Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Đánh giá công nghệ và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải tại mỏ than Đông Bắc, tỉnh Quảng Ninh

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là phân tích, đánh giá được hiện trạng công nghệ, kỹ thuật của hệ thống xử lý nước thải tại mỏ than Đông Bắc, tỉnh Quảng Ninh, trên cơ sở đó đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước thải khai thác than tại khu vực nghiên cứu.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - - Nguyễn Thu Phƣơng ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI TẠI MỎ THAN ĐÔNG BẮC, TỈNH QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Thu Phƣơng ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI TẠI MỎ THAN ĐÔNG BẮC, TỈNH QUẢNG NINH Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 60520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Trần Văn Quy Hà Nội - 2015 MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC BẢNG ii DANH MỤC HÌNH iv MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN Tổng quan hoạt động khai thác than .3 1.1 1.1.1 Các công nghệ khai thác than .3 1.1.2 Nguồn gốc đặc tính nước thải khai thác than 1.1.3 Ảnh hưởng nước thải khai thác than với môi trường sức khỏe người .9 1.1.4 1.2 Các phương pháp xử lý nước thải khai thác than .11 Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế- xã hội có liên quan đến hoạt động khai thác than tỉnh Quảng Ninh 13 1.2.1 Điều kiện tự nhiên .13 1.2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 15 1.2.3 Khái quát khoáng sản than Quảng Ninh .15 1.2.4 Hoạt động khai thác than Quảng Ninh 16 1.2.5 Hiện trạng xử lý nước thải hầm lò hoạt động khai thác than tỉnh Quảng Ninh 17 1.3 Đánh giá công nghệ môi trƣờng .24 Chƣơng ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 27 2.1.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu .27 2.1.2 Lịch sử hình thành phát triển Tổng cơng ty Đơng Bắc 27 2.1.3 2.2 Công nghệ khai thác Công ty than Đông Bắc .28 Phƣơng pháp nghiên cứu 29 2.2.1 Phương pháp thu thập tổng hợp số liệu, tài liệu thứ cấp .29 2.2.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa 29 2.2.3 Phương pháp đánh giá nhanh 29 2.2.4 Phương pháp lấy mẫu, bảo quản phân tích mẫu 29 2.2.5 Phương pháp phân tích, đánh giá tổng hợp so sánh 31 2.2.6 Phương pháp đánh giá công nghệ 31 2.2.7 Phương pháp tính tốn 35 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Đánh giá trạng chất lƣợng nƣớc thải hầm lò khu vực nghiên cứu thuộc Tổng công ty Đông Bắc 36 3.1.1 Chất lượng nước thải hầm lò 36 3.1.2 Đánh giá, so sánh chất lượng nước thải hầm lò 39 3.2 Đánh giá trạng chất lƣợng nƣớc thải hầm lò qua xử lý 44 3.2.1 Hệ thống công nghệ xử lý nước thải khai thác than hầm lò mỏ than thuộc Tổng công ty Đông Bắc, Quảng Ninh .44 3.2.2 Chất lượng nước thải sau xử lý 45 3.2.3 Đánh giá hiệu xử lý nước thải hầm lò hệ thống công nghệ Tổng công ty than Đông Bắc 50 3.3 Đánh giá công nghệ xử lý nƣớc thải hầm lị mỏ Dân Chủ - Quảng La, thuộc Cơng ty MTV Thăng Long, Tổng công ty Đông Bắc .53 3.3.1 Hệ thống xử lý nước thải hầm lò mỏ Dân Chủ - Quảng La 53 3.3.2 Đánh giá tiêu chí cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải hầm lò mỏ Dân Chủ - Quảng La thuộc Công ty TNHH MTV Thăng Long 58 3.3.3 3.4 Lượng hóa tiêu chí đánh giá 70 Đề xuất giải pháp kỹ thuật cải tiến công nghệ xử lý .73 3.4.1 Đề xuất giải pháp sử dụng hợp chất KABENLIS trình xử lý