Xử lý nước thải trong quá trình sản xuất của mỏ than khe tam tỉnh quảng ninh (tt)

Cơ chế xử lý nước thải của hệ thống bãi lọc ngập nước kết hợp mương đá vôi yếm khí ..... Theo định hướng chiến lược của Tập đoàn Công nghiệp than – khoáng sản Việt Nam, việc xử lý nước t

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

VŨ THỊ NGUYÊN

XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CỦA MỎ THAN KHE

TAM - TỈNH QUẢNG NINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2012

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

VŨ THỊ NGUYÊN

KHÓA: 2010- 2012

XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CỦA MỎ THAN KHE TAM

- TỈNH QUẢNG NINH

Chuyên ngành: Cấp thoát nước

Mã số: 60.58.20

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS TRẦN THANH SƠN

HÀ NỘI, NĂM 2012

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 3

DANH MỤC BẢNG BIỂU 4

DANH MỤC HÌNH VẼ 5

PHẦN MỞ ĐẦU 6

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ XỬ NƯỚC THẢI NGÀNH KHAI THÁC THAN QUẢNG NINH 9

1.1 Nguồn phát thải và đặc tính nước thải 9

1.1.1 Đối với các mỏ lộ thiên 9

1.1.2 Đối với các mỏ hầm lò 12

1.1.3 Đối với các nhà máy tuyển than 14

1.1.4 Nước thải phát sinh từ các sinh hoạt của công nhân mỏ 15

1.2 Hiện trạng các công nghệ xử lý nước thải đã được áp dụng ở ngành khai thác than Quảng Ninh 17

1.2.1 Ở mỏ lộ thiên 19

1.2.2 Ở mỏ than hầm lò 21

1.2.3 Ở nhà máy tuyển than 25

1.3 Đánh giá về hiện trạng công nghệ xử lý nước thải ngành khai thác than Quảng Ninh 30

1.4 Công nghệ xử lý nước thải ngành khai thác than trên thế giới 32

1.4.1 Công nghệ hóa lý 32

1.4.2 Công nghệ mương đá vôi yếm khí kết hợp bãi lọc ngập nước 34

1.5 Khả năng áp dụng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên để xử lý nước thải ngành khai thác than Quảng Ninh 37

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA CÔNG NGHỆ ĐẤT NGẬP NƯỚC KẾT HỢP MƯƠNG ĐÁ VÔI YẾM KHÍ 39

2.1 Cơ chế xử lý nước thải của hệ thống bãi lọc ngập nước kết hợp mương đá vôi yếm khí 39

2.2 Mương đá vôi yếm khí 42

2.2.1 Cấu tạo mương đá vôi yếm khí 42

2.2.2 Hiệu quả làm việc của mương đávôi yếm khí 43

2.2.3 Cơ sở lý thuyết tính toán mương đá vôi yếm khí 44

2.3 Bãi lọc ngập nước 47

2.3.1 Phân loại, cấu tạo 47

2.3.2 Lựa chọn cây trồng trong bãi lọc ngập nước 50

2.3.3 Cơ sở lý thuyết tính toán 52

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC TRONG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ĐỂ XLNT MỎ THAN KHE TAM 57

3.1 Tổng quan về mỏ Khe Tam 57

3.1.1 Cấp nước 57

3.1.2 Thoát nước 60

3.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải mỏ Khe Tam 61

3.3 Tính toán các công trình xử lý nước thải 63

3.3.1 Tính toán mương đá vôi yếm khí 63

3.3.2 Tính toán bãi lọc ngập nước 64

3.3.3 Đánh giá kinh tế kỹ thuật 65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BOD Biological Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hóa

COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học

TDS Total Dissolved Solids Tổng chất rắn hòa tan

TSS Total Suspended Solids Tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng

ALD Anoxic limestone drainage Mương đá vôi yếm khí

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ phát sinh nước thải trong quá trình SX của ngành than 9

Hình 1.2: Quá trình khai thác tại mong Na Dương 10

Hình 1.3: Quá trình khai thác tại lò+122 Vàng Danh 14

Hình 1.4: Nhà máy tuyển than Nam Cầu Trắng 15

Hình 1.5: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải moong Na Dương 19

Hình 1.6: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải vỉa 1A Mạo Khê 21

Hình 1.7 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải – Công ty than Mạo Khê 22

