Nghiên cứu, đánh giá tính chất thành phần bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than nam mẫu tại xã uông thượng – thành phố uông bí – quảng ninh

Được sự nhất trí của Ban Giám hiệu nhà trường, Ban Chủ nhiệm khoa Môi trường – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, em đã tiến hành thực hiện đề tài :"Nghiên cứu, đánh giá tính chất thà

VŨ THỊ LỆ

Tên đề tài:

“ĐÁNH GIÁ THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT BÙN THẢI CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI MỎ THAN NAM MẪU TẠI XÃ UÔNG THƯỢNG – THÀNH PHỐ UÔNG BÍ,

TỈNH QUẢNG NINH”

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Liên thông chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Khóa học : 2013 - 2015

THÁI NGUYÊN - 2014

sinh viên Đó là thời gian để sinh viên tiếp cận với thực tế nhằm củng cố và vận dụng những kiến thức mà mình đã được học trong nhà trường Được sự nhất trí của Ban Giám hiệu nhà trường, Ban Chủ nhiệm khoa Môi trường – Trường Đại học

Nông Lâm Thái Nguyên, em đã tiến hành thực hiện đề tài :"Nghiên cứu, đánh giá

tính chất thành phần bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu tại xã Uông Thượng – Thành phố Uông Bí – Quảng Ninh"

Sau một thời gian nghiên cứu và thực tập tốt nghiệp, khóa luận tốt nghiệp của em đã hoàn thành

Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy, cô giáo trong Khoa Môi trường – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tận tình giảng dạy và hướng dẫn em để hoàn thành khóa học, chuẩn bị hành trang vững bước vào tương lai

Đặc biệt, em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo – Thạc sĩ

Dương Thị Minh Hòa là người trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ, truyền đạt những kiến thức quý báu cho em trong suốt thời gian thục hiện đề tài

Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Lãnh đạo cùng các anh chị phòng Kỹ thuật, Công ty TNHH Tư vấn và Chuyển giao công nghệ Môi trường Thăng Long đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em trong quá trình học tập tại Công ty

Cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn ở bên cạnh động viên và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập

Mặc dù đã có nhiều cố gắng để hoàn thiện nhưng khóa luận vẫn không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục đích nghiên cứu 2

1.3 Yêu cầu của đề tài 2

1.4 Ý nghĩa của đề tài 2

1.4.1 Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học 2

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn 2

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 3

2.1.1 Cơ sở lý luận 3

2.1.1.1 Phân loại bùn thải 3

2.1.1.2 Tính chất của bùn thải 4

2.1.2 Cơ sở pháp lý 5

2.1.3 Cơ sở thực tiễn 6

2.2 Hiện trạng khai thác, sử dụng than trên thế giới và Việt Nam 8

2.2.1 Hiện trạng khai thác và sử dụng than trên thế giới 8

2.2.2 Hiện trạng khai thác và sử dụng than ở Việt Nam 9

2.2.2.1 Hiện trạng khai thác than ở Việt Nam 9

2.2.2.2 Hiện trạng sử dụng than ở Việt Nam 12

2.3 Hiện trạng môi trường tại các mỏ than ở Việt Nam 13

2.4 Các biện pháp xử lý nước thải 14

2.4.1 Phương pháp xử lý cơ học 14

2.4.2 Phương pháp xử lý sinh học 15

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 16

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 16

3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 16

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 16

3.3 Nội dung nghiên cứu 16

3.4.2.1 Chỉ tiêu theo dõi 17

3.4.2.2 Phương pháp lấy mẫu 17

3.4.3 Phương pháp phân tích 17

3.4.4 Phương pháp xử lý số liệu 18

PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 19

4.1 Tổng quan về mỏ than Nam Mẫu 19

4.1.1 Giới thiệu mỏ than Nam Mẫu 19

4.1.2 Quy mô mỏ than Nam Mẫu 19

4.1.3 Các hình thức chế biến và công nghệ khai thác than 19

4.1.3.1 Hình thức khai thác và chế biến 19

4.1.3.2 Công nghệ khai thác 20

4.1.4 Nước thải và biện pháp xử lý nước thải của mỏ than Nam Mẫu 22

4.1.4.1 Các nguồn phát sinh nước thải 22

4.1.4.2 Công nghệ xử lý nước thải của mỏ than Nam Mẫu 23

4.2 Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của trạm xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu 26

4.2.1 Nước thải mỏ than Nam Mẫu trước xử lý 26

4.2.2 Nước thải của mỏ than Nam Mẫu sau xử lý 30

4.2.3 Đánh giá hiệu quả xử lý của trạm xử lý nước thải 32

4.3 Đánh giá thành phần bùn thải từ trạm xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu 33