nước thải hầm lò để giảm giá thành xử lý 73 3.4.2 3.5 Đề xuất giải pháp kỹ thuật nâng cao công suất hiệu xử lý 75 Tính tốn thiết bị cho hệ thống công nghệ đề xuất .78 3.5.1 Bể điều hòa lắng 78 3.5.2 Bể chứa nước sau khử trùng 79 3.5.3 Khái tốn chi phí 79 3.6 Một số giải pháp quản lý giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng nƣớc hoạt động khai thác than .81 3.6.1 Giải pháp quan quản lý nhà nước .81 3.6.2 Giải pháp công ty sản xuất kinh doanh than thành viên thuộc Tổng công ty Đông Bắc 82 KẾT LUẬN & KHUYẾN NGHỊ 84 Kết luận 84 Khuyến nghị 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 PHỤ LỤC 88 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BOD Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand) BTNMT Bộ tài ngun mơi trường COD Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand) KPH Không phát MTV Một thành viên QCVN Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QĐ Quyết định TCVN Tiêu chuẩn kỹ thuật Quốc gia TKV Tập đồn Cơng nghiệp Than- Khống sản Việt Nam TNHH Trách nhiệm hữu hạn TSS Tổng chất rắn lơ lửng (Total Suspended Solids) TDS Tổng chất rắn hòa tan (Total Dissolvel Solids) TT Thông tư TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng Quốc gia TCVN Tiêu chuẩn kỹ thuật Quốc gia UCG Khí hóa than lịng đất (Underground Coal Gasification) i DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Đặc tính nước thải số mỏ than hầm lị điển hình khu vực Quảng Ninh thuộc TKV Bảng 1.2 Đặc tính nước thải mỏ than hầm lị TKV khu vực Quảng Ninh vào mùa khô mùa mưa Bảng 1.3 Đặc điểm nước thải khai thác than hầm lị tác động đến mơi trường 10 Bảng 1.4 Tình hình áp dụng hệ thống xử lý nước thải ngành than Việt Nam tính đến năm 2009 .18 Bảng 1.5 Hiện trạng hoạt động hệ thống xử lý nước thải TKV tính đến năm 2009 19 Bảng 1.6 Phân loại công nghệ xử lý nước thải hầm lò mỏ than khu vực Quảng Ninh 20 Bảng 1.7 Lợi ích từ việc đánh giá công nghệ môi trường 25 Bảng 2.1 Phương pháp phân tích tiêu đánh giá chất lượng môi trường nước .30 Bảng 2.2 Các tiêu thang điểm đánh giá phù hợp công nghệ xử lý nước thải 31 Bảng 2.3 Điều kiện áp dụng đánh giá phù hợp công nghệ xử lý 35 Bảng 3.1 Chất lượng nước thải hầm lò mỏ (đợt 1, ngày 05/11/2014) 36 Bảng 3.2 Chất lượng nước thải hầm lò mỏ (đợt 2, ngày 05/02/2015) 37 Bảng 3.3 Chất lượng nước thải hầm lò mỏ (đợt 3, ngày 06/05/2015) 37 Bảng 3.4 Chất lượng nước thải hầm lò mỏ (đợt 4, ngày 06/08/2015) 38 Bảng 3.5 Chất lượng nước thải hầm lò qua xử lý mỏ (đợt 1, ngày 05/11/2014 ) .45 Bảng 3.6 Chất lượng nước thải hầm lò qua xử lý mỏ (đợt 2, ngày 05/02/2015) .46 Bảng 3.7 Chất lượng nước thải hầm lò qua xử lý mỏ (đợt 3, ngày 06/05/2015) .46 Bảng 3.8 Chất lượng nước thải hầm lò qua xử lý mỏ (đợt 4, ngày 06/08/2015) 47 ii Bảng 3.9 Thống kê hạng mục cơng trình hệ thống xử lý nước thải hầm lò mỏ Dân Chủ - Quảng La .56 Bảng 3.10 Các thiết bị hệ thống xử lý nước thải hầm lò mỏ Dân Chủ Quảng La 56 Bảng 3.11 Hóa chất, lượng sử dụng trình xử lý nước thải hầm lò mỏ Dân Chủ - Quảng La .58 Bảng 3.12 Chất lượng nước thải trước, sau xử lý hiệu suất trạm xử lý nước thải hầm lị mỏ Dân Chủ - Quảng La, Cơng ty TNHH MTV Thăng Long, ngày 30/03/2015 .58 Bảng 3.13 Chất lượng nước thải trước, sau xử lý hiệu suất trạm xử lý nước thải hầm lị mỏ Dân Chủ - Quảng La, Cơng ty TNHH MTV Thăng Long, ngày 27/05/2015 .59 Bảng 3.14 Chất lượng nước thải trước, sau xử lý hiệu suất trạm xử lý nước thải hầm lị mỏ Dân Chủ - Quảng La, Cơng ty TNHH MTV Thăng Long, ngày 25/08/2015 .60 Bảng 3.15 Tổng chi phí tiêu thụ điện hệ thống xử lý nước thải hầm lò mỏ Dân Chủ - Quảng La, Công ty TNHH MTV Thăng Long 62 Bảng 3.16 Tổng chi phí sử dụng hóa chất hệ thống xử lý nước thải hầm lị mỏ Dân Chủ - Quảng La, Cơng ty TNHH MTV Thăng Long 62 Bảng 3.17 Tổng chi phí nhân cơng vận hành hệ thống xử lý nước thải hầm lò mỏ Dân Chủ - Quảng La, Công ty TNHH MTV Thăng Long 63 Bảng 3.18 Tổng hợp tiêu kinh tế hệ thống xử lý nước thải hầm lò mỏ Dân Chủ - Quảng La, Công ty TNHH MTV Thăng Long 64 Bảng 3.19 Lượng hóa tính phù hợp hệ thống xử lý nước thải hầm lò mỏ Dân Chủ - Quảng La, Công ty TNHH MTV Thăng Long .70 Bảng 3.20 Khái toán chi phí xây dựng .79 Bảng PL Các đơn vị thành viên trực thuộc Tổng công ty than Đông Bắc 88 iii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Bản đồ phân bố than tỉnh Quảng Ninh 16 Hình 1.2 Địa điểm đề xuất để xây dựng trạm xử lý nước thải mỏ than bổ sung tỉnh Quảng Ninh 19 Hình 1.3 Hệ thống xử lý nước thải cửa lò +40 Xí nghiệp than Cao Thắng 21 Hình 1.4 Cơng nghệ xử lý nước thải cửa lị -25 +30 mỏ than Mạo Khê 22 Hình 1.5 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải cửa lị +38.I cửa lị +40 Cơng ty than Dương Huy 23 Hình 3.1 Giá trị pH nước thải hầm lò mỏ theo thời điểm 40 Hình 3.2 Hàm lượng TSS nước thải hầm lò mỏ theo thời điểm 41 Hình 3.3 Hàm lượng Fe tổng nước thải hầm lò mỏ theo thời điểm 41 Hình 3.4 Hàm lượng Mn nước thải hầm lò mỏ theo thời điểm 42 Hình 3.5 Hàm lượng dầu mỡ khống nước thải hầm lị mỏ theo thời điểm 43 Hình 3.6 Giá trị COD nước thải hầm lò mỏ theo thời điểm .43 Hình 3.7 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải khai thác than hầm lị mỏ than thuộc Tổng cơng ty Đơng Bắc 44 Hình 3.8 Hiệu suất xử lý TSS hệ thống xử lý nước thải hầm lò mỏ theo thời điểm 50 Hình 3.9 Hiệu suất xử lý Fe hệ thống xử lý nước thải hầm lò mỏ theo thời điểm 51 Hình 3.10 Hiệu suất xử lý Mn hệ thống xử lý nước thải hầm lò mỏ theo thời điểm 51 Hình 3.11 Hiệu suất xử lý dầu mỡ khoáng hệ thống xử lý nước thải hầm lò mỏ theo thời điểm .52 Hình 3.12 Hiệu suất xử lý COD hệ thống xử lý nước thải hầm lò mỏ theo thời điểm 53 iv Hình 3.13 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải khai thác than hầm lị mỏ Dân Chủ Quảng La thuộc Cơng ty MTV Thăng Long, Tổng công ty Đông Bắc 54 Hình 3.14 Dây chuyền cơng nghệ đề xuất .77 Hình PL Tổng thể khu xử lý nước thải hầm lò Dân Chủ - Quảng La 89 Hình PL Hố thu nước thải ( Bể gom nước thải) 90 Hình PL Bể điều lượng .86 Hình PL Ngăn phản ứng keo tụ 90 Hình PL Thiết bị lắng Lamenlla 86 Hình PL Thiết bị lọc trọng lực tự động 90 Hình PL Bể nước sau xử lý 87 Hình PL Cống xả ngồi mơi trường 91 Hình PL Bể chứa bùn 87 Hình PL 10 Sân phơi bùn 91 Hình PL 11 Lấy mẫu Vị trí trước vào trạm XLNT 91 v ... Phân tích, đánh giá trạng công nghệ, kỹ thuật hệ thống xử lý nước thải mỏ than Đông Bắc, tỉnh Quảng Ninh, sở đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý hệ thống xử lý nước thải khai thác than khu vực... NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Thu Phƣơng ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI TẠI MỎ THAN ĐÔNG BẮC, TỈNH QUẢNG NINH Chuyên ngành:... nhiên, giải pháp chưa khắc phục tình trạng nhiễm Do vậy, việc lựa chọn thực đề tài: ? ?Đánh giá công nghệ đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý nước thải mỏ than Đông Bắc, tỉnh Quảng Ninh? ?? cần thiết,