2.3. Cơ sở thực tiễn
2.3.3. Một số phương pháp xử lý nước thải
2.3.3.1. Phương pháp xử lý nước thải bằng biện pháp cơ học
+ Song chắn: Sử dụng để lọc vật rắn thô, làm bằng kim loại, đặt ở cửa ngoài kênh, nghiêng một góc 60 - 750, lưới lọc, tấm kim loại uốn thành hình tang trống, kích thước lỗ 0.5-1 mm, quay với vận tốc 0.1-0.5m/s. Chỉ cho nước thải qua bề mặt lưới, còn vật rắn bị giữ lại trong bề mặt lưới sẽ được cào ra.
+ Bể điều hòa lưu lượng: Nhằm ổn định lưu lượng nước thải và thành phần nước thải trước khi vào hệ thống xử lý, đây là bể thu nước từ các nguồn khác nhau được gom lại để vào hệ thống xử lý chung.
+ Bể lắng: Tách chất lơ lửng dưới tác dụng của trọng lực.
+ Lọc: Là các vách ngăn xốp, cho dòng nước đi qua và giữ lại các hạt rắn lơ lửng, động lực của quá trình là dưới tác dụng áp suất thủy tĩnh, áp suất cao trước vách ngăn hoặc áp suất chân không sau vách ngăn.
2.3.3.2. Phương pháp hóa lý trong xử lý nước thải + Phương pháp tuyển nổi:
- Tách hợp chất không tan và khó lắng, có khả năng tách được chất bẩn
hòa tan như là chất hoạt động bề mặt.
- Quá trình sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng, chúng kết dính vào các hạt, khi lực nổi của tập hợp các bong khí đủ lớn sẽ kéo các hạt lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại tạo ra lớp bọt chứa hàm lượng các chất bẩn cao hơn trong chất lỏng ban đầu.
+ Phương pháp đông - keo tụ:
- Là quá trình đưa vào trong nước các tác nhân tạo bông có tác dụng phá keo hoặc hấp phụ các hạt nhỏ lên bề mặt của nó hoặc dính các hạt nhở lơ lửng lại với nhau tạo nên một tập hợp có trọng lượng lớn hơn để chúng lắng đọng xuống tầng đáy, thông qua đó nước sẽ được làm sạch hơn.
- Các tác nhân thường được dùng trong phương pháp đông – keo tụ:
phèn (Al(SO4), NH2O, nước vôi (Ca(OH)2 . . . + Phương pháp hấp phụ:
- Là phương pháp giữ chất hòa tan trên bề mặt chất rắn.
- Chất hấp phụ là chất rắn (than hoạt tính, oxit Al, chất tổng hợp, tro, xỉ, mạt sắt, đất sét,..)
- Chất bị hấp phụ thường là các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học hoặc xử lý cục bộ nằm trong pha lỏng.
+ Phương pháp trao đổi ion:
- Là quá trình ion nằm trên bề mặt của pha rắn sẽ trao đổi với các ion cùng điện tích trong nước khi xảy ra quá trình tiếp xúc.
- Chất trao đổi ion là các hợp chất tự nhiên: Zeolit tự nhiên, khoáng, đất sét,…
2.3.3.3. Phương pháp hóa học trong xử lý nước thải
+ Phương pháp trung hòa: Đưa pH của nước thải về 6.5 - 8.5, khoảng pH thích hợp cho quá trình xử lý tiếp hoặc trước khi thải nguồn tiếp nhận.
+ Phương pháp oxi hóa khử: Là dùng các chất có oxi hóa khử chuyển
chất trong nước thải thành các chất ít độc hơn, tách ra khỏi nước, thường dùng các tác nhân là Cl2,O3,…
2.3.3.4. Phương pháp xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học
+ Sử dụng cánh đồng lọc (bãi lọc): Bãi lọc là một khu đất trống tương đối rộng được chia làm nhiều ô trống để xử lý nước thải có hàm lượng chất ô nhiễm không quá cao (BOD < 300 mg/l), hàm lượng cặn lơ lửng có thể lớn.
Nước thải từ các bể lắng được dẫn vào các ô trống và thấm qua lơp đất mặt nhờ quá trình lọc cơ học, cặn sẽ được giữ lại. Khu hệ sinh vật ở lớp đất mặt chủ yếu là các vi khuẩn hô hấp hiếu khí và hô hấp tùy tiện cùng với xạ khuẩn có trong đất sẽ oxy hóa các chất ô nhiễm nhờ lượng oxy hóa có trong mao quản đất, ở lớp đất sâu, lượng oxy trong đất giảm dần, tốc độ oxy hóa cũng giảm rõ rệt, đến một độ sâu nhất định điều kiện yếm khí tồn tại sẽ diễn ra quá trình khử nitrat.
+ Xử lý nước thải bằng đất ngập nước: Nguyên lý của xử lý bằng đất ngập nước là sử dụng khu hệ vi sinh vật trong đất, trong nước và một số thực vật hạ đẳng như: Thủy trúc, cây bông nước, bèo lục bình, bèo cái,…
+ Bãi lọc ngầm trồng cây: Cấu tạo của bãi lọc ngầm trồng cây về cơ bản cũng gồm các thành phần tương tự như bãi lọc trồng cây ngập nước, nhưng nước thải chảy ngầm trong lớp lọc của bãi lọc. Lớp lọc, nơi thực vật phát triển trên đó thường có đất, cát, sỏi và đá được xếp thứ tự từ trên xuống dưới, giữ độ xốp của lớp lọc. Khi chảy qua lớp vật liệu lọc, nước thải được lọc sạch nhờ tiếp xúc với bề mặt của các hạt vật liệu lọc và vùng rễ của thực vật trồng trong bãi lọc.