Hình 1.8: Sơ đồ công nghệ hệ thống XLNT + 200 Cánh Gà - Vàng Danh 23

Hình 1.9: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải -51 Hà Lầm 24

Hình 1.10 Sơ đồ công nghệ XLNT nhà máy tuyển than Vàng Danh 26

Hình 1.11 Sơ đồ công nghệ XLNT nhà máy tuyển than Hòn Gai 27

Hình 1.12 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy tuyển than Cửa Ông 29

Hình 1.13 Hệ thống mương đá vôi yếm khí kết hợp bãi lọc ngập nước 34

Hình 1.14 Một wetlands nhân tạo điển hình để xử lý nước 35

Hình 2.1 Sơ đồ quá trình xử lý nước thải trong đất 39

Hình 2.2 Mặt cắt ngang của một mương đá vôi yếm khí 42

Hình 2.3 Mương đá vôi yếm khí được xây dựng tại West Virginia – Mỹ 43

Hình 2.3 Hiệu quả xử lý của mương đá vôi yếm khí [12] 44

Hình 2.4 Hệ thống dòng chảy bề mặt 48

Hình 2.5 Hệ thống dòng chảy ngầm ngang [11] 49

Hình 2.6 Hệ thống dòng chảy ngầm đứng [11] 50

Hình 2.7 Bãi lọc ngập nước trồng sậy 51

Hình 2.8 Bãi lọc ngập nước trồng dong riềng 51

Hình 3.1 Mặt bằng cấp nước khu mỏ 58

Hình 3.2 Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải mỏ Khe Tam 63

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Đặc tính nước thải một số mỏ lộ thiên điển hình trong TKV 10 Bảng 1.2: Đặc tính nước thải một số mỏ than hầm lò điển hình trong TKV 12 Bảng 1.3 Đặc tính NTSH của công nhân tại một số mỏ điển hình 16 Bảng 1.4 : Phân loại các công nghệ xử lý nước thải trong ngành than QN 18 Bảng 1.5 Tình hình áp dụng công nghệ xử lý nước thải trong ngành Than Quảng Ninh tính đến năm 2009 30 Bảng 1.6 Hiện trạng hoạt động của các hệ thống xử lý nước thải trong ngành than Việt Nam tính đến năm 2009 31 Bảng 2.1 Cơ chế xử lý ô nhiễm trong nước thải của hệ thực vật lau, sậy [1] 40 Bảng 2.2 Chất lượng nước thải trước và sau khi qua ALD [13] 43 Bảng 2.3 Kích thước các mương đá vôi yếm khí điển hình 47 Bảng 2.4 Khối lượng đá vôi và thời gian lưu 47 Bảng 2.5 Thông số thiết kế bãi lọc ngập nước nhân tạo dòng chảy ngang [7] 54 Bảng 2.6 Diện tích bề mặt riêng cho các loại vật liệu khác nhau [6] 55 Bảng 2.7 Tiêu chuẩn thiết kế điển hình bãi lọc ngập nước dòng chảy bề mặt

và chất lượng nước sau xử lý [6] 55

Bảng 3.1: Bảng tổng hợp nhu cầu dùng nước của mỏ 59

Bảng 3.2: Tính chất nước thải 60 Bảng 3.3 Giá trị các thông số ô nhiễm cho phép trong nước thải công nghiệp 62

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Sự cấp thiết của đề tài

Quảng Ninh là tỉnh nằm ở vùng Đông Bắc Việt Nam với nhiều loại khoáng sản có giá trị công nghiệp, quan trọng nhất là than đá chiếm trên 90% trữ lượng cả nước, tiếp đến là đá vôi, sét làm nguyên liệu sản xuất xi măng, các khoáng sản làm vật liệu xây dựng thông thường, Pyrophylit, cát thủy tinh,

đá Granit, nước khoáng, nước nóng thiên nhiên

Trong những năm qua, nhất là từ năm 2003 đến nay, công nghiệp khai khoáng trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh có những bước phát triển vượt bậc, đặc biệt là khai thác than đã góp phần quan trọng phát triển kinh tế - xã hội của Tỉnh cũng như của cả nước Hoạt động khai thác khoáng sản cũng gây nên nhiều tác động tiêu cực tới các nguồn tài nguyên thiên nhiên khác và môi trường, ảnh hưởng mạnh đến đời sống của nhân dân và sự phát triển của các ngành kinh tế khác đặc biệt là du lịch

Theo định hướng chiến lược của Tập đoàn Công nghiệp than – khoáng sản Việt Nam, việc xử lý nước thải mỏ đủ tiêu chuẩn nước thải công nghiệp

sẽ được bắt đầu từ năm 2005 và đến 2015 sẽ hoàn thành việc áp dụng bắt buộc đối với tất cả các công ty mỏ trong toàn TKV Tuy vậy công tác xử lý nước thải ngành sản xuất than thực chất mới được hình thành mấy năm trở lại đây, số lượng hệ thống xử lý nước thải chưa đáp ứng đủ với khối lượng nước thải hiện nay và trong tương lai của ngành than Công nghệ xử lý nước thải trong ngành hiện còn mang tính thử nghiệm, chưa có những công trình nghiên cứu mang tính chất tổng thể trong lĩnh vực xử lý nước thải ngành sản xuất than Mặt khác nguồn nước sử dụng trong quá trình sản xuất chủ yếu mua từ

hệ thống cấp nước sạch của khu vực Trong khi đó thực tế cho thấy ngoài nguồn nước cấp cho nhu cầu ăn uống, tắm giặt của công nhân mỏ thì các

nguồn cung cấp cho nhu cầu sản xuất, tưới bụi, cứu hỏa… không yêu cầu các chỉ tiêu vệ sinh cao Xuất phát từ thực tế trên đề tài luận văn này nghiên cứu vấn đề xử lý và tái sử dụng nước thải trong quá trình sản xuất của ngành than

Từ đó nâng cao quá trình quản lý, sử dụng hiệu quả và bền vững nguồn nước thải trong ngành khai thác than ở nước ta

Khi nguồn nước được sử dụng một cách hiệu quả và bền vững sẽ góp phần cải thiện môi trường nâng cao điều kiện sống và làm việc của công nhân

mỏ, làm tăng thu nhập của công nhân tạo tiền đề cho sự phát triển lâu dài bền vững của ngành

2 Mục tiêu của đề tài

- Ứng dụng công nghệ mương đá vôi yếm khí kết hợp bãi lọc ngập nước

để xử lý nước thải mỏ than Khe Tam

- Tái sử dụng nước thải sau xử lý để phục vụ cho quá trình khai thác

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Công nghệ mương đá vôi yếm khí kết hợp bãi lọc ngập nước

- Phạm vi nghiên cứu: Mỏ than Khe Tam - tỉnh Quảng Ninh

4 Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp kế thừa:

Kế thừa, vận dụng các kết quả nghiên cứu đã có, phát huy những ưu điểm, khắc phục những nhược điểm

Phương pháp điều tra, khảo sát, thu thập và phân tích số liệu:

Điều tra, khảo sát hiện trạng khu vực nghiên cứu, phân tích số liệu thu thập được

- Phương pháp so sánh: đối chiếu các kết quả có được với các tiêu chuẩn

hiện hành

- Phương pháp chuyên gia:

Dựa vào sự hiểu biết và kinh nghiệm về khoa học môi trường của nhóm chuyên gia đánh giá Đây là một phương pháp quan trọng, nhằm sử dụng kỹ năng của các chuyên gia có chuyên môn sâu về lĩnh vực có liên quan để phân tích, đánh giá, dự báo và đề xuất các giải pháp xử lý

Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui

lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện

– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội

Email: digilib.hau@gmail.com

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1 Kết luận

Qua nghiên cứu thực trạng nhu cầu sử dụng nước và công nghệ xử lý nước thải tại các mỏ than ở Việt Nam cho thấy:

+ Nguồn nước cung cấp cho các mỏ than ngày một khan hiếm, không đủ đáp ứng cho nhu cầu sản xuất của ngành Hơn nữa việc phải mua nước từ các nhà máy nước tiêu tốn một phần chi phí không nhỏ của chính các doanh nghiệp

+ Hầu hết các mỏ than ở Quảng Ninh đều chưa có trạm XLNT hoặc các trạm XLNT được đầu tư theo hướng nhỏ lẻ tại các cửa lò dẫn tới nhiều hệ thống chưa thực sự hiệu quả trong đầu tư và gia tăng chi phí vận hành

+ Các công trình xử lý nước thải của ngành than mới dừng lại ở quy mô nhỏ, công nghệ đơn giản, mức đầu tư thấp Nước thải sau khi xử lý xả trực tiếp ra môi trường và việc tái sử dụng nguồn nước thải này chưa được chú ý đúng mức Trong khi đó nguồn nước cung cấp cho các mỏ than ngày một khan hiếm, không đủ đáp ứng cho nhu cầu sản xuất của ngành Hơn nữa việc phải mua nước từ các nhà máy nước tiêu tốn một phần chi phí không nhỏ của chính các doanh nghiệp

+ Việc xử lý đạt tiêu chuẩn thải và tái sử dụng vào các mục đích sản xuất của các mỏ chưa được chú ý đúng mức Thực trạng này gây ô nhiễm môi trường và lãng phí nguồn nước

2 Kiến nghị

Nhu cầu xây dựng các công trình xử lý nước thải ngành than - khoáng sản trong những năm tới là rất lớn (khoảng trên 50 hệ thống) Việc lựa chọn công nghệ phù hợp cho ngành than nói chung và từng nguồn thải cụ thể trong

ngành nói riêng mang ý nghĩa hết sức to lớn Sự đầu tư hợp lý các hệ thống cần phải được tính toán dựa trên tổng hợp nhiều yếu tố: hiệu suất xử lý, vốn đầu tư ban đầu, chi phí vận hành hàng năm, và tính tổng hợp cho cả đời của

hệ thống Những nhận định trong khuôn khổ luận văn này góp phần giúp cho Tập đoàn Công nghiệp than – khoáng sản, các doanh nghiệp đã và đang chuẩn

bị đầu tư hệ thống xử lý nước thải có được tầm nhìn tổng quát về thực trạng công nghệ xử lý nước thải ngành công nghiệp than ở Việt Nam lựa chọn được công nghệ xử lý nước thải mỏ phù hợp áp dụng cho đơn vị mình

Xây dựng các trạm xử lý tập trung, giải quyết triệt để các chỉ tiêu ô nhiễm trước khi xả ra môi trường Mặt khác việc tái sử dụng nước thải sau khi

đã xử lý vào mục đích sản xuất của mỏ là 1 mô hình cần được chú ý và đầu tư đúng mức trong tương lai Điều này góp phần quản lý một cách hiệu quả nguồn nước thải, tiết kiệm chi phí sản xuất giúp doanh nghiệp phát triển bền vững trong tương lai

Công suất TXL = 900 m3/ng.đêm

Giá trị (VNĐ)

Giá trị (VNĐ) (có VAT)

Bằng chữ: Hai tỷ một trăm mời triệu ba trăm năm mơi nghìn đồng./.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1 Lê Văn Cát (2007), Xử lý nước thải giàu hợp chất Nitơ và Phốtpho,

NXB Khoa học tự nhiên và công nghệ

2 Trịnh Xuân Lai , Xử lý nước thải công nghiệp

3 Trịnh Xuân Lai (2000), Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước

thải, NXB Xây dựng

4 Trần Hiếu Nhuệ (1998), Thoát nước và xử lý nước thải, NXB Khoa học

và kỹ thuật Hà Nội

5 Hoàng Huệ (1996), Xử lý nước thải, NXB Xây dựng

6 D Xanthoulis, Lều Thọ Bách, Wang Chengduan, Hans Brix (2009), Xử

lý nước thải chi phí thấp, NXB Xây dựng

7 Nguyễn Văn Phước (2007), Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt và

công nghiệp bằng phương pháp sinh học, NXB Xây dựng

8 Phòng môi trường – Viện KHCN mỏ (2008), Các giải pháp xử lý nước

thải ngành khai thác than Việt Nam, Viện khoa học công nghệ mỏ

9 Bộ tài nguyên và môi trường (2011), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT

Tiếng Anh

10 Crites R.W., Joe Middlebrooks., Reed S.C (2006), Natural wastewater

treatment systems, CRC Press Taylor & Francis Group, Boca Raton,

London, New York, London, Tokyo

11 Kadlec R.H., and Knight R.L (1996), Treatment wetlands, Lewis

Publishers, Boca Raton, New York, London, Tokyo

12 George R Watzlaf, Karl T.Schroeder, Robert L.P.Kleinmann (2004),

The passive treatment of coal mine drainage, University of Oklahoma

13 C.Zipper, E.C McCleary (2011), Passive treatment of acid mine drainage, College of Agriculture and Life Sciences, Virginia

Polytechnic Institute and State University