Quốc
Cỏc giải phỏp xử lý nước thải mỏ than hầm lũ đang được ứng dụng tại Trung Quốc được tổng hợp thành 3 nhúm theo đặc trưng của nước thải mỏ về chất rắn lơ lửng, hàm lượng muối cao và mỏ cú dũng thải axớt.
2.1.6.1. Nhúm giải phỏp xử lý chất rắn lơ lửng
Những nghiờn cứu về việc xử lý nước thải từ mỏ than và tỏi sử dụng nước của Trung Quốc bắt đầu tương đối muộn, hiệu suất xử lý tương đối thấp. Vài năm trở lại đõy, cỏc mỏ than thuộc Tổng cụng ty than Trung Quốc đó đặc biệt quan tõm đến việc từng bước khai triển xử lý cú chiều sõu, cỏc cỏn bộ làm cụng tỏc bảo vệ
mụi trường tớch cực nghiờn cứu những phương phỏp xử lý nước thải mỏ và tận dụng hiệu quả, hợp lý.
Mỏ phớa Nam thuộc Cục khai thỏc than Duyờn Chõu sử dụng chất đụng tụ và chất trợ lắng để làm lắng cặn lơ lửng trong nước thải tại bể lắng bựn than, sau khi được xử lý đạt tiờu chuẩn xả thải, thoả món yờu cầu nước sử dụng trong cụng nghiệp. Mỏ số 7 thuộc Cục khai thỏc mỏ Bỡnh Đỉnh Sơn đó lấy nước mỏ cú độ khoỏng hoỏ thấp xử lý thành nước đạt tiờu chuẩn dựng để uống, xõy dựng thành trạm xử lý nước uống với cụng suất 30.000 m3/ngày, cụng nghệ xử lý gồm: đụng tụ, lắng, lọc, khử trựng. Cụng tỏc xử lý nước này khụng chỉ giảm ụ nhiờm mụi trường mà cũn thu được hiệu quả kinh tế.
Cục khai thỏc mỏ Từ Chõu đó tập trung nghiờn cứu cụng thức phụ gia đụng tụ và lượng sử dụng ỏp dụng cho dự ỏn xử lý nước từ mỏ, nước tại rónh dẫn nước (cỏch đầu vào của bể chứa nước 5 m) cấp vào muối AlCl3 hoặc FeSO4 và Fe2(SO4)3, đồng thời trong rónh dẫn nước bố trớ cỏc tấm ngăn dũng hoặc ở phần dưới của rónh nước xếp một lớp đỏ cuội đề giỳp nước và hoỏ chất được trộn đều tại chỗ nối cửa vào của bể nước cấp vào C3H5NO làm cho hàm lượng cặn lơ lửng trong nước từ 1.040 mg/l hạ xuống cũn 400 mg/l, dựng làm nước sử dụng cho cụng nghiệp khu vực mỏ. Mỏ than Bảo Điếm dựng phương phỏp lắng hoỏ học, lợi dụng bể trung tõm tõm để xử lý nước thải mỏ cũng đạt được hiệu quả tốt. Ngoài ra, mỏ than Mụn Đầu Cõu của Bắc Kinh, mỏ than Lộ An Ngũ Dương của Sơn Tõy, mỏ than Uy Viễn của Tứ Xuyờn… cũng đều sử dụng cụng nghệ làm sạch nước truyền thống này để xử lý nước cấp, nước từ mỏ sau xử lý làm nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống trong khu vực mỏ.
2.1.6.2. Nhúm giải phỏp xử lý nước thải mỏ cú hàm lượng khoỏng cao
Sử dụng thẩm tỏch bằng điện và thẩm thấu ngược là hai kỹ thuật của phương phỏp màng phõn ly, đõy là hai phương phỏp chớnh để tỏch muối và làm nhạt nước mặn hiện Trung Quốc đang sử dụng.
a. Phương phỏp thẩm tỏch bằng điện
Từ ngoài đưa vào dũng điện một chiều, lợi dụng màng trao đổi ion và tớnh lựa chọn xuyờn qua của cỏc ion trong dung dịch, hỡnh thành quỏ trỡnh lý húa tỏch dung mụi và chất tan. Hàm lượng muối trong nguồn nước sau khi đi qua thiết bị thẩm tỏch bằng điện cú thể nhận được nước đó được làm nhạt và dung dịch cú nồng độ đặc. Ở điều kiện thường thỡ lượng nước đó được tỏch muối chiếm 50% ữ 70% tổng lượng
Hỡnh 2.18 – Sơ đồ cụng nghệ xử lý nước thải mỏ cú hàm lượng muối nhờ thẩm tỏch bằng điện tại mỏ A Cam của Tam Tỳc – Trung Quốc
Nước thải mỏ Lắng sơ bộ ở cửa giếng
Cấp và trộn húa chất Bể tuần hoàn Bể lắng bằng trọng lực khụng van Bể điều hũa Thiết bị lọc ỏp lực Thiết bị tỏch bằng điện Thiết bị khử trựng bằng tử ngoại Nước sử dụng cho sinh hoạt
nước đầu vào. Đối với nước đầu vào cú hàm lượng muối nhỏ hơn 4.000 mg/l thỡ sử dụng phương phỏp này tương đối kinh tế.
