1.2. Khái quát về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội có liên quan đến hoạt
1.2.5. Hiện trạng xử lý nước thải hầm lò trong hoạt động khai thác tha nở
2 triệu tấn nguyên khai/năm (Hà Tu, Núi Béo, Cọc Sáu, Cao Sơn, Đèo Nai); 15 mỏ lộ thiên vừa và các công trường khai thác lộ thiên do các cơng ty khai thác hầm lị quản lý với công suất 100.000 ÷ 700.000 tấn than ngun khai/năm. Ngồi ra còn một số điểm lộ vỉa và khai thác nhỏ với sản lượng khai thác hàng năm dưới 100.000 tấn than nguyên khai.
Hiện nay, cả nước có trên 30 mỏ than hầm lò đang hoạt động, trong đó riêng Quảng Ninh có 14 mỏ có trữ lượng khá lớn, có cơng nghệ và cơ sở hạ tầng hoàn chỉnh, với sản lượng tương đối lớn: 900.000 ÷ 1300.000 tấn than nguyên khai/năm. Về lâu dài, than vẫn là nguồn tài nguyên tạo ra ngành cơng nghiệp chủ đạo có tác động rất lớn đến phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Quảng Ninh.
1.2.5. Hiện trạng xử lý nước thải hầm lò trong hoạt động khai thác than ở tỉnh Quảng Ninh tỉnh Quảng Ninh
Tuy Luật Bảo vệ mơi trường đã có cách đây hơn 15 năm nhưng hoạt động xử lý nước thải mỏ than ở nước ta cũng chỉ mới được tiến hành cách đây khoảng gần
10 năm. Ngành than đã đầu tư và xây dựng được một số hệ thống xử lý nước thải cho khá đầy đủ các loại hình sản xuất: lộ thiên, hầm lị và nhà máy tuyển than, tỷ lệ trung bình của tồn ngành tính đến năm 2009 là 18,3%. Tuy nhiên, sự đầu tư khơng đồng đều giữa các loại hình xử lý, cụ thể là: do sức ép của vấn đề bùn thải, tất cả các nhà máy tuyển than hiện đã có xây dựng hệ thống xử lý nước thải, còn đối với hoạt động khai thác mỏ lộ thiên và hầm lị thì tỷ lệ áp dụng các công nghệ xử lý nước thải cịn rất thấp. Một số đơn vị đã có cơng trình xử lý nước thải như xí nghiệp than Cao Thắng, Hà Lầm, nhà máy tuyển than Cửa Ơng [18]. Tình hình áp dụng hệ thống xử lý nước thải trong ngành than Việt Nam tính đến năm 2009 được thể hiện trong Bảng 1.4.
Tính đến tháng 6/2013, Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam (TKV) có 35 trạm xử lý nước thải đã đưa vào hoạt động, 16 trạm xử lý nước thải đã triển khai lập dự án và thi công vào cuối năm 2013 và trong năm 2014, 2015. Các nguồn nước thải hầm lò và lộ thiên được xử lý theo Quy chuẩn quốc gia về nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT) [19]. Vị trí các địa điểm được đề xuất để xây dựng các trạm xử lý nước thải mỏ than bổ sung ở tỉnh Quảng Ninh được thể hiện trên Hình 1.2.
Bảng 1.4. Tình hình áp dụng hệ thống xử lý nước thải trong ngành than Việt Nam tính đến năm 2009 [8] Loại hình sản xuất Số nguồn thải Số hệ thống xử lý áp dụng Tỷ lệ áp dụng (%) Khai thác lộ thiên 24 2 8,3 Khai thác hầm lò 22 4 18,2 Tuyển than 3 3 100 Tính theo tồn ngành than 49 9 18,3
Ghi chú: số nguồn thải lấy tương đối theo số mỏ hiện đang hoạt động, thực tế số nguồn thải sẽ lớn hơn do một số mỏ có thể có nhiều nguồn thải rất tách biệt do đó có thể phải xây dựng các hệ thống xử lý riêng biệt.
Mặc dù TKV đã đầu tư nhiều hệ thống xử lý nước thải nhưng hiệu quả xử lý pH, TSS của nước thải mỏ chưa đạt yêu cầu do quá trình vận hành và điều chỉnh việc cung cấp dung dịch sữa vơi lỗng và chất keo tụ chưa hoàn thiện. Đã xảy ra thực trạng hệ thống được xây dựng nhưng lại khơng có tác dụng xử lý hay hệ thống xử lý chỉ tồn tại trong vịng ít tháng, có hệ thống xây dựng xong vẫn chưa đưa vào vận hành.
Hình 1.2. Địa điểm được đề xuất để xây dựng các trạm xử lý nước thải mỏ than bổ sung ở tỉnh Quảng Ninh [19]
Hiện trạng hoạt động của các hệ thống xử lý nước thải trong Tập đoàn Than - Khống sản Việt Nam (TKV) tính đến năm 2009 được trình bày trong Bảng 1.5.
Bảng 1.5. Hiện trạng hoạt động của các hệ thống xử lý nước thải trong TKV tính đến năm 2009 [7] Loại hình sản xuất Số hệ thống xử lý đã áp dụng
Nơi áp dụng Hiện trạng hoạt động
Khai thác lộ thiên
2 Na Dương Đang hoạt động, cần được cải tiến
1A Mạo Khê Đã ngừng hoạt động do dự án khai thác bị ngừng
Khai thác hầm lò
4 +200 Cánh Gà-
Vàng Danh
Hoạt động không hiệu quả
xử lý >50%
Hà Lầm Đầu tư xây dựng bài bản nhưng hiệu quả xử lý chưa cao Khe Tam-
Dương Huy
Hoạt động hiệu quả
Tuyển than
3 Vàng Danh Hoạt động bình thường
Hịn Gai Hoạt động kém hiệu quả
Cửa Ông Hoạt động rất hiệu quả
Hiện nay, chỉ có hệ thống xử lý nước thải của nhà máy tuyển than Cửa Ông là vận hành hiệu quả và hầu như chưa cần phải điều chỉnh, còn các hệ thống xử lý nước thải khác đều cần cải tiến, chính sửa.
Đối với khai thác than hầm lò, các dây chuyền công nghệ xử lý nước thải hầm lò đã được áp dụng trong ngành than ở khu vực Quảng Ninh có thể được phân loại như trong Bảng 1.6.
Bảng 1.6. Phân loại cơng nghệ xử lý nước thải hầm lị của các mỏ than ở khu vực Quảng Ninh [8]
TT Phƣơng pháp/công nghệ xử lý Nơi áp dụng Công suất xử lý (m3/ngày.đêm) 1 Phương pháp vật lý Lắng trọng lực bằng hệ thống các hồ lắng Mức -25 và +30, mỏ Mạo Khê >2.400 2 Phương pháp hóa học
Trung hịa bằng đá vơi (CaCO3) Cửa lò +200 mỏ Cánh Gà- Vàng Danh >200 Cửa lị +40 Xí nghiệp than Cao Thắng 3.600
Trung hịa bằng sữa vơi Cửa lò +38.I và +40 mỏ Dương Huy
-
3 Phương pháp hóa lý
Trung hịa bằng sữa vơi + keo tụ bằng polymer A101 + bể lắng ngang
Dưới đây trình bày nghệ xử lý và những ưu, nhược điểm của một số hệ thống xử lý nước thải mỏ than hầm lò đang vận hành tại khu vực Quảng Ninh.
Hệ thống xử lý nước thải ở cửa lò +40 Xí nghiệp than Cao Thắng
Hệ thống xử lý nước thải hầm lị được đặt tại cửa lị +40 ÷ -75 tại mỏ than Cao Thắng có lưu lượng khoảng 150 m³/giờ. Nước thải có tính axit mạnh, độ pH dao động trong khoảng 2,68 ÷ 3, nồng độ Fe khoảng 100 ÷ 120 mg/l, còn Mn khoảng 9 ÷ 10 mg/l [20].
