa ngược nhằm tẩy rửa loại bỏ tất chất bẩn, tạp chất hữu bám dính bề mặt màng lọc Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 82 Hệ thống rửa ngược kết nối với bồn chứa nước lọc bơm rửa ngược áp lực dòng sẵn có Bơm rửa ngược thiết kế phù hợp với số lượng màng lọc tần suất rửa ngược Nước lọc bơm trở lại để thực tiến trình rửa ngược Bơm rửa ngược gắn với thiết bị biến tần nhằm trì tốc độ rửa ngược theo thông số cài đặt sẵn Nước rửa ngược đưa từ phía kết hợp với khí nén từ phía làm cho màng lọc rung động mạnh Sự rung động mạnh làm bong tách chất bẩn khỏi bề mặt sợi màng lọc Lượng nước bẩn xả bỏ - Quá trình vệ sinh màng lọc theo định kỳ Đây q trình rửa màng hóa chất nhằm tăng cường khả loại bỏ chất bẩn bám dính màng lọc Hệ thống cung cấp vận hành thủ cơng với chu trình đầy đủ bao gồm bước: rửa xút/hypoclorit sau axit Thời gian cần thiết cho chu trình rửa màng hóa chất khoảng Như với mơ hình này, q trình nghiên cứu là: Nghiên cứu hiệu xử lý chất ô nhiễm theo độ đục (TSS), Fe, Mn, số kim loại nặng Pb, As, màng lọc UF ứng với áp suất động học qua màng lưu lượng nước lọc qua màng cố định (20 kPa 20 L/m2.h) Kết luận: Trên sở kết nghiên cứu này, đề xuất sơ đồ dây chuyền cơng nghệ hồn chỉnh để xử lý nước thải hầm lò mỏ than đảm bảo u cầu xả mơi trường bên ngồi tái sử dụng cho mục đích cấp nước sản xuất sinh hoạt khu vực mỏ; xác định thông số thiết kế xây dựng quy trình vận hành bảo dưỡng màng UF ứng dụng trình xử lý nước thải mỏ than hầm lị Địa điểm triển khai lắp đặt mơ hình UF trường: Trạm XLNT hầm lị Cơng ty 790 Tổng công ty Đông Bắc c Các thông số/chỉ tiêu phương pháp phân tích, xác định Các tiêu/thơng số cần xác định nghiên cứu mơ hình lọc màng để xử lý triệt để nước thải mỏ than hầm lò bao gồm: hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng (TSS), hàm lượng Fe, hàm lượng Mn, coliform, Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 83 3.5.2.2 Kết nghiên cứu XLNT hầm lò mỏ than màng UF mơ hình trường thảo luận Để đánh giá khả áp dụng màng lọc UF để xử lý tiếp tục nước thải sau trạm XLNT cơng ty 790 cho mục đích cấp nước sinh hoạt ăn uống, mơ hình UF trường với đặc tính thiết bị kèm theo giới thiệu hình 3.41 Tuy nhiên, hàm lượng chất rắn lơ lửng nước thải sau xử lý trạm XLNT Công ty 790 lớn nên nước thải đầu vào mơ hình lấy từ bồn chứa số sau hệ thống đĩa lọc Arkal Học viên tiến hành theo dõi lấy mẫu nước thải sau q trình xử lý trạm XLNT Cơng ty 790, sau đĩa lọc Arkan sau hệ thống xử lý tiếp tục Công ty Việt Sing (sau Media Filter) sau mơ hình lọc màng UF trường Các tiêu quan trắc thường xuyên độ đục, hàm lượng sắt tổng số, hàm lượng mangan tổng số coliform Hiệu loại bỏ tiêu ô nhiễm nước thải qua khâu xử lý tiếp tục thể biểu đồ Hình 43, Hình 3.44, Hình 3.45 Hình 3.46 Hình 3.43 Diễn biến độ đục nƣớc thải qua trình xử lý tiếp tục nƣớc thải hầm lị Cơng ty 790 để cấp nƣớc sản xuất sinh hoạt ăn uống Sau xử lý cơng trình XLNT Cơng ty 790, nước thải xử lý tiếp tục lọc đĩa Arkal để tách chất rắn khơng hịa tan phân tán thơ cịn lại Độ đục nước thải sau q trình giảm rõ rệt, từ 58 -70 NTU trước đĩa giảm xuống 10-14 NTU sau đĩa Độ đục sau xử lý hệ thống thiết