Mỏ Đồng Gia Lương thuộc Cục khai thỏc mỏ Đại Đồng từ năm 1974 đó bắt đầu sử dụng phương phỏp thẩm tỏch bằng điện để xử lý nước từ mỏ và đó tớch luỹ nhiều kinh nghiệm. Mỏ than A Can của Cam Tỳc cú hàm lượng muối trong nước từ mỏ là 1000 ữ 2000 mg/l, năm 1987 đó xõy dựng một trạm xử lý tỏch muối từ nước thải mỏ với cụng suất 1200 m3/ngày, quy trỡnh cụng nghệ sử mụ tả như hỡnh 2.18.
Tổng chi phớ đầu tư trạm xử lý là 630.000 tệ, năm 1992 chi phớ xử lý 1 m3 nước là 0,3 tệ. Mỏ than Trường Tập của Từ Chõu đó sử dụng kỹ thuật thẩm tỏch bằng điện cho cụng nghệ tỏch muối vào năm 1988, mỏ than đó đầu tư 650.000 tệ (thiết bị thẩm tỏch bằng điện và cỏc thiết bị phụ trợ chiếm 52,95%) để xõy dựng trạm xử lý tỏch muối từ nước thải mỏ cú nồng độ muối cao với cụng suất 1.500 m3/ngày, nước thải ở đõy cú hàm lượng muối khoảng 1.600 mg/l, tổng hiệu suất tỏch muối là 70%. Mỏ này đó sử dụng cụng nghệ tuần hoàn một phần nước muối đó được cụ đặc, hiệu quả thu hồi nước đạt 60%.
Ưu điểm của phương phỏp tỏch muối theo phương phỏp thẩm tỏch bằng điện là khụng cần tỏi sinh, nước cú thể liờn tục được xử lý, hệ thống cụng nghệ đơn giản, thiết bị ớt, cựng cụng nghệ trao đổi ion song song sử dụng cú thể thu được nước tinh khiết... Tuy nhiờn cụng nghệ cú một số vấn đề như: hiệu suất tỏi sử dụng nước thấp (thụng thường khoảng 50%), ngoài ra nước đầu vào cần được xử lý sơ bộ để hàm lượng sắt tổng khụng vượt quỏ 100 μg/l.
b. Phương phỏp thẩm thấu ngược
Thụng qua sự trợ giỳp của màng bỏn thấm dưới tỏc dụng của ỏp lực (thụng thường từ 30 ữ 70 kg/cm2) thực hiện phương phỏp tỏch cỏc chất. Nú cũng cú hiệu quả trong việc khử cỏc muối vụ cơ, những chất hữu cơ phõn tử thấp, vi khuẩn và cỏc chất gõy bệnh... Nú tương đối kinh tế để xử lý tỏch muối đối với nước cú hàm lượng muối lớn hơn 4.000 mg/l. Phương phỏp này so với phương phỏp thẩm tỏch bằng điện cú ưu điểm như: sản phẩm nước tỏi sử dụng đạt hiệu suất cao, hiệu quả tỏch muối và nước cú độ tinh khiết cao, chi phớ đầu tử sử dụng thấp, khụng gõy ụ nhiễm... Tuy nhiờn nhược điểm của phương phỏp là cần ỏp lực cao, tiờu hao năng lượng lớn, thiết bị tương đối phức tạp, đũi hỏi cao về chất lượng nước đầu vào. Hiện nay tại Trung Quốc, kỹ thuật thẩm thấu ngược vẫn đang trong giai đoạn nghiờn cứu và thử nghiệm cú chiều sõu.
Ngoài ra, ở một số nơi cũn ỏp dụng phương phỏp hoỏ học theo kỹ thuật trao đổi ion và phương phỏp nhiệt theo kỹ thuật chưng cất (ở nhiệt độ cao), ngưng tụ (ở nhiệt độ thấp) để tỏch muối trong nước với quy mụ nhỏ và thử nghiệm.
2.1.6.3. Nhúm giải phỏp xử lý nước thải mỏ cú tớnh axit
Nước thải mỏ mang tớnh axit chủ yếu phõn bố ở cỏc mỏ than vựng phớa Nam của Trung Quốc. Nguyờn nhõn gõy nờn tớnh axit trong nước mỏ tương đối phức tạp, do đú việc xử lý thành nước sinh hoạt, nước tinh khiết cú chi phớ rất lớn. Vỡ vậy ở Trung Quốc nước cú tớnh axit trước tiờn tập trung xử lý đạt lý đạt tiờu chuẩn trước khi thải ra ngoài. Nước thải mỏ cú tớnh axit được xử lý bởi cỏc phương phỏp sau:
a. Phương phỏp trung hoà
Hiện tại, phương phỏp trung hoà là phương phỏp phổ biến được sử dụng để trung hoà nước thải mỏ cú tớnh axit. Cỏc hoỏ chất và phụ gia thớch hợp để trung hoà gồm: đỏ vụi, đỏ cẩm thạch, đỏ dolomit, vụi và cỏc chất kiềm. Việc lựa chọn phụ gia thớch hợp tựy thuộc và tớnh chất phản ứng của phụ gia, tớnh thớch ứng, giỏ cả và tớnh thuận tiện trong việc vận chuyển. Trong những húa chất, vật liệu đó nờu trờn thỡ đỏ vụi và vụi được ứng dụng rộng rói. Phương phỏp trung hoà bằng đỏ vụi cú 3 loại hỡnh cụng nghệ chớnh là: lồng quay, lọc gión nở dũng hướng lờn, đệm tầng sụi đỏ vụi sục khớ.
- Phương phỏp lồng quay trung hoà bằng đỏ vụi: sử dụng đỏ vụi làm vật liệu trung hũa, nước cú tớnh axit trong lồng quay được đỏ vụi trung hũa. Nước sau khi đi ra được qua lọc rồi thải ra ngoài, phương phỏp này đó được sử dụng tại mỏ than Tri Bắc Tõy Hà của Sơn Đụng.
- Phương phỏp lọc gión nở dũng hướng lờn sử dụng cỏc hạt đỏ vụi nhỏ (đường kớnh 3 mm) để làm vật liệu lọc, nước thải cú tớnh axit được đưa vào bể lọc từ phần dưới của bể làm cho vật liệu lọc gión nở, từ đú làm cho phản ứng trung hũa dọc theo chiều dũng chảy liờn tục xảy ra. Nước sau khi được xử lý đưa qua lọc rồi thoỏt ra ngoài. Phương phỏp này hiện tại được sử dụng tương đối nhiều.
- Phương phỏp xử lý bằng đệm tầng sụi đỏ vụi sục khớ, là cụng nghệ mới, được Trung Quốc nghiờn cứu và ứng dụng. Nước thải cú tớnh axit được đưa vào đệm tầng sụi cựng với nguyờn liệu đỏ vụi trong đệm sinh ra phản ứng trung hoà tạo ra H2CO3. Dưới tỏc động của khụng khớ tạo bởi thiết bị sục khớ nhanh chúng phõn giải thành H2O và CO2, do đú làm cho nước cú tớnh axit được trung hũa. Mục đớch của việc sục khớ khụng chỉ tạo ra oxy hoà tan và đẩy CO2 ra ngoài, mà cũn giỳp trỏnh được hiện tượng đúng cặn (phản ứng trung hoà sinh ra CaSO4 và Fe(OH)3 bao bọc bề mặt của cỏc hạt đỏ vụi).
Phương phỏp trung hũa bằng vụi hiện tại là phương phỏp được sử dụng phổ biến để xử lý nước thải mỏ cú tớnh axit. Mỏ than Diờu Bỡnh thuộc Cục khai thỏc mỏ Vĩnh Định của tỉnh Phỳc Kiến đó sử dụng phương phỏp này để trung hoà nước thải mỏ, mỏ đó điều chế đỏ vụi hàm lượng 67% ữ 81% oxit canxi thành sữa vụi chứa 5% ữ 10% oxit nhụm hoạt tớnh rồi cấp vào bể trung hũa, đồng thời được tiến hành khấy trộn bằng thiết bị cơ giới, nước sau khi trung hũa tiếp tục được lắng, lọc để đạt tiờu chuẩn xả thải.
Phương phỏp xử lý sinh hoỏ để xử lý nước thải cú tớnh axit do sắt gõy ra hiện tại được Trung Quốc và cỏc nước nghiờn cứu. Nguyờn lý của phương phỏp xử lý là lợi dụng khuẩn que oxi húa sắt sulphua, trong điều kiện mụi trường axớt oxi hoỏ Fe2+ thành Fe3+, sau đú tiến hành trung hũa bằng đỏ vụi để thực hiện việc trung hũa và khử sắt cho nước thải mỏ cú tớnh axit. Ưu điểm của phương phỏp này là: hiệu suất oxi húa Fe2+ cao, vi khuẩn oxi húa Fe2+ khụng cần bổ sung dinh dưỡng từ bờn ngoài, cú thể tổng hợp để tận dụng cặn lắng của quỏ trỡnh xử lý, cú thử ứng dụng theo cụng nghệ đĩa quay sinh học. Nhược điểm của phương phỏp là thiết bị phản ứng cú dung tớch lớn, đầu tư cao, thành phần của nước thải mỏ than phức tạp (thường chứa một số kim loại nặng: như Zn, Pb...) gõy ức chế tỏc dụng của vi sinh vật.