Hệ thống xử lý này là một hệ thống bể gồm nhiều ngăn, các ngăn được chứa đầy các hạt đá vơi. Nước thải có tính axit mạnh khi đi qua các lớp đá vôi sẽ xảy ra phản ứng để tạo Ca(HCO3)2, Ca(OH)2 khử tính axit trong nước thải, đồng thời tạo môi trường để kết tủa Fe và Mn. Đây là hệ thống có chi phí xây dựng thấp, vật liệu xử lý rẻ, sẵn có. Tuy nhiên, hiệu quả xử lý khơng cao do các hạt đá vơi nhanh chóng bị mất tác dụng bởi lớp ngồi bị bao bọc, mất hoạt hóa, nước có tính axit khơng tiếp xúc được với lớp đá vôi nên nước thải đầu ra vẫn mang tính axit. Sơ đồ của hệ thống xử lý nước thải được giới thiệu trên Hình 1.3.
Hệ thống xử lý nước thải cho cửa lò -25, +30 và nhà sàng Mạo Khê
Nước từ các cửa lò -25, cửa lò +30 và nước thải trong, nước thải mặt của khu sàng tuyển Mạo Khê được dẫn vào mương rồi đưa vào hồ thứ nhất. Ở đây nước thải được giữ lại một khoảng thời gian nhất định, theo thời gian các hạt chất rắn tự lắng xuống đáy hồ, lớp nước phía trên tiếp tục được đưa sang hồ thứ 2 qua đập tràn. Tại hồ thứ hai các hạt lơ lửng tiếp tục lắng xuống. Cuối cùng nước trong tiếp tục chảy qua đập tràn để đổ vào mương thoát của khu vực. Bùn được đưa lên sân phơi bùn, nước róc từ bùn lại dẫn vào mương nước tại đầu vào. Lưu lượng nước thải xử lý khoảng 100 m3/giờ với pH từ 6 ÷ 7,5, hàm lượng TSS, Fe, Mn cao [3].
Hệ thống xử lý này có các ưu, nhược điểm:
- Ưu điểm: Chi phí xây dựng và vận hành thấp, cơng nghệ đơn giản;
- Nhược điểm: Yêu cầu phải có diện tích rộng để xây dựng, tính ổn định của
chất lượng nước đầu ra chưa cao, tính axit của nước thải mỏ chưa được xử lý triệt để.
Hệ thống xử lý nước thải cửa lị +38.I và cửa lị giếng +40 tại Cơng ty than Dương Huy
Nước thải hầm lị của Cơng ty than Dương Huy (TKV) tập trung chủ yếu tại cửa lò +38.I và cửa lò giếng +40. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải cửa lò +38.I và cửa lò giếng +40 Cơng ty than Dương Huy được trình bày trên Hình 1.5.
Nguyên lý hoạt động: nước thải từ cửa lò +38.I và cửa lò +40 được dẫn theo các tuyến ống nước vào bể điều hịa sau đó sang bể hịa trộn kết hợp phản ứng. Tại bể này, nước thải được trộn cùng với hóa chất trung hịa và hóa chất trợ lắng (dung dịch polymer, sữa vôi), để tăng khả năng hòa trộn trong bể này lắp đặt hệ thống khuấy trộn. Hồn hợp nước thải và hóa chất được đưa tiếp sang bể lắng để tiếp tục diễn ra các phản ứng và quá trình lắng xảy ra. Nước trong được tách ở phần trên còn bùn cặn ở phần dưới bể lắng. Bùn cặn được hệ thống gạt bùn cơ khí gạt về các hố thu. Từ đây, bùn được bơm về bể bùn để tiếp tục lắng và tách nước. Nước róc ra từ bùn được bơm lại về đầu bể lắng còn bùn được bơm vào nhà sản xuất để tiến hành ép bùn. Sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn cột B của QCVN 40: 2011/BTNMT, nước thải được xả ra suối Lép Mỹ [2].
- Ưu điểm: Hệ thống có tính tự động cao, kiểm sốt được hồn tồn yếu tố như
độ pH, TSS. Hệ thống tương đối hoàn chỉnh từ khâu trung hòa axit đến thu gom bùn cặn. Khơng tốn diện tích cho xây dựng cơng trình.
- Nhược điểm: Vốn đầu tư cho cơng trình lớn, chi phí vận hành cao.