bị Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 84 Công ty Môi trường Việt Sing (gồm lọc cát lọc sợi), giảm xuống từ 1,2 đến 4,2 NTU, nằm phạm vi cho phép nước cấp cho sinh hoạt (độ đục: NTU), theo QCVN 02:2009/BYT Sau trình UF, độ đục nước đầu giảm xuống từ 1,1 đến 1,8 NTU, đáp ứng quy định nước ăn uống (Độ đục: NTU) theo QCVN 01:2009/BYT Hình 3.44 Diễn biến hàm lƣợng sắt nƣớc thải qua trình xử lý tiếp tục nƣớc thải hầm lị Cơng ty 790 để cấp nƣớc sản xuất sinh hoạt Hàm lượng Fe qua đĩa lọc Arkan giảm khơng đáng kể Sau q trình lọc cát lọc sợi, hàm lượng Fe lại nước đảm bảo quy định nước sinh hoạt (nhỏ 0,5 mg/L) theo QCVN 02:2009/BYT Tuy nhiên, qua lọc màng UF, hàm lượng sắt cịn lại hồn tồn đáp ứng yêu cầu nước ăn uống tiêu theo QCVN 01:2009/BYT Các số liệu phân tích cho thấy hiệu xử lý sắt hệ thống đĩa Arkal, hệ thống lọc Media Filter dùng vật liệu Zeolit Công ty Môi trường Việt Sing phụ thuộc rõ rệt vào chất lượng nước thải đầu vào (nước thải sau trạm XLNT Công ty 790) Trong đó, hàm lượng sắt cịn lại nước sau qua lọc màng UF nằm mức ổn định từ 0,03 đến 0,09 mg/l Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 85 Hình 3.45 Diễn biến hàm lƣợng mangan nƣớc thải qua trình xử lý tiếp tục nƣớc thải hầm lị Cơng ty 790 để cấp nƣớc sản xuất sinh hoạt Cũng sắt, hàm lượng Mn qua đĩa lọc Arkan giảm không đáng kể Sau trình lọc cát lọc sợi, hàm lượng Mn lại nước khoảng giá trị từ 0,052 đến 0,45 mg/l Khi qua lọc màng UF, hàm lượng mangan lại mức 0,045 đến 0,072 mg/l, hoàn toàn đáp ứng yêu cầu nước ăn uống tiêu theo QCVN 01:2009/BYT (nhỏ 0,3 mg/l) Các số liệu phân tích cho thấy hiệu xử lý sắt hệ thống đĩa Arkan, hệ thống lọc Media Filter dùng vật liệu Zeolit Công ty Môi trường Việt Sing phụ thuộc rõ rệt vào chất lượng nước thải đầu vào (nước thải sau trạm XLNT Cơng ty 790) Trong đó, hàm lượng mangan lại nước sau qua lọc màng UF ln mức ổn định Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 86 Hình 3.46 Diễn biến số lƣợng coliform nƣớc thải qua trình xử lý tiếp tục nƣớc thải hầm lị Cơng ty 790 để cấp nƣớc sản xuất sinh hoạt Số lượng coliform sau q trình lọc đĩa Arkan giảm khơng đáng kể, mức hàng trăm đến hàng nghìn CFU/100 ml Sau qua bồn lọc cát lọc sợi hệ thống xử lý Công ty Môi trường Việt Sing, số lượng coliform giảm xuống hàng chục (từ 12 đến 51 CFU/100ml) Tuy phần lớn có số lượng coliform cịn lại nhỏ 50 CFU/100 ml, số mẫu nước sau hệ thống xử lý Công ty Môi trường Việt Sing vượt quy định cho phép theo QCVN 02:2009/BYT Nước cần thiết phải khử trùng tiếp tục để đảm bảo an tồn cho cơng nhân tắm rửa Đối với màng UF, nguyên tắc trình siêu lọc giữ lại hầu hết loại vi khuẩn Tuy nhiên nước sau lọc số coliform lại từ đến 18 CFU/100 ml Việc lấy bảo quản mẫu không hồn tồn theo quy trình nhiễm khuẩn nước sau lọc yếu tố làm xuất coliform nước Như mục đích cấp nước ăn uống nước sau hệ thống lọc màng UF cần phải tiếp tục khử trùng phương pháp phù hợp Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 87 3.5.3 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý tái tuần hoàn cấp cho sinh hoạt 3.5.3.1 Sơ đồ cân nước mỏ 790 Mỏ 790 thực hoạt động khai thác than hầm lò mặt +48 (vỉa than -150), nằm cách đền Cửa Ông 10 km Để xác định nhu cầu tiếp tục xử lý nước thải sau xử lý bậc I đảm bảo chất lượng cấp cho sinh hoạt ăn uống công nhân, học viên tiến hành lập cân nước cho tồn q trình hoạt động mỏ Trạm cấp nước mặt Hệ thống xử lý nước thải hóa lý bậc cao (QCVN 02:2009/BYT) Q = 550 m3/ngày Q= 470 m3/ngày Cấp nướcm3/ngày vệ sinh Q=480 công nghiệp Cấp nước phun sương dập bụi Nước thải khai thác hầm lò Xử lý lọc đĩa lọc Arkal Q =1030 m3/ngày Q=620 m3/ngày Hệ thống XLNT sản xuất Q= 2600 m3/ngày (Mức B QCVN 40:2011/BTNMT) Q =1570 m3/ngày Hình 3.47 Sơ đồ cân nƣớc mỏ 790 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Mơi trường bên (khe, suối) Q = 10 m3/ngày Cấp nước tắm giặt Hệ thống XLNT sinh hoạt (Mức B QCVN 14:2008/BTNMT) (Hồ + 200) Cấp nước ăn uống Q= 150 m3/ngày 88 3.5.3.2 Đề xuất dây chuyển công nghệ Để phục vụ cho mục đích tắm rửa ăn uống cho công nhân mỏ 790, học viên đề xuất lắp đặt hệ thống xử lý tiếp tục nước thải (Bậc 2) với nguyên lý hoạt động sau: Máy bơm áp nguồn hút nước từ bể chứa nước thải sau xử lý đạt mức B theo QCVN 40:2011/ BTNMT (Bể quan trắc) để cấp vào thiết bị lọc đĩa Arkal Hệ thiết bị Arkal gồm 04 cột lọc lắp song song nên nước đẩy đồng thời vào khoang cột lọc Arkal qua lớp đĩa lọc xếp sát Kích thước lỗ lọc đĩa 20µm đường kính đĩa lọc 3’’ Do nước sau qua hệ thống đĩa lọc thiết bị Arkal loại bỏ cặn lớn 20 µm vào bồn chứa Tại bồn chứa hệ thống bơm định lượng hút định lượng hóa chất để nâng pH nước lên mức tiêu chuẩn đảm bảo cấp cho sinh hoạt Máy bơm áp tiếp tục bơm nước từ bồn chứa vào 02 đơn nguyên bình lọc áp lực để thực trình lọc loại bỏ kim loại, chất hữu Mỗi đơn nguyên bình áp gồm 03 cột lọc áp mắc nối tiếp Mỗi cột lọc áp chứa loại vật liệu đặc trưng riêng cho khả xử lý Cột lọc áp thứ chứa cát MnO2 có khả lọc bỏ Mn, phần Fe Cột lọc áp thứ hai chứa quặng lọc đa Zeolit Diatomit, loại vật liệu lọc có tỷ trọng nhẹ, thành phần SiO2 có tính hấp phụ cao có khả lọc bỏ sắt, F, Cl, chất hữu cơ, dầu khoáng, gốc Sunfat Cột lọc thứ ba chứa than hoạt tính, có chức phấp phụ mầu, khử mùi, vị, làm nước Máy bơm cần tạo áp cột lọc bình thứ tự động đẩy nước đến bình để thực hết trình lọc Sau qua bình lọc thứ ba nước đẩy bồn chứa Máy bơm tiếp tục hút nước từ bồn chứa số đẩy vào lọc sợi Trong lọc chứa lõi lọc µm độ dài 40” Các lõi lọc µm giữ cặn nước có kích thước lớn µm lại bề mặt lõi lọc nước qua lớp sợi lọc chảy thu chảy bồn chứa Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 89 Tại bồn số chứa nước sau lọc bố trí thiết bị định lượng hóa chất khử trùng Như nước cấp sử dụng đạt QCVN 01:2009/BYT mặt lý, hóa vi sinh Hóa chất nâng pH Nước thải hầm lò sau xử lý đạt mức B QCVN 40/2011/ BTNMT (Q=30 m3/h) Thiết bị lọc đĩa Arkal Hóa chất keo tụ Bồn chứa Thiết bị Media Hóa chất khử trùng Nước đạt QCVN 01/2009/BYT cấp cho sinh hoạt, ăn uống Bồn chứa Màng lọc UF Bồn chứa Hình 3.48 Sơ đồ công nghệ XLNT bậc cao để cấp nƣớc cho sinh hoạt Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 90 Hình 3.49 Hình ảnh thiết bị lọc Media dùng vật liệu lọc hấp phụ Zeonit – Diatomit Do Công ty Mơi trường Việt – Sing lắp đặt Hình 3.50 Số hóa Trung tâm Học liệu (Isaren) http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 91 Hình 3.51 Chạy mơ hình thực nghiệm, màng lọc UF (Tác giả chạy mơ hình theo dõi kết quả) Hình 3.52 Chạy mơ hình thực nghiệm ( PGS.TS Trần Đức Hạ tác giả) Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Luận văn “Đánh giá trạng ô nhiễm nước thải hầm lị Tổng cơng ty Than Đơng Bắc nghiên cứu mơ hình xử lý thu gom tuần hoàn phục vụ cho sinh hoạt sản xuất” thu được số kết sau: Nước thải mỏ than hầm lò thuộc Tổng cơng ty Than Đơng Bắc có giá trị pH thấp (dao động khoảng từ 3,5 ÷ 5,0); hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) dao động khoảng từ 460 ÷ 816 mg/l, vượt giới hạn cho phép từ 4,6 ÷ 8,2 lần; sắt tổng (Fe) dao động khoảng từ từ 4,8 ÷ 12,7 mg/l, vượt giới hạn cho phép tối đa 2,54 lần; mangan (Mn) dao động khoảng từ 1,57 ÷ 6,8 mg/l, vượt giới hạn cho phép từ 1,57 ÷ 6,8 lần dầu mỡ khoáng cao, dao động khoảng từ 5,12 ÷ 16,25 mg/l; vượt tối đa 1,63 lần so với giới hạn cho phép quy định cột B QCVN 40:2011/BTNMT chất lượng nước thải cơng nghiệp Mức độ nhiễm có thay đổi phản ánh biến đổi theo mùa theo khu vực Hiện mỏ đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải phương pháp hóa - lý Kết phân tích mẫu nước thải lấy cống thải sau trạm xử lý cho thấy tất tiêu ô nhiễm nước thải sau xử lý đảm bảo nằm giới hạn cho phép quy định cột B QCVN 40:2011/BTNMT chất lượng nước thải công nghiệp trước thải vào môi trường Cụ thể là: pH dao động khoảng từ 6,0 ÷ 7,5; TSS dao động khoảng từ 73 ÷ 97,5 mg/l, hiệu suất xử lý đạt 85 ÷ 89%; hàm lượng Fe dao động khoảng từ 0,88 ÷ 3,2 mg/l, hiệu suất xử lý đạt 70 ÷ 88%; hàm lượng Mn dao động khoảng từ 0,34 ÷ 0,99 mg/l, hiệu suất xử lý đạt 70 ÷ 87%; hàm lượng dầu mỡ khống dao động khoảng từ 1,54 ÷ 6,08 mg/l; hiệu suất xử lý đạt 60 ÷ 81% Kết đánh giá số mơ hình xử lý nước thải bậc (xử lý nước thải sau xử lý để tuần hoàn cho sinh hoạt sản xuất) triển khai mỏ 790 cho thấy: nước sau xử lý đĩa lọc Arkal đáp ứng cho mục tiêu vệ sinh công nghiệp phun sương dập bụi, Chất lượng nước sau lọc áp lực (Media Filter) dùng vật liệu lọc Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 93 cát phủ oxyt mangan, Zeolit - Diatomit lọc sợi đáp ứng chất lượng để cung cấp cho mục đích sinh hoạt tắm giặt Nước xử lý sau màng lọc UF có tiêu độ đục, hàm lượng Fe Mn hoàn toàn đáp ứng yêu cầu nước ăn uống theo QCVN 01:2009/BYT (độ đục từ 1,1 đến 1,8 NTU; hàm lượng sắt lại từ 0,03 đến 0,09 mg/l; hàm lượng mangan lại mức 0,045 đến 0,072 mg/l) Hiệu xử lý tiêu độ đục, hàm lượng Fe Mn màng lọc UF ổn định không phụ thuộc vào chất lượng nước thải đầu vào Nước sau hệ thống lọc màng UF cần phải tiếp tục khử trùng phương pháp phù hợp để sử dụng cho mục đích cấp nước ăn uống Kiến nghị Để giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực nước thải mỏ than hầm lị đến mơi trường, mỏ cần: - Thực khai thác theo công nghệ, thiết kế phê duyệt; - Thực nghiêm túc biện pháp BVMT báo cáo đánh giá tác động mơi trường cấp có thẩm quyền phê duyệt; - Lập báo cáo xả thải vào nguồn nước quan trắc định kỳ theo quy định pháp luật; - Xem xét, nghiên cứu điều kiện mỏ để ứng dụng công nghệ xử lý nước thải cho phù hợp Trong thời gian tới, mơ hình xử lý tái tuần hoàn nước thải mỏ cấp cho sinh hoạt ăn uống quan tâm áp dụng ngày rộng rãi, góp phần vào phát triển cách bền vững ngành than hài hoà với phát triển kinh tế, xã hội du lịch địa bàn tỉnh Quảng Ninh - Đảm bảo vận hành thường xuyên định kỳ đánh giá hiệu xử lý hệ thống xử lý nước thải mỏ xây dựng; - Các quan chức tỉnh Quảng Ninh, Tổng Công ty Than Đông Bắc, Tập đồn Cơng nghiệp Than – Khống sản Việt Nam (TKV) cần phối hợp chặt chẽ để tăng cường công tác kiểm tra, giám sát hoạt động thực công tác BVMT mỏ thuộc phạm vi quản lý để đảm bảo hoạt động khai thác, sản xuất than diễn hiệu bền vững Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ TN&MT, 2009, 2010, 2011, 1012, “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia môi trường” [2] Công ty Than Dương Huy, 2011, “Báo cáo định kỳ công tác bảo vệ môi trường kết hoạt động trạm xử lý nước thải mỏ Dương Huy” [3] Công ty than Mạo Khê, 2011, “Báo cáo định kỳ công tác bảo vệ môi trường kết hoạt động trạm xử lý nước thải mỏ Mạo Khê” [4] Công ty than Vàng Danh, 2011, “Báo cáo định kỳ công tác bảo vệ môi trường kết hoạt động trạm xử lý nước thải mỏ Cánh Gà - Vàng Danh” [5] Công ty than Hà Lầm, 2012, “Báo cáo định kỳ công tác bảo vệ môi trường kết hoạt động trạm xử lý nước thải mỏ Hà Lầm” [6] Hoàng Huệ, 1996, “Xử lý nước thải”, NXB Xây dựng, Hà Nội [7] Quốc hội, 2014, “Luật Bảo vệ môi trường” [8] Trần Đức Hạ, Trần Hoàng Anh, 2014, “Báo cáo chuyên đề “Đánh giá hiệu xử lý nước thải mỏ 790 công nghệ lọc màng UF” Đại học Công nghiệp Quảng Ninh” [9] Trịnh Lê Hùng, 2006, “Kỹ thuật xử lý nước thải”, NXB Giáo dục [10] Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga, 2005, “Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải”, NXB Khoa học – Kỹ thuật [11] Trần Hiếu Nhuệ, 1999, “Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp, NXB Khoa học – Kỹ thuật” [12] Tập đồn Cơng nghiệp than Khống sản Việt Nam, 2010, “Báo cáo tổng kết công tác BVMT Tập đồn năm 2010” [13] Tổng cơng ty Than Đông Bắc, 2011, “Báo cáo tổng kết công tác BVMT Tổng Cơng ty năm 2011” [14] Thủ tướng Chính phủ, 2012, “Quyết định số 60/QĐ-TTg ngày 09/01/2012 phê duyệt “Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020 có xét triển vọng đến năm 2030” Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 95 [15] Xí nghiệp than Cao Thắng, 2011, “Báo cáo định kỳ công tác bảo vệ môi trường kết hoạt động trạm xử lý nước thải mỏ Cao Thắng” [16] Viện KHCN Mỏ, 2012, “Tổng hợp báo cáo quan trắc môi trường mỏ thuộc TKV năm 2012” Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ... khoa học Đánh giá trạng ô nhiễm trạng xử lý nước thải mỏ than hầm lị, đề xuất cơng nghệ phù hợp để xử lý công nghệ xử lý tiếp tục nước thải mỏ than hầm lò để cấp nước sinh hoạt sản xuất, góp... khai thác hầm lị tới môi trường nước 2.2.5 Nghiên cứu sơ đề xuất công nghệ tái xử lý nước thải mỏ cấp cho sinh hoạt sản xuất Nghiên cứu đề xuất cơng nghệ tái xử lý nước thải hầm lị qua xử lý bậc... giá trạng nước thải qua xử lý trình khai thác số hầm lị thuộc Tổng Công ty Than Đông Bắc - Đánh giá trạng nước thải sau xử lý công nghệ xử lý nước thải có tài hầm lị thuộc địa bàn nghiên cứu Tổng