4.4 Đánh giá chung và đề xuất các biện pháp xử lý bùn thải 35

4.4.1 Đề xuất biện pháp xử lý bùn thải 35

4.4.2 Đề xuất biện pháp xử lý bùn thải nguy hại 36

PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40

5.1 Kết luận 40

5.2 Kiến nghị 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

Bảng 4.1 Kết quả phân tích nước thải đầu vào trạm xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu 27 Bảng 4.2 Kết quả phân tích nước sau xử lý trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu 30 Bảng 4.3 Hiệu suất xử lý của trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu 32 Bảng 4.4 Kết quả phân tích mẫu bùn thải trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu 34

tiêu thụ than nhiều nhất thế giới 9 Hình 4.1 Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu 23 Hình 4.2 Sơ đồ thể hiện kết quả phân tích nước thải đầu vào của trạm xử lý nước thải so với QCVN 40:2011/BTNMT 28 Hình 4.3 Sơ đồ thể hiện kết quả phân tích nước thải đầu ra của trạm xử lý nước thải

so với QCVN 40:2011/BTNMT 31 Hình 4.4 Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý 1 số chỉ tiêu trong nước thải của trạm xử

lý nước thải +125 Nam Mẫu 33 Hình 4.5 Sơ đồ công nghệ xử lý bùn cặn 36

BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường

PHẦN 1

MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Những năm gần đây, cùng với sự phát triển chung của cả nước, các hoạt

động khai thác khoáng sản đã và đang góp phần to lớn vào công cuộc đổi mới đất

nước Một số khoáng sản đã được phát hiện và khai thác từ rất lâu như vàng, thiếc, chì, kẽm, than đá và các loại vật liệu xây dựng, số khác mới được phát hiện và khai thác như dầu khí, sắt, đồng,… Một số nơi, có những mỏ nằm tập trung như mỏ than

ở Quảng Ninh Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước ngành than

chiếm một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Tuy nhiên, bên cạnh những mặt tích cực đạt được, chúng ta cũng đang phải đối mặt với nhiều vấn đề về môi trường Quá trình khai thác than phục vụ cho lợi ích của mình, con người đã làm thay đổi môi trường xung quanh Yếu tố chính gây tác động đến môi trường là bụi từ khai trường của các mỏ than, bãi thải, khí độc hại và nước thải Làm phá vỡ cân bằng hệ sinh thái đã được hình thành từ hàng chục triệu năm, gây ra sự ô nhiễm nặng nề đối với môi trường và trở thành vấn đề cấp bách mang tính chất xã hội và

ảnh hưởng đến sức khỏe của cộng đồng

Trong hoạt động khai thác than hầm lò thường gây ra các vấn đề môi trường nghiêm trọng đặc biệt là ô nhiễm môi trường nước Hiện nay, các cơ sở khai thác than đã có những biện pháp xử lý nước thải hầm lò nhằm hạn chế ô nhiễm môi trường nước trong khu vực Bên cạnh đó, việc xử lý nước lại phát sinh ra bùn thải cần phải xử lý vì vậy việc xử lý bùn thải cũng là vấn đề cần thiết, cần thực hiện

đồng thời với quá trình xử lý nước thải nếu không sẽ gây ô nhiễm môi trường thứ cấp

Xử lý bùn thải cũng là vấn đề cấp thiết và cần thực hiện ngay nếu không sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng

Từ những lý do trên tôi thực hiện đề tài “Đánh giá tính chất thành phần

bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu tại xã Uông Thượng – Thành phố Uông Bí – Quảng Ninh”

1.2 Mục đích nghiên cứu

- Tìm hiểu về mỏ than Nam Mẫu

- Đánh giá quy trình xử lý, vận hành trạm xử lý nước thải

- Phân tích chất lượng bùn thải và đánh giá mức độ nguy hại của bùn thải

- Xây dựng, đề xuất các biện pháp xử lý bùn thải

1.3 Yêu cầu của đề tài

- Đánh giá tính chất, thành phần bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu

- Đề xuất các phương án xử lý bùn thải

1.4 Ý nghĩa của đề tài

1.4.1 Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học

- Khóa luận giúp cho sinh viên có thể vận dụng được các kiến thức đã học

vào trong thực tiễn

- Đồng thời khóa luận cũng giúp sinh viên nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút

ra những kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác sau này

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài

2.1.1 Cơ sở lý luận

2.1.1.1 Phân loại bùn thải [7]

Bùn dư tạo thành từ các quá trình xử lý hóa học và sinh học nước thải cần

được tiếp tục xử lý trước khi chôn lấp hoặc được tái sử dụng trong nông nghiệp

Các biện pháp xử lý bùn cặn truyền thống thường được áp dụng như khử nước làm giảm khối lượng bùn cặn, tăng thành phần khô của bùn và do đó giảm thiểu chi phí quản lý và vận chuyển Các phương pháp này có khả năng xử lý bùn tốt, nhưng cũng đòi hỏi về yêu cầu vận hành cũng như mức độ phức tạp về công nghệ, các yêu cầu về cơ sở hạ tầng và kĩ năng vận hành

Bùn cặn thông thường là sản phẩm phụ nửa rắn được tạo thành từ quá trình

xử lý nước thải Bùn cặn các hợp chất được khử từ nước thải và những hợp chất bổ sung trong quá trình xử lý Bùn cặn phát sinh từ các công đoạn trong dây chuyền xử

lý nước thải bao gồm bùn sơ cấp và bùn thứ cấp Hai loại bùn này có đặc tính khác nhau do sự khác nhau về bản chất của các thành phần chất rắn trong bùn

Bùn sơ cấp tạo ra từ quá trình xử lý sơ cấp, ví dụ như từ bể lắng được thiết

kế để loại bỏ các hạt vô cơ (cát hoặc đá vụn) cũng như một số các loại hạt keo và chất vô cơ đậm đặc có thể kết tủa trong nước thải chưa qua xử lý Hàm lượng và thành phần của bùn sơ cấp phụ thuộc vào công suất bể lắng, chế độ thủy lực và chất lượng nước thải đầu vào

Bùn thứ cấp tạo từ quá trình xử lý thứ cấp (sinh học) và do sự chuyển hóa các hợp chất hữu cơ và các loại dinh dưỡng vào sinh khối và các vi sinh vật Hàm lượng và tính chất của bùn thải thay đổi phụ thuộc quá trình được sử dụng, hiệu suất của các quá trình xử lý sơ cấp và nồng độ các chất hữu cơ trong nước cũng như các

điều kiện khí hậu địa phương Nói chung, bùn thứ cấp có hàm lượng chất hữu cơ

cao, tỷ trọng khá thấp do các hạt kết bông và hàm lượng các chất rắn vô cơ thấp, với các đặc điểm trên bùn thứ cấp khó xử lý hơn

Bùn kết hợp tạo ra từ hệ thống xử lý nước thải không qua xử lý lắng sơ cấp

có đặc điểm kết hợp của bùn sơ cấp và bùn thứ cấp Việc xử lý bùn kết hợp thường khó vì tính chất của bùn rất khác nhau, do đó không có quy chuẩn cho việc xử lý Bùn hóa học là sản phẩm của các quá trình xử lý hóa học nước thải, chứa muối, chất điện ly đa phân tử và các chất hóa học sử dụng để tăng cường khả năng loại bỏ các chất rắn và lắng các chất dinh dưỡng Đặc điểm của bùn hoá học phụ thuộc thành phần các chất trợ keo tụ dùng trong quá trình xử lý nước, chất lượng nước xử lý và các thông số vận hành của trạm

VS được xác định theo độ chênh lệch giữa trọng lượng khô của mẫu bùn với trọng lượng của mẫu sau khi nung ở nhiệt độ 550oC để làm bay hơi các chất hữu cơ Phân

bố kích thước hạt biểu thị kích thước của các hạt bùn, thông số này liên quan tới khả năng giữ nước của bùn

Các tính chất hóa học chủ yếu phụ thuộc vào nguồn gốc của nước thải: các tính chất hóa học biểu thị sự có mặt của các hợp chất có trong bùn và khả năng tái

sử dụng của bùn sau khi đã được ổn định Các thông số chung được phân tích là mùi, hàm lượng chất hữu cơ và kim loại Nếu bùn được sử dụng cho mục đích tái sử dụng thì nên được đánh giá thêm thành phần nito, phốt pho, kim loại điển hình và chất độc hại có thể có để đảm bảo các sản phẩm cuối cùng phù hợp với các quy

định của địa phương

Các tính chất sinh học biểu thị sự có mặt của các vi khuẩn, mầm bệnh trong bùn Quá trình xác định này rất tốn kém và khó thực hiện vì nó liên quan đến việc nhận dạng virut, vi khuẩn đơn bào và giun sán có thể gây bệnh Nếu bùn được dùng cho mục đích tái sử dụng thì việc đánh giá các mầm bệnh phải được thực hiện Việc xử lý bùn thải rất cần thiết cho sức khỏe, môi trường và kinh tế Bùn thải có thể là môi trường nguy hại nghiêm trọng đến sức khỏe vì nó chứa nhiều mầm bệnh và các sinh vật nguy hại khác có thể ảnh hưởng lớn đến cộng đồng Do

đó, cần phải khống chế các mầm bệnh và kiểm soát các thành phần ô nhiễm có

trong bùn Làm giảm thể tích là biện pháp cần thiết nhằm giảm chi phí và giúp cho việc tái sử dụng trở nên có hiệu quả kinh tế

- Nghị định 201/2013/NĐ - CP ngày 27/11/2013 của Chính phủ hướng dẫn Luật tài nguyên nước;

- Thông tư số 43/2013/TT-BTNMT ngày 25/12/2013 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc quy định Quy định Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường;

- Thông tư số 32/2013/TT-BTNMT ngày 25/10/2013 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường;

- Thông tư số 12/2011/TT-BTNMT ngày 14/04/2011 về Quản lý chất thải nguy hại;

- QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải công nghiệp;

- QCVN 50:2013/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ngưỡng nguy hại

đối với bùn thải từ quá trình xử lý nước thải

- TCVN 5999-1995, ISO 5667-10:1992 – Chất lượng nước, lấy mẫu nước, hướng dẫn lấy mẫu nước thải

- TCXDVN 3989:2012/BXD – Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng – Cấp nước và thoát nước – Mạng lưới bên ngoài bản vẽ thi công

- TCVN 6663-13:2000 – Chất lượng nước Lấy mẫu Phần 13: Hướng dẫn lấy mẫu bùn nước, bùn nước thải và bùn li

2.1.3 Cơ sở thực tiễn

Công nghiệp hóa đã phát huy mạnh mẽ thế mạnh của mình trong công cuộc xây dựng đất nước Nhưng bên cạnh những mặt tích cực, việc phát triển nhanh chóng này đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường Hiện trạng ô nhiễm môi trường nước đã được quan tâm Các nhà máy, các khu công nghiệp đều có hệ thống

xử lý nước thải Tuy nhiên, nếu chỉ xử lý nước thải mà không quan tâm đến lượng bùn phát sinh từ khâu xử lý nước trên thì môi trường vẫn đứng trước nguy cơ ô nhiễm cao Bên cạnh lượng bùn thải sinh ra sau quá trình xử lý nước thải còn có lượng bùn thải thu gom từ các khu công nghiệp, nạo vét cống rãnh, sông hồ

Ở Việt Nam, lượng bùn thải ngày càng gia tăng Ví dụ như thành phố Hồ Chí

Minh, mỗi ngày trung bình thành phố tiếp nhận hơn 2.000 tấn bùn từ công tác nạo vét và làm vệ sinh mạng lưới thoát nước, 250 tấn bùn từ các khu công nghiệp, 500 tấn bùn phát sinh từ công tác rút hầm cầu, nạo vét kênh rạch,…Dự kiến đến năm

2015, khối lượng bùn thải phát sinh của thành phố Hồ Chí Minh sẽ tăng lên 2-2,5 triệu m3 bùn [10]

Mỗi loại bùn thải có những đặc tính riêng nhưng có một đặc điểm chung là chúng đều mang những tính chất nguy hiểm, khả năng gây ô nhiễm môi trường cao Nếu không được xử lý thải ngay ra môi trường bùn thải sẽ mang những đặc tính nguy hiểm lan truyền đến môi trường đất, nước, không khí Công tác quản lý và xử

lý bùn thải tại các đơn vị gặp nhiều khó khăn, đặc biệt các thành phố công nghiệp,

khai khoáng Các biện pháp, phương án đã được đưa ra, tuy nhiên chưa có một phương án nào tỏ rõ ưu thế hiệu quả cao

Trong thành phần của bùn thải, cát chiếm tỉ trọng lớn, kế tiếp là đất bùn, ngoài ra bùn thải bị ô nhiễm vi sinh, bốc mùi hôi Vì thế việc xử lý bùn cần dựa trên

cơ sở khoa học

Bùn thải gồm nhiều loại: bùn thải sinh học, bùn thải công nghiệp không độc hại, bùn thải công nghiệp nguy hại,… Mỗi loại bùn đều có giải pháp và công nghệ

xử lý riêng Hiện sơ bộ có thể chia các loại bùn thải như sau:

Bùn thải sinh học: Có mùi hôi thối song không có tính độc hại Có thể dùng

để sản xuất phân hữu cơ bằng cách cho thêm vôi bột để khử chua, than bùn, cấy vi

sinh, dùng chế phẩm EM,… để khử mùi sẽ thành phân hữu cơ tổng hợp Trong đó, bùn thải chiếm 70% Phân hữu cơ tổng hợp có giá thành rẻ, chất lượng không thua kém các loại phân hữu cơ bán trên thị trường

Bùn thải công nghiệp không độc hại: Tùy đặc tính của bùn thải mà có thể

có các biện pháp xử lý khác nhau trước khi sử dụng bùn thải cho các mục đích khác

Bùn thải công nghiệp nguy hại: Có chứa các kim loại nặng như: Cu, Mn,

Zn, Ni, Cd, Pb, Hg, Se, Al, As,… nhất thiết phải được xử lý trước khi thải ra môi trường, nếu không sẽ gây nên các tác động xấu và lâu dài tới môi sinh

Tại Việt Nam hiện nay, phương pháp xử lý chất bùn thải nguy hại phổ biến vẫn là đốt thành tro, 20 – 30% chất tồn tại còn lại sau khi đốt thì được chôn lấp Phương pháp này tuy không tốn chi phí nhưng sẽ làm cạn kiệt tài nguyên đất và làm

ảnh hưởng đến môi trường Môi trường bị ô nhiễm, gánh nặng lên các công trình xử

lý khác

Do đó, việc xây dựng một hệ thống xử lý bùn thải đúng tiêu chuẩn là một việc làm cần thiết Cá biệt tại nhiều nơi không có hệ thống xử lý bùn cũng như không đủ diện tích đất chôn lấp, các cơ sở xả thải đã phải thải trực tiếp ra ngoài môi trường gần khu vực dân cư gây bức xúc cho xã hội

Chính vì các đặc tính của các loại bùn thải khác nhau, của từng loại chất thải sản xuất khác nhau nên muốn hiệu quả xử lý đạt hiệu quả cao chúng ta cần phải tìm

hiểu và tìm ra các ưu nhược điểm của từng loại phương án để áp dụng cho kết quả

xử lý đạt yêu cầu và tiết kiệm chi phí nhất

2.2 Hiện trạng khai thác, sử dụng than trên thế giới và Việt Nam

2.2.1 Hiện trạng khai thác và sử dụng than trên thế giới

Than là một ngành công nghiệp mang tính toàn cầu, 40% quốc gia toàn cầu sản xuất than, tiêu thụ than thì hầu như là tất cả các quốc gia

Toàn thế giới hiện tiêu thụ khoảng 4 tỷ tấn than hàng năm Một số ngành sử dụng than làm nguyên liệu đầu vào như: điện, thép và kim loại, xi măng và các loại chất đốt hóa lỏng Than đóng vai trò chính trong sản xuất ra điện (than đá và than non), các sản phẩm thép và kim loại (than cốc)

Hàng năm có khoảng hơn 4.030 triệu tấn than được khai thác, con số này đã tăng 38% trong vòng 20 năm qua Châu Á là châu lục khai thác nhanh nhất trong

khi đó Châu Âu khai thác với tốc độ giảm dần [6]

Trung Quốc là quốc gia khai thác than lớn nhất trên thế giới, tiếp đó là Mỹ

Điều này cho thấy, than có ở khắp mọi nơi trên trái đất chứ không tập trung tại một địa điểm nào nhất định Hiện nay, than đá được coi là nguồn tài nguyên quý giá của

các quốc gia trên thế giới Cùng với dầu mỏ thì nguồn nhiên liệu này đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của các ngành công nghiệp

Thị trường tiêu thụ than lớn nhất là Châu Á chiếm 54% lượng tiêu thụ toàn thế giới, tập trung chủ yếu tại Trung Quốc

Hình 2.1 Biểu đồ thể hiện sự so sánh về sản lượng (triệu tấn) than của 10 quốc gia

tiêu thụ than nhiều nhất thế giới

Than sẽ vẫn đóng vai trò quan trọng, đặc biệt tại các khu vực có tốc độ tăng trưởng cao Tăng trưởng của thị trường than dành cho đốt lò hơi và than cốc sẽ mạnh nhất tại châu Á, nơi mà nhu cầu về điện, sản xuất thép, sản xuất

xe hơi và nhu cầu dân sinh tăng cao theo mức sống ngày càng được cải thiện

2.2.2 Hiện trạng khai thác và sử dụng than ở Việt Nam [5]

2.2.2.1 Hiện trạng khai thác than ở Việt Nam

Với tiềm năng về trữ lượng lớn, nguồn năng lượng than có tầm quan trọng

đặc biệt đối với sự phát triển của nền kinh tế Việt Nam cả quá khứ, hiện tại và trong

Trữ lượng than đá được đánh giá là 3,5 tỷ tấn trong đó ở vùng Quảng Ninh trên 3,3 tỷ tấn (tính đến độ sâu - 300m); còn lại gần 200 triệu tấn là nằm rải rác ở các tỉnh: Thái nguyên, Hải Dương, Bắc giang,

Than antraxit

Than antraxit ở Quảng Ninh:

Than ở Quảng Ninh được phân theo các vùng và cấp trữ lượng như sau:

- Cấp A+B: 466 triệu tấn, chiếm 14%

- Cấp C1: 1.813 triệu tấn, chiếm 54,5%

- Cấp C2: 1.046 triệu tấn, chiếm 31,5%

Như vậy, cấp A+B/A+B+C1 chỉ chiếm 20,4%, chưa đạt 50%, thể hiện mức

độ tin cậy chưa cao, nhiều khoáng sàng cần phải thăm dò bổ sung trước khi đầu tư

hoặc khai thác

Bể than Quảng Ninh được phát hiện và khai thác rất sớm, đã bắt đầu cách

đây gần 100 năm dưới thời thuộc Pháp Hiện nay và có lẽ trong tương lai, sản lượng

than khai thác từ các mỏ ở bể than Quảng Ninh chiếm khoảng 90% sản lượng than toàn quốc

Tính chất đặc trưng của than Antraxit tại các khoáng sàng bể than Quảng Ninh là kiến tạo rất phức tạp, tầng chứa than là những dải hẹp, đứt quãng dọc theo phương của vỉa, góc dốc của vỉa thay đổi từ dốc thoải đến dốc đứng (90-510) Các

mỏ than có nhiều vỉa, với cấu tạo và chiều dày vỉa thay đổi đột ngột

Đối với việc khai thác than ở bể Quảng Ninh trước đây, có thời kỳ sản

lượng lộ thiên đã chiếm đến 80%, tỷ lệ này dần dần đã thay đổi, hiện nay còn 60%, trong tương lai sẽ còn xuống thấp hơn Vì các mỏ lộ thiên lớn đã và sẽ giảm sản lượng, đến cuối giai đoạn 2015-2020 có mỏ không còn sản lượng; các

mỏ mới lộ thiên lớn sẽ không có, nếu có là một số mỏ sản lượng dưới 0,5 - 1 triệu tấn/năm Tỷ lệ sản lượng than hầm lò tăng, nói lên điều kiện khai thác ngày càng khó khăn, chi phí đầu tư xây dựng và khai thác tăng, dẫn tới giá thành sản xuất tăng cao Cho nên, tuy trữ lượng địa chất của bể than Quảng Ninh là trên 3

tỷ tấn, nhưng trữ lượng kinh tế là 1,2 tỷ tấn và trữ lượng công nghiệp đưa vào

quy hoạch xây dựng giai đoạn từ nay đến 2010-2020 mới ở mức 500-600 triệu tấn Mức độ khai thác xuống sâu là -150m Còn từ -150m đến -300m, cần phải tiến hành thăm dò địa chất, nếu kết quả thăm dò thuận lợi, thiết bị và công nghệ khai thác tiên tiến, việc đầu tư cho mức dưới -150m sẽ được xem xét vào sau năm 2020

Than antraxit ở các vùng khác:

Có nhiều trữ lượng than đá antraxit khác nằm rải rác ở các tỉnh: Hải Dương, Bắc Giang, Thái Nguyên, Sơn La, Quảng Nam, với trữ lượng từ vài trăm nghìn tấn đến vài chục triệu tấn Ở các nơi này, quy mô khai thác thường từ vài nghìn tấn đến 100-200 nghìn tấn/năm Tổng sản lượng hiện nay không quá 200 nghìn tấn/năm

Than mỡ

Trữ lượng tiềm năng được đánh giá sơ bộ là 27 triệu tấn, trong đó trữ lượng

địa chất là 17,6 triệu tấn, chủ yếu tập trung ở 2 mỏ Làng Cẩm (Thái Nguyên) và mỏ

Khe Bố (Nghệ An)

Ngoài ra, than mỡ còn có ở các tỉnh: Sơn La, Lai Châu, Hoà Bình song với trữ lượng nhỏ Than mỡ được dùng chủ yếu cho ngành luyện kim với nhu cầu rất lớn sau năm 2000, nhưng trữ lượng than mỡ ở Việt Nam lại rất ít, điều kiện khai thác khó khăn

Than bùn

Than bùn ở Việt Nam nằm rải rác từ Bắc đến Nam, nhưng chủ yếu tập trung

ở đồng bằng sông Cửu Long (với hai mỏ than lớn là U Minh Thượng và U Minh

Hạ): đồng bằng Bắc Bộ 1.650 triệu m3; ven biển Miền Trung 490 triệu m3; đồng bằng Nam Bộ 5.000 triệu m3

Trước đây vùng đồng bằng Nam Bộ được đánh giá có trữ lượng là 1 tỷ tấn và còn cao hơn nữa Nhưng nạn cháy rừng đã phá huỷ đi rất nhiều trữ lượng than

Từ trước tới nay than bùn được khai thác chủ yếu dùng làm chất đốt sinh hoạt (pha trộn với than antraxit của Quảng Ninh) và làm phân bón ruộng với quy

mô nhỏ, khai thác thủ công là chính, sản lượng khai thác hiện nay được đánh giá là

chưa đến 10 vạn tấn/năm Khai thác than bùn làm chất đốt, phân bón đều không có hiệu quả cao Mặt khác việc khai thác than sẽ ảnh hưởng đến môi trường trong vùng

và điều kiện khai thác, vận chuyển, chế biến sử dụng than bùn cũng gặp không ít khó khăn

Than ngọn lửa dài

Chủ yếu tập trung ở mỏ Na Dương (Lạng Sơn), với trữ lượng địa chất trên

100 triệu tấn Hiện nay khai thác được thực hiện bằng phương pháp lộ thiên, than khai thác chủ yếu phục vụ sản xuất xi măng ở Hải Phòng và Bỉm Sơn với sản lượng trên dưới 100 nghìn tấn/năm Nhưng do Nhà máy Xi măng Hải Phòng sẽ ngừng hoạt động, Nhà máy xi măng Bỉm Sơn được cải tạo với công nghệ mới, nên không dùng than Na Dương từ năm 1999 trở đi Than Na Dương là loại than có hàm lượng lưu huỳnh cao, có tính tự cháy, nên việc khai thác, vận chuyển, chế biến sử dụng rất khó khăn và hạn chế Do đó, Tổng Công ty Than Việt Nam đang nghiên cứu hợp tác với nước ngoài xây dựng Nhà máy điện trong vùng mỏ, để sử dụng loại than này Vì nếu không khai thác, than sẽ tự cháy và phá huỷ nguồn tài nguyên đồng thời gây tác động xấu hơn đến môi trường

Than nâu

Tập trung chủ yếu ở Đồng bằng Bắc Bộ, trữ lượng dự báo 100 tỷ tấn Theo

đánh giá sơ bộ, than có chất lượng tốt, có thể sử dụng cho sản xuất điện, xi măng và

công nghiệp hoá học

Việc khai thác than nâu rất khó khăn về mặt địa hình, dân cư trong vùng và

về phương pháp khai thác v.v Theo đánh giá của một số nhà nghiên cứu địa chất

và khai thác, đối với than nâu ở đồng bằng sông Hồng thì có thể đưa vào đầu tư xây dựng mỏ và khai thác từ năm 2015-2020 trở đi

2.2.2.2 Hiện trạng sử dụng than ở Việt Nam

Xuất khẩu than tháng đầu năm 2014 chủ yếu sang 3 thị trường Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc; đạt khoảng 978.158 tấn, giảm 32,76% so với tháng 12-2013

và giảm 18,8% so với tháng 1-2013; trị giá xuất khẩu là 71,08 triệu USD, giảm lần lượt là 29,3% và 12,2%

Nhìn chung các thị trường xuất khẩu than tháng đầu năm nay đều bị sụt giảm

cả về lượng và kim ngạch so với tháng trước đó: xuất sang Nhật Bản (tăng 1,39%

về lượng nhưng tăng nhẹ 4,91% về kim ngạch); sang Hàn Quốc (giảm 34,83% về lượng và 32,88% về kim ngạch); Lào (giảm trên 29% cả về lượng và kim ngạch); Malaysia (tăng 2,23% về lượng nhưng giảm 24,76% về kim ngạch)

Riêng xuất khẩu sang thị trường Indonesia tuy rất ít nhưng lại tăng cả về lượng và kim ngạch với mức tăng 6,14% và 3,63%

Bảng 2.1 Thống kê Hải quan về xuất khẩu than tháng 1 năm 2014

(tấn)

Trị giá (USD)

Lượng (tấn)

Trị giá (USD)

2.3 Hiện trạng môi trường tại các mỏ than ở Việt Nam [8]

Từ thực tế cho thấy hoạt động khai thác, vận chuyển, tiêu thụ than và khai thác khoáng sản làm vật liệu xây dựng đã ảnh hưởng lớn đến môi trường tại địa phương, đặc biệt là khu vực sản xuất trực tiếp Một số nguồn nước mặt chịu tác

động trực tiếp từ các hoạt động khai thác than điển hình như: Hồ Nội Hoàng, suối

Lộ Phong, suối Moong Cọc Sáu, sông Mông Dương Các đợt quan trắc gần đây cho thấy

độ pH của nước suối Lô Phong thấp từ 5,1 đến 5,2 nằm ngoài giới hạn cho phép

Ngoài ô nhiễm về nước, môi trường không khí tại các khu vực có hoạt động vận tải than có biểu hiện ô nhiễm bụi cao như khu vực sản xuất vật liệu xây dựng tại phường Phương Nam (Uông Bí) hàm lượng bụi cao gấp 1,56 lần giới hạn cho phép; khu vực nhà sàng Công ty Than Mạo Khê hàm lượng bụi cao gấp 1,70 lần giới hạn cho phép, khu vực khai thác than Hà Tu, Núi Béo hàm lượng bụi đo được gấp 1,46 lần giới hạn cho phép

Không chỉ môi trường nước, không khí bị những tác động tiêu cực bởi hoạt

động khai thác khoáng sản mà môi trường đất cũng chịu ảnh hưởng Đặc biệt, biến đổi về địa hình và cảnh quan mạnh nhất diễn ra chủ yếu ở những khu vực có khai

thác than lộ thiên Một số bãi thải có độ cao trên 200m như: Cọc Sáu, Nam Đèo Nai, Đông Cao Sơn và có sườn dốc tới 35 độ Nhiều moong khai thác lộ thiên tạo nên địa hình âm có độ sâu từ -50m đến -150m dưới mực nước biển trung bình (các

mỏ Cọc Sáu, Hà Tu, Núi Béo )

Bên cạnh đó tình trạng xói mòn, rửa trôi và trượt lở xảy ra phổ biến trên khai trường khai thác than, trên các tuyến đường vận chuyển, đặc biệt là tại các bãi đổ thải

2.4 Các biện pháp xử lý nước thải [3]

2.4.1 Phương pháp xử lý cơ học

Phương pháp xử lý cơ học dùng để tách các chất ở thể rắn không hòa tan hay hòa tan một phần ở dạng keo, huyền phù lơ lửng ra khỏi nước thải Phương pháp này thường sử dụng: song chắn rác, lưới lọc; bể lắng cát; bể lắng sơ cấp; bể vớt dầu mỡ; bể lọc

Nếu điều kiện vệ sinh cho phép, khả năng tư làm sạch của nguồn tiếp nhận tốt thì sau quá trình xử lý cơ học nước thải được khử trùng rồi xả vào nguồn nước, nhưng thường thì xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi cho qua hệ thống xử lý sinh học

2.4.2 Phương pháp xử lý sinh học

Phương pháp này dựa vào khả năng sống và hoạt động của các vi sinh để phân hủy – oxy hóa các chất hữu cơ ở dạng keo và hoà tan có trong nước thải

- Những công trình xử lý sinh học được phân thành 2 nhóm:

+ Những công trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự nhiên: cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh học… thường quá trình xử lý diễn ra chậm

+ Những công trình xử lý thực hiện trong điều kiện nhân tạo: bể lọc sinh học (bể Biophin), bể làm thoáng sinh học (bể aerotank),… Do các điều kiện tạo nên bằng nhân tạo mà quá trình xử lý diễn ra nhanh hơn, cường độ mạnh hơn

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu nước thải, bùn thải tại Trạm xử lý nước thải của mỏ than Nam Mẫu tại xã Uông Thượng – Thành phố Uông Bí – Quảng Ninh, thuộc Tập đoàn than khoáng sản Việt Nam (Vinacomin)

- Nghiên cứu phân tích bùn thải và đánh giá mức độ nguy hại của bùn thải tại

mỏ than Nam Mẫu So sánh với các quy chuẩn hiện hành

- Nghiên cứu và đề xuất các biện pháp xử lý bùn thải

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

- Địa điểm nghiên cứu: Trạm xử lý nước thải mỏ than +125 Nam Mẫu xã

Uông Thượng – Thành phố Uông Bí – tỉnh Quảng Ninh

- Địa điểm thực tập: Công ty TNHH Tư vấn và Chuyển giao Công nghệ Môi trường Thăng Long

- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 5/2014 đến tháng 8/2014

3.3 Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan về mỏ than Nam Mẫu

- Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của hệ thống xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu

- Đánh giá thành phần bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu

- Đánh giá chung và đề xuất các biện pháp xử lý bùn thải

3.4 Phương pháp thực hiện

3.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp

- Các tài liệu có liên quan tại cơ sở thực tập

- Các tài liệu từ sách báo, các trang web có liên quan

- Điều tra, khảo sát thực địa

- Một số Quy chuẩn Việt Nam: QCVN 40:2011/BTNMT, QCVN 50:2013/BTNMT

3.4.2 Phương pháp lấy mẫu

3.4.2.1 Chỉ tiêu theo dõi

- Nước thải: pH, DO, BOD5, COD, S2-, Cl-, NH4+, NO3-, PO43-, CN-, As, Cd,

Pb, Cu, Fe, Ni, Zn, Hg, chất rắn lơ lửng (TSS), Clo dư, Mn, tổng dầu mỡ, tổng coliform

- Bùn thải: Cl-, As, Cd, Pb, Cu, tổng Fe2O3, Ni, Zn, Hg, Mn, Clo dư, CN-

3.4.2.2 Phương pháp lấy mẫu

- Nước thải: Lấy 2 mẫu nước thải tại 2 vị trí trước khi xử lý (nước thải đầu vào) của TXLNT +125 Nam Mẫu và sau khi xử lý (nước thải đầu ra) của TXLNT +125 Nam Mẫu Mẫu được lấy theo TCVN 5999-1995, ISO 5667-10:1992

- Bùn thải: Lấy 1 mẫu bùn thải tại bể chứa bùn của TXLNT +125 Nam Mẫu Mẫu được lấy theo TCVN 6663-13:2000

3.4.3 Phương pháp phân tích

- Phân tích các chỉ tiêu trong nước thải:

+ Xác định pH theo TCVN 6492:2011 (ISO 10523:2008)

+ Xác định COD theo TCVN 6491:1999 (ISO 6060:1989)

+ Xác định S2-theo TCVN 6637:2000 (ISO 10530-1:1992) – Phương pháp

đo quang dùng metylen xanh

+ Xác định PO43-, NO3-, Cl-

theo TCVN 6494-1:2011 (ISO 10304-1:2007) – Phương pháp sắc kí lỏng ion