2.3.4. Một số biện pháp, công nghệ xử lý nước thải hầm lò đem lại hiệu quả cao Hiện nay thì các công ty than trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh nói riêng và cả nước nói chung đều rất quan tâm đến vấn đề môi trường trong quá trình khai khác, sản xuất, chế biến than trong đó việc xử lý nước thải hầm lò được
chú trọng nhất. Thì trong các biện pháp xử lý nước thải hầm lò hiện nay có thể kể đến một số biện pháp, công nghệ xử nước thải đem lại hiệu quả cao được nhiều công ty đang áp dụng như hệ thống xử lý keo tụ - lắng - lọc, sử dụng màng lọc Nano, sử dụng đĩa lọc kết hợp với lọc vật liệu ODM... các công nghệ này đều đang lại hiệu quả xử lý cao đối với các đặc tính của nước thải hầm lò, chúng còn xử lý nước thải thành nước phục vụ sinh hoạt rất tiết kiệm chi phí của các mỏ trong việc mua nước cung cấp cho hoạt động sinh hoạt của công nhân và rất tốt, có ý nghĩa lớn đối với môi trường hiện nay.
Để nước thải đảm bảo yêu cầu xả ra môi trường và tái sử dụng cho mục đích cấp nước sản xuất và sinh hoạt, hệ thống xử lý nước thải hầm lò mỏ than bao gồm 2 cụm công trình: cụm công trình xử lý bậc 1 hoàn thiện và cụm công trình xử lý bậc 2 nâng cao.
* Bước 1: Xử lý bậc 1 [13].
Nước thải hầm lò mỏ than được xử lý trong cụm công trình bậc 1 bằng phương pháp hóa lý hoặc hóa học để loại bỏ SS, Fe, Mn,…để nước thải đảm bảo yêu cầu sử dụng cho một số mục đích sản xuất (dập bụi hầm lò, vệ sinh nhà xưởng, tưới đường…) và giảm tải lượng ô nhiễm cho quá trình xử lý nâng cao tiếp theo. Quá trình xử lý bậc 1 có thể được triển khai kết hợp với quá trình xử lý ngay tại trạm xử lý nước thải hầm lò mỏ than (xử lý tăng cường) hoặc là một phần nước thải sau khi đạt mức B của QCVN 40:2011/BTNMT được xử lý tiếp tục trong một hệ thống công trình và thiết bị riêng đạt yêu cầu chất lượng nước đầu vào cho hệ thống xử lý nâng cao bằng phương pháp màng lọc MF và UF.
* Bước 2: Xử lý nâng cao[13].
Cụm công trình và thiết bị xử lý nâng cao bậc 2 là hệ thống modul màng vi lọc MF và siêu lọc UF. Màng MF với kích thước lổ rỗng 0,1 đến 10 àm và ỏp suất động học lờn màng 1-3 bar thỡ yờu cầu nước đầu vào hệ thống màng lọc này phải có pH = 6,5-8,5 và độ đục dưới 20 NTU. Các công trình bậc 1 được xem như bước tiền xử lý cho quá trình xử lý bậc 2 nâng cao để
hạn chế tắc ngẽn màng lọc,giảm lượng nước rửa và kéo dài tuổi thọ màng.
Các màng MF và UF dùng để loại bỏ các chất ô nhiễm còn lại (SS, Fe, Mn, các kim loại nặng và coliform) trong nước thải đến mức đảm bảo chất lượng cấp cho sinh hoạt theo QCVN 02:2009/BYT hoặc cấp cho ăn uống theo QCVN 01:2009/BYT. Để phòng rủi ro, sau quá trình màng siêu lọc, nước nên được khử trùng để diệt hết tất cả các nguy cơ về mầm bệnh trước khi sử dụng ăn uống.
+ Quá trình xử lý nước thải tiến hành theo 4 bước như sau:
- Bước 1: Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ – lắng để nước thải có thể xả ra môi trường bên ngoài;
- Bước 2: Xử lý tiếp tục bằng lọc cát mangan để tái sử dụng nước thải cho quá trình sản xuất khu vực hầm lò;
- Bước 3: Xử lý tăng cường bằng phương pháp vi lọc để tách các phần tử kim loại tồn tại dưới dạng các hydroxit không hòa tan, các hợp chất hữu cơ phân tán tinh kích thước nhỏ,… để nước đảm bảo tiêu chuẩn sử dụng cho mục đích tắm rửa và giặt giũ của công nhân khu vực hầm lò mỏ than;
- Bước 4: Xử lý nâng cao bằng phương pháp màng siêu lọc UF để tách vi khuẩn, virus và các chất ô nhiễm còn lại trong nước đến dưới nồng độ giới hạn cho phép đối với nước ăn uống. Nước được tái sử dụng cho mục đích ăn uống của công nhân khu vực hầm lò mỏ than.
Trong quá trình khai thác than hầm lò, để tái sử dụng cho mục đích cấp nước sản xuất và sinh hoạt nước thải hầm lò mỏ than được xử lý theo 2 giai đoạn: hoàn thiện quá trình xử lý bậc 1 (keo tụ – lắng – lọc ) và xử lý nâng cao (lọc màng MF và UF) theo sơ đồ dây chuyền công nghệ với các thông số thiết kế và vận hành công trình. Nước thải sau giai đoạn hoàn thiện có thể dùng phun sương dập bụi trong hầm lò và sau giai đoạn xử lý nâng cao dùng để tắm rửa và sinh hoạt của công nhân (sau lọc màng MF) hoặc ăn uống (sau lọc màng UF).
Phần 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊNCỨU