Đánh giá hiệu quả công nghệ lắng Lamen trong xử lý nước thải mỏ than tại công trường Uông Thượng Công ty than Uông Bí (Khóa luận tốt nghiệp)

Đánh giá hiệu quả công nghệ lắng Lamen trong xử lý nước thải mỏ than tại công trường Uông Thượng Công ty than Uông Bí (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá hiệu quả công nghệ lắng Lamen trong xử lý nước thải mỏ than tại công trường Uông Thượng Công ty than Uông Bí (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá hiệu quả công nghệ lắng Lamen trong xử lý nước thải mỏ than tại công trường Uông Thượng Công ty than Uông Bí (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá hiệu quả công nghệ lắng Lamen trong xử lý nước thải mỏ than tại công trường Uông Thượng Công ty than Uông Bí (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá hiệu quả công nghệ lắng Lamen trong xử lý nước thải mỏ than tại công trường Uông Thượng Công ty than Uông Bí (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá hiệu quả công nghệ lắng Lamen trong xử lý nước thải mỏ than tại công trường Uông Thượng Công ty than Uông Bí (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá hiệu quả công nghệ lắng Lamen trong xử lý nước thải mỏ than tại công trường Uông Thượng Công ty than Uông Bí (Khóa luận tốt nghiệp)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM



ĐÀO QUANG TRUNG

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CÔNG NGHỆ LẮNG LAMEN TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI MỎ THAN TẠI CÔNG TRƯỜNG UÔNG THƯỢNG

CÔNG TY THAN UÔNG BÍ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi Trường

Khóa học : 2013 - 2017

Thái Nguyên, năm 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM



ĐÀO QUANG TRUNG

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CÔNG NGHỆ LẮNG LAMEN TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI MỎ THAN TẠI CÔNG TRƯỜNG UÔNG THƯỢNG

CÔNG TY THAN UÔNG BÍ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy

Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Khoa : Môi Trường

Khóa học : 2013 - 2017

Giảng viên hướng dẫn : Ths Nguyễn Minh Cảnh

Thái Nguyên, năm 2017

LỜI CẢM ƠN

Thực tập tốt nghiệp đã giúp tôi trao dồi, củng cố, bổ sung kiến thức học

tập ở trường đại học Qua đó học hỏi và rút kinh nghiệm cho bản thân để khi ra

trường trở thành một cán bộ có năng lực, phẩm chất đạo đức tốt, trình độ lý luận

cao, chuyên môn giỏi đáp ứng các yêu cầu cấp thiết của xã hội

Được sự phân công của Ban chủ nhiệm khoa Môi Trường, Trường Đại

học Nông Lâm-Thái Nguyên và sự nhất trí của Viện kỹ thuật và công nghệ

môi trường, tôi thực hiện đề tài “Đánh giá hiệu quả công nghệ lắng Lamen

trong xử lý nước thải mỏ than tại công trường Uông Thượng-Công ty

than Uông Bí” Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, tôi đã nhận được sự

giúp đỡ quý báu của nhiều tập thể, cá nhân trong và ngoài trường

Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể các thầy cô giáo trong Ban

giám hiệu Nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Môi trườngvàcác thầy,cô giáo

trườngĐại học Nông lâm-Thái Nguyên Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến

Ths Nguyễn Minh Cảnh đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong suốt

quá trình thực hiện đề tài

Đồng thời tôi xin gửi lời cảm ơn tới tập thể cán bộ, công nhân viên

Viện kỹ thuật và công nghệ đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đợt

thực tập Cuối cùng tôi xin tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè đã

luôn động viên, giúp đỡ tôi cả về vật chất lẫn tinh thần trong suốt quá trình

DANH MỤC CÁC BẢNGBIỂU

Bảng 2.1:Bảng nhu cầu sử dụng nước tại đơn vị 16 Bảng 3.1 : Phương pháp các chỉ tiêu phân tích 20 Bảng 4.1: Thực trạng kinh tế các hộ gia đình phường Vàng Danh 24 Bảng 4.2 : Kết quả phân tích mẫu nước thải chưa qua xử lý tại bãi chế biến than Uông Thượng (Tháng 2/2016 và tháng 8/2016) 31

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 : Công nghệ lắng Lamen tại Công ty than Uông Bí 13

Hình 2.2 : Sơ đồ tổ chức bộ máy công ty than Uông Bí 15

Hình 4.1: Nguyên lý hoạt động hệ thống xử lý nước thải 26

Hình 4.2: Nguyên lý hoạt động hệ thống xử lý nước thải 26

Hình 4.3 : Mặt bằng hệ thống bể lắng sơ cấp 27

Hình 4.4 : Hệ thống cấp khí của bể phản ứng 28

Hình 4.5 : Bể lắng Lamen kết hợp máng thu nước 29

Hình 4.6 : Mặt bằng hệ thống xử lý nước thải bãi chế biến Uông Thượng 30

Hình 4.7: Biểu đồ thể hiện diễn biến nồng độ pH trong nước thải mỏ- bãi chế biến than Uông Thượng 33

Hình 4.8 : Diễn biến nồng độ TSS trong nước thải than bãi chế Uông Thượng 34

Hình 4.9: Diễn biễn nồng độ sắt (Fe) trong nước thải bãi chế biến than Uông Thượng 35

Hình 4.10:Diễn biến nồng độ Mangan(Mn) trong nước thải than bãi chế Uông Thượng 36

Hình 4.11: Diễn biến nồng độ Dầu mỡ khoáng nước thải than bãi chế Uông Thượng 37 Hình 4.12 : Diễn biến nồng độ COD trong nước thải than bãi chế Uông Thượng 38

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BVMT : Bảo vệ môi trường

CHXHCN : Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa

CNH - HĐH : Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa

COD : Nhu cầu oxi hóa học

NĐ - CP : Nghị định chính phủ

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam

QĐ - TTg : Quyết định của Thủ tướng chính phủ

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

TT - BTNMT : Thông tư Bộ tài nguyên và môi trường

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ii

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv

MỤC LỤC v

Phần 1 1

MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích nghiên cứu của đề tài 2

1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2

1.4 Ý nghĩa của đề tài 3

1.4.1 Ý nghĩa khoa học 3

1.4.2 Ý nghĩa trong thực tiễn 3

Phần 2 4

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 4

2.1 Cơ sở pháp lý và khoa học của đề tài 4

2.1.1 Căn cứ pháp lý 4

2.1.2 Cơ sở khoa học 4

2.2 Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải mỏ trên Thế giới và Việt Nam 9

2.2.1 Tình hình nghiên cứu công nghệ lắng Lamen trên Thế giới 9

2.2.2 Tình hình nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải mỏ tại Việt Nam 11 2.2.2.1 Công nghệ xử lý nước thải mỏ đang áp dụng hiện nay tại Quảng Ninh 11

2.2.2.2 Công nghệ lắng Lamen trong xử lý nước thải mỏ tại bãi sàng tuyển, chế biến Uông Thượng – Công ty than Uông Bí 12

2.3 Tổng quan về công ty than Uông Bí 14

2.3.1 Lịch sử hình thành 14

2.3.2 Tổ chức bộ máy 15

2.3.3 Công nghệ chế biến, sàng tuyển than 15

2.3.4 Nhu cầu sử dụng nước và xả thải của đơn vị 16

2.3.4.1 Nhu cầu sử dụng nước 16

2.3.4.2 Nhu cầu xả thải 17

Chương 3 18

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 18

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 18

3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 18

3.2 Nội dung nghiên cứu 18

3.2.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực Uông Thượng- Phường Vàng Danh- TP Uông Bí 18

3.2.2 Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường nước thải do hoạt động khai thác than, chế biến than tại công trường Uông Thượng 18

3.2.3 Đánh giá hiệu quả của bể lắng Lamen trong xử lý nước thải bãi chế biến, khai thác than 19

3.3 Phương pháp nghiên cứu 3.3.1 Phương pháp thu thập dữ liệu 19

3.3.2 Phương pháp đánh giá nhanh 19

3.3.3 Phương pháp khảo sát thực địa 19

3.3.4 Phương pháp so sánh, đánh giá 19

3.3.5 Phương pháp thực nghiệm, phân tích 20

3.3.6 Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu 21

Phần 4 22

KẾT QỦA NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 22

4.1 Đặc điểm về điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội phường Vàng Danh 22

4.1.1 Điều kiên tự nhiên 22

4.1.1.1 Vị trí địa lý 22

4.1.1.2 Địa hình, địa mạo 22

4.1.1.3 Điều kiện khí hậu, thủy văn 22

4.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội 23

4.1.2.1 Điều kiện kinh tế 23

4.1.2.2 Điều kiện văn hóa xã hội 24

4.2 Công nghệ lắng Lamen trong hệ thống xử lý nước thải mỏ bãi chế biến than Uông Thượng 26

4.2.1 Nguyên lý hoạt động của công nghệ lắng Lamen 26

4.2.2 Nguyên tắc xử lý Error! Bookmark not defined 4.2.3 Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải 26

4.3 Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của công nghệ lắng Lamen 30

4.3.1 Hiện trạng nước thải chưa qua xử lý 30

4.3.2 Hiệu quả xử lý nước thải của công nghệ lắng Lamen 33

4.4.3.1 Hiệu quả xử lý pH 33

4.4.3.2 Hiệu quả xử lý TSS 34

4.4.3.3 Hiệu quả xử lý Fe 34

4.4.3.4 Hiệu quả xử lý Mangan (Mn) 36

4.4.3.5 Hiệu quả xử lý Dầu mỡ khoáng 37

4.4.3.6 Hiệu quả xử lý COD 38

4.3.3 Đánh giá hiệu quả về kinh tế- kỹ thuật và môi trường của công nghệ lắng Lamen tại bãi chế biến than Uông Thượng- Vàng Danh 38

4.3.3.1 Hiệu quả về kinh tế 38

4.3.3.2 Hiệu quả về kỹ thuật 39

4.3.3.3 Hiệu quả về môi trường 39

4.4 Đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả xử lý và bảo vệ môi trường tại Công ty than Uông Bí 40

4.4.1 Đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả xử lý 40

4.4.2 Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm do bụi

4.4.2.1 Biện pháp giải thiểu ô nhiễm giao thông 41

4.4.2.2 Công tác thải đất đá, xít than 41

4.4.2.3 Khâu sàng tuyển và chế biến than 42

4.4.3 Đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nước thải 42

Phần 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43

1 Kết luận 43

2 Kiến nghị 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

ở các khu vực lân cận

Cho đến nay,mặc dù ngành than đã có nhiều giải pháp đưa ra nhằm khắc phục, xử lý tình trạng ô nhiễm nguồn nước từ các khai trường, bãi chế than trong quá trình sản xuất Tuy nhiên,các giải pháp này chưa đáp ứng được tình trạng ô nhiễm

Trong đó, phải kể đến hoạt động khai thác chế biến than tại công trường Uông Thượng-Công ty Than Uông Bíđã gây ra những tác động xấu đối với môi trường Đặc biệt là ô nhiễm môi trường nước mà nguyên nhân chủ yếu do nước mưa chảy tràn trên bề mặt bãi chế biến, cộng với lượng nước

vệ sinh công nghiệp và nước mưa từ các sườn đồi, núi chảy xuống bãi chế

biến Nước sau khi qua bãi chế biến than có hàm lượng cặn lở lửng rất lớn do cuốn theo đất đá và than Tính axit trong nước thải cũng tăng lên và hàm lượng kim loại nặng như Fe và Mn thường xuyên vượt Quy chuẩn chất lượng nước thải công nghiệp quy định

Do nguồn tiếp nhận nước thải là các nhánh của sông Vàng Danh nên việc xây dựng hệ thống thu gom nước mặt, nước thải bãi chế biến than Uông Thượng là cần thiết nhằm hạn chế những ảnh hưởng của nước thải tới chất lượng nước cấp cho sinh hoạt khu vực phường Vàng Danh, thành phố Uông Bí.Hiện nay, công ty than Uông Bí đã đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải mỏ than bằng công nghệ lắng Lamenvà vừa đi vào hoạt động

Xuất phát từ thực tế trên, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá hiệu qủa công nghệ lắng Lamen trong xử lý nước thải mỏ than tại công trường Uông Thượng - Công ty than Uông Bí” là vấn đề cấp thiết

1.2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

- Đánh giá hiện trạng nước thải mỏ trước và sau khi xử lý bằng công

nghệ lắng Lamen tại công trường Uông Thượng từ đó đánh giá được hiệu quả của công nghệ khi đi vào vận hành

1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

-Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường nước công trường Uông Thượng trước và sau khi xử lý để đánh giá mức độ ô nhiễm cũng như xác định được các chỉ tiêu ô nhiễm tác động đến môi trường

- Đánh giá hiệu quả của công nghệ Lamen trong xử lý nước thải bãi chế biến, khai thác than

- Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý, cũng như biện pháp giảm thiểu ô nhiễm đối nguồn nước và môi trường xung quanh

1.4 Ý nghĩa của đề tài

1.4.1 Ý nghĩa khoa học

- Giúp bản thân tôi có cơ hội tiếp cận với cách thức thực hiện một đề tài nghiên cứu khoa học, giúp tôi vận dụng kiến thức đã học vào thực tế và rèn luyện về kỹ năng tổng hợp và phân tích số liệu, tiếp thu và học hỏi những kinh nghiệm từ thực tế

- Là nguồn tài liệu cho học tậpvà nghiên cứu khoa học

1.4.2 Ý nghĩa trong thực tiễn

-Đánh giá được hiện trạng môi trường nước thải trước và sau khi xử lý hệ thống công nghệ lắng Lamen tại công trường Uông Thượng

- Đánh giá hiệu quả hệ thống xử lý nước thải mỏ than, đồng thời nâng cao ý thức bảo vệ môi trường và góp phần nâng cao thương hiệu của công ty

Phần 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

2.1 Cơ sởpháp lý và khoa học của đề tài

2.1.1 Căn cứ pháp lý

- Luật Bảo vệ Môi trường năm 2014

- Luật Tài nguyên nước năm 2012

- Nghị định số 18/2015/NĐ-CP ngày 14/02/2015 của Chính phủ Quy định về quy hoạch bảo vệ môi trường, đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường và kế hoạch bảo vệ môi trường;

- Nghị định số 155/2016/NĐ-CP quy định về xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường có hiệu lực từ ngày 01/02/2017

- Thông tư số 47/2011/TT-BTNMT ngày 28/12/2011 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường

- Quyết định số 2034/QĐ-TKV của Tập đoàn CN Than - Khoáng sản Việt Nam ngày 13/10/2015 về việc phê duyệt đề cương - dự toán và kế hoạch lựa chọn nhà thầu công tác chuẩn bị đầu tư dự án: Hệ thống thu gom nước mặt, nước thải bãi chế biến than Uông Thượng, phường Vàng Danh

- QCVN 08:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt

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

2.1.2 Cơ sở khoa học

- Khái niệm về môi trường

Theo khoản 1 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi Trường Việt Nam năm 2014 môi trường được định nghĩa như sau: “Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và

vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống sản xuất,

sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật”(Quốc hội nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam, 2014)[10]

- Tiêu chuẩn môi trường:

Tiêu chuẩn môi trường là giới hạn cho phép của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, về hàm lượng của chất gây ô nhiễm trong chất thải được cơ quan nhà nước có thẩm quyền quy định làm căn cứ để quản lý và bảo vệ môi trường”(Quốc hội nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam,

2014)[10]

- Ô nhiễm môi trường

Theo luật Bảo vệ môi trường năm 2014 của Việt Nam: “Ô nhiễm môi trường là sự làm thay đổi tính chất của môi trường, vi phạm tiêu chuẩn môi trường”

Trên thế giới ô nhiễm môi trường được hiểu là việc chuyển các chất thải hoặc năng lượng và môi trường đến mức có khả năng gây hại cho sức khỏe con người, đến sự phát triển của sinh vật hoặc làm suy giảm chất lượng môi trường Các tác nhân gây ô nhiễm bao gồm các chất thải ở dạng khí (khí thải), lỏng (nước thải), rắn (chất thải rắn) chứa hóa chất hoặc các tác nhân vật lý, sinh học và các dạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ(Trịnh Lê Hùng, 2006)[12]

- Khái niệm ô nhiễm nguồn nước:

Là sự biến đổi tính chất vật lý, hóa học và thành phần sinh h của nước không phù hợp với tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật cho phép, gây ảnh hưởng xấu đến con

người và sinh vật(Trần Văn Ngân, Lê Thị Nga, 2002)[11]

- Khái niệm nước thải:

Nước thải là: “Một dạng lỏng hòa tan hay trộn lẫn giữa nước (nước dùng, nước mưa, nước mặt, nước ngầm, …) và chất thải từ sinh hoạt, sản xuất

công nghiệp, nông nghiệp, thương mại, du lịch, vui chơi giải trí, giao thông

vận tải”

- Khái niệm nguồn nước thải:

Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng Đó cũng là cơ sở cho việc lựa chọn các công nghệ xử lý :

+ Nước thải công nghiệp (hay còn gọi là nước thải sản xuất): Là

nước thải từ các nhà máy đang hoạt động hoặc trong đó nước thải công nghiệp là chủ yếu

+ Các hoạt động nông nghiệp: Nước thải từ các nguồn chuồng trại

chăn nuôi, các loại thuốc trừ sâu, các loại thuốc diệt cỏ, các loại thuốc diệt nấm

+ Nước chảy tràn: Nước chảy tràn trên mặt đất do nước mưa, rửa

đường xá

+ Nước thải sản xuất trong khai thác than hầm lò: Là nước thải do

các hoạt động sản xuất khai thác than hầm lò sinh ra như đào lò, nước thu tại các vỉa than, nước thẩm thấu qua các lớp đất đá, nước chảy tràn mặt bằng khu khai thác, nước rửa than(Trịnh Lê Hùng, 2006)[12]

- Sự hình thành nước thải trong quá trình khai thác than

Trong quá trình khai thác, nước thải mỏ than được hình thành từ ba nguồn chính: nước bơm từ các cửa lò của mỏ hầm lò, từ các moong của mỏ lộ thiên, nước thải từ các nhà mày sàng tuyển các bãi thải, kho than, được thải ra các sông suối Trong than có nhiều chất với thành phần hoá học khác nhau như lưu huỳnh, Fe, Mn…do đó khi ở trong than nước phân huỷ nhiều các chất có trong than và đất đá ở mỏ tạo thành nước thải mỏ với đặc điểm chung mang tính axít, hàm lượng Fe, Mn và hàm lượng cặn lơ lửng trong

nước cao(Đặng Xuân Thường, 2016)[6]

- Các thông số đặc trưng của nước thải công nghiệp khai thác than

Tổng chất rắn (TSS) là thành phần đặc trưng nhất của nước thải, nó bao gồm các chất rắn không tan lơ lửng (SS), chất keo và hòa tan (DS) Chất rắn

lơ lửng có kích thước hạt 10-40mm có thể lắng được và không lắng được (dạng keo)

+ Nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD) và hóa học (COD):

Mức độ nhiễm bẩn nước thải bởi chất hữu cơ có thể xác định theo lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa chất hữu cơ dưới tác động của vi sinh vật hiếu khí và được gọi là nhu cầu ôxy cho quá trình sinh hóa

+ Nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD):

Là chỉ tiêu rất quan trọng và tiện dùng để chỉ mức độ nhiễm bẩn của nước thải bởi các chất hữu cơ Trị số BOD đo được cho phép tính toán lượng ôxy hòa tan cần thiết để cấp cho các phản ứng sinh hóa của vi khuẩn diễn ra trong quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ có trong nước thải

+ Nhu cầu ôxy hóa học (COD):

Là lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ và một phần nhỏ các chất vô cơ dễ bị ôxy hóa có trong nước thải Việc xác định COD có thể tiến hành bằng cách cho chất ôxy hóa mạnh vào mẫu thử nước thải trong môi trường axít

+ Ôxy hòa tan (DO):

Nồng độ ôxy hòa tan trong nước thải trước và sau xử lý là chỉ tiêu rất quan trọng Trong quá trình xử lý hiếu khí luôn phải giữ nồng độ ôxy hòa tan trong nước thải từ 1,5 ÷ 2 mg/l để quá trình ôxy hóa diễn ra theo ý muốn và không chuyển sang trạng thái yếm khí Ôxy là khí có độ hòa tan thấp và nồng

độ ôxy hòa tan phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ muối có trong nước

+ Trị số pH:

Trị số pH cho biết nước thải có tính trung hòa, tính axit hay tính kiềm Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất nhạy cảm với sự dao động của trị số pH

+ Các kim loại:

Trong nước thải khai thác than có rất nhiều các kim loại nhưng đáng chú ý nhất là Sắt (Fe), Mangan (Mn) và Asen (As), các kim loại này có sẵn trong các vỉa than do trầm tích các bon sinh ra và hoà tan vào nước thải mỏ trong quá trình khai thác than(Trần Văn Ngân, Lê Thị Nga, 2002)[11]

- Tính chất chung của nước thải mỏ than

Trong than có nhiều chất với thành phần hoá học khác nhau như Lưu huỳnh, Fe, Mn…do đó khi ở trong than nước phân huỷ nhiều các chất có trong than và đất đá ở mỏ tạo thành nước thải mỏ với đặc điểm chung mang tính axít, hàm lượng Fe, Mn và hàm lượng cặn lơ lửng trong nước cao

Lưu huỳnh trong than tồn tại ở dạng vô cơ và hữu cơ, nhưng ở dạng vô

cơ chiếm tỷ trọng cao Lưu huỳnh vô cơ ở dạng khoáng pyrit hay chalcopyrit, khi bị oxy hoá trong môi trường có nước sẽ tạo thành axít theo phản ứng sau:

- FeS2 + 7/2 O2 + H2O > FeSO4 + H2SO4 (1)

- 2FeSO4 + 1/2 O2+ H2SO4 > Fe2(SO4)3 + H2O(2)

- FeS2 + Fe2(SO4)3 > 3 FeSO4 + 2S (3)

- S + H2O + 3/2 O2 > H2SO4(4)

- Fe2(SO4)3 + 2H2O > 2Fe(OH)SO4 + H2SO4(5)

Đối với nước mưa rửa trôi bề mặt công trường:Trên bề mặt đất công

trường có nhiều chất với thành phần hoá học khác nhau nhưng với hàm lượng nhỏ không đáng kể, tuy nhiên lượng đất đá bị rửa trôi theo bề mặt lớn do trên công trường không có thảm thực vật Mặt khác, tại khu vực sửa chữa cơ khí có thể có hàm lượng dầu nhất định Tại khu vực sinh hoạt, khi có chất thải sinh hoạt nếu không được thu gom xử lý cũng làm cho nước có hàm lượng BOD, Colifrom cao(Đặng Xuân Thường, 2016)[6]

Để đánh giá ô nhiễm nước thải mỏ ta phải căn cứ vào các chỉ tiêu vật

lý, hóa học và sinh học của nó bao gồm: độ pH, tổng chất rắn lơ lửng (TSS),

độ ôxy hòa tan (DO), nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu ôxy sinh học (BOD), các hợp chất của nitơ (NH4

+

, NO2 -

, NO3

-), Sunphat, hàm lượng kim loại Các giá trị của những chỉ tiêu này được so sánh với giá trị giới hạn cho phép được quy định trong QCVN 40:2011/BTNMT

2.2.Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải mỏtrên Thế giới vàViệt Nam

2.2.1 Tình hình nghiên cứu công nghệ lắng Lamen trên Thế giới

Lắng Lamen (Lamella) hay còn gọi là lắng bản mỏng (Inclined Plate Clarifier) xuất hiện tại các nước châu Âu vào những năm cuối thế kỷ 19 Các bằng sáng chế về các cải tiến thiết bị lắng Lamen được công khai khá sớm, một trong số đó là bằng sáng chế ghi nhận tại Anh vào ngày 20-1-1886 (Parkson Corporation, 2012)[4] Đến năm 1904 bể lắng Lamen được thiết kế

và tính toán lý thuyết bởi kỹ sư người Anh, ông Allen Hazen, tác giả của công thức Hazen-Williams mà ta thường dùng trong tính toán thủy lực đường ống dẫn nước Hazen đã chứng minh về hiệu quả lắng trong bể lắng ngang không phụ thuộc vào chiều sâu bể lắng mà chỉ phụ thuộc vào diện tích bề mặt bể lắng Điều này giải thích vì sao khi đưa các tấm bản mỏng vào đặt song song

với đáy bể lắng thì hiệu quả lắng tăng rõ rệt.(Meurer Research Inc, 2013)[16]

Trong quá trình cải tiến, người ta đặt nghiêng các tấm lắng theo nhiều góc khác nhau, cho tới ngày nay hầu hết các tấm Lamen được đặt nghiêng 600 so với mặt nằm ngang

Tấm lắng Lamen là một loại thiết bị được thiết kế nhằm loại bỏ các hạt

vô cơ tạm chất cặn lắng lơ lửng ra khỏi dòng nước thải Chúng được sử dụng trong xử lý nước sơ cấp thay cho những bể lắng thông thường chúng được sử dụng trong trong ngành công nghiệp xử lý nước Không giống như công nghệ

xử lý nước thông thường công nghệ này sử dụng tấm làm lắng nghiêng có hiệu quả lớn trong việc giảm thiểu các cạn vô cơ Lưu lượng nước dòng vào được giữ ổn định Các hạt rắn vô cơ bắt đầu lắng xuống và được tích tụ khay thu bùn ở dưới đấy của hợp khối[Parkson Corporation,2012)[18]

Công nghệ này có thể sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp bao gồm khai thác mỏ xử lý nước ngầm nước công nghiệp và nước rửa ngược từ các bộ lọc cát(Monroe Environmental Corp, 2013)[17] Ứng dụng có thể kể đến của công nghệ này có hiệu quả ở giai đoạn tiền xử lý nước thải trước khi dòng chảy được xử lý bộ lọc màng hoặc lọc cát và được xem là một trong những lựa chọn tốt nhất để xử lý trước các bộ lọc màng Nhờ công nghệ này có thể duy trì chất lượng nước ổn định và cần thiết cho màng mà không cần sử dụng hóa chất Có thể coi đây là một biện pháp tiết kiệm chi phí sử dụng hóa chất

và hạn chế thiệt hại cho màng, vì quá trình lọc màng sẽ không thể làm việc tốt

nếu các hạn cặn vô cơ lớn trong chất keo tụ(McKean và cs, 2010)[15]

Công nghệ lắng Lamen cũng được sử dụng trong xử lý nước thải đô thị Việc áp dụng tấm lắng lamen có thể được tích hợp vào hệ thống xử lý hoặc trong quá trình đơn lẻ nhằm mục đích xử lý sơ bộ trước khi cung cấp cho các công nghệ xử lý hiện tại.Có thể thấy hiệu quả của công nghệ Lamen khác với những công nghệ xử lý nước thải khác hiện nay là hiệu quả lắng đọng các hạt

vô cơ, mùn hữu cơ là rất caodo công nghệ này sử dụng những tấm nhựa

nghiêng có độ dốc khoảng 600

Mặc dù công nghệ này đã cải tiến và đạt được hiệu quả xử lý hơn rất nhiều so với công nghệ truyền thống tuy nhiên vẫn tồn tại nhược điểm như chỉ xử lý được một số dòng thải đặc trưng mà không thể

xử lý được tất cả các dòng thải, chất thải thải ô nhiễm Với yêu cầu dòng thải ban đầu cần phải sàng lọc loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn(McKean và

cs, 2010)[15]

2.2.2 Tình hình nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải mỏ tại Việt Nam

2.2.2.1 Công nghệ xử lý nước thải mỏ đang áp dụng hiện nay tại Quảng Ninh

a Hệ thống xử lý nước thải ở Xí nghiệp than Cao Thắng

Hệ thống xử lý này là một hệ thống bể gồm nhiều ngăn, các ngăn được chứa đầy các hạt đá vôi Nước thải có tính axít mạnh khi đi qua các lớp đá vôi

sẽ xảy ra phản ứng để tạo Ca(HCO3)2, Ca(OH)2 khử tính axít 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 không cao

b Hệ thống xử lý nước thải cho nhà sàng Mạo Khê

Nguồn thải được tập trung từ các cửa lò –25; cửa lò +30 có lưu lượng khoảng 100m3/giờ Tính chất của nước thải: pH từ 67,5; hàm lượng TSS, Fe,

Mn cao

Nước từ các nguồn 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 Bố trí 01 máy bơm bùn để hút bùn từ đáy hồ Bùn được đưa lên sân phơi bùn, nước róc từ bùn lại dẫn vào mương nước tại đầu vào

Hệ thống xử lý này có các ưu nhược điểm sau:

+Ưu điểm: Chi phí xây dựng thấp, chi phí vận hành thấp

+Nhược điểm: Yêu cầu phải có diện tích rộng để xây dựng, tính ổn định

của chất lượng nước đầu ra chưa cao, không xử lý được tính axít của nước thải mỏ

c Hệ thống xử lý nước thải của lò mức - 51 Hà Lầm

Hệ thống được thiết kế với công suất 1200 m3/ngày đêm, xử lý toàn bộ nước thải bơm từ lò –51 Hà Lầm Nước thải ở đây vừa mang tính axit vừa có hàm lượng chất rắn lơ lửng, Fe, Mn cao

Nguyên lý hoạt động: Nước thải được bơm từ mức –51 vào bể khuấy Tại bể khuấy trộn, được bổ sung thêm sữa vôi để điều chỉnh độ pH, dung dịch polyme keo tụ chất rắn lơ lửng, sau đó được chuyển sang bể lắng Tại đây hạt

bị keo tụ sẽ lắng xuống, nước sạch được đưa vào hệ thống thoát nước của khu vực Bùn lắng của quá trình keo tụ được bơm lên sân phơi bùn Hệ thống xử

lý nước này có ưu nhược điểm sau(Đặng Xuân Thường,2016)[6]

+ Không tốn diện tích cho xây dựng công trình

- Nhược điểm: Vốn đầu tư cho công trình lớn, chi phí vận hành cao 2.2.2.2 Công nghệ lắng Lamen trong xử lý nước thải mỏ tại bãi sàng tuyển,

chế biến Uông Thượng – Công ty than Uông Bí

Hệ thống công nghệ xử lý nước:

Công nghệ xử lý nước thải bãi chế biến và sàng tuyển than Uông

Thượng được kết hợp giữa các phương pháp xử lý là keo tụ + lắng Lamen+ lọc nhanh trọng lực + khử trùng

Trong đó, tấm lắng Lamen giúp tối ưu hóa sự lắng đọng trầm tích (các hạt cặn lơ lững trong nước) nâng cao hiệu quả quá trình tách cặn trong xử lý nước Hiệu quả lắng của các hạt riêng rẽ trong dòng chảy ngang phụ thuộc

vào tiết diện lắng

Hiệu quả lắng của công nghệ lắng Lamen không phụ thuộc vào chiều cao của bể lắng nên dẫn đến suy luận là thiết kế các bể lắng chỉ có độ sâu tối thiểu để tăng cường hiệu quả lắng Trong hợp khối lắng Lamen, dòng nước chảy từ phía dưới lên nhưng không theo phương thẳng đứng (như trong bể lắng đứng ) hoặc theo phương nằm ngang (như trong bể lắng ngang) mà theo phương nghiêng với độ dốc khoảng 600

so với phương nằm ngang Trong khi nước chuyển động hướng lên phía trên với tốc độ đủ chậm để tạo ra dòng chảy phẳng ( không có xáo trộn, xoáy) bùn sẽ lắng vào tấm nghiêng hoặc phía dưới của thành ống phía trong, do có độ dốc lớn nên bùn sẽ trượt xuống dưới

về khoang thu bùn(Công ty than Uông Bí,2016)[3]

Hình 2.1: Công nghệ lắng Lamen tại Công ty than Uông Bí

* Ưu điểm của hệ thống:

- Hệ thống có thể xử lý nước đạt hầu hết các yêu cầu xả thải loại A-QCVN 40:2011/BTNMT

- Nước thải được tập trung trước khi xử lý, đồng thời bể lắng sơ cấp được đặt ở vị trí thấp nhất của khu vực bãi chế biến nên đã thu gom triệt

để được lượng nước thải

- Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước chủ yếu là than nên việc

xử lý đơn giản hơn (theo nguyên lý lắng trọng lực) chi phí xử lý đã được giảm xuống đáng kể

- Thiết bị của hệ thống được thiết kế phù hợp với công suất cũng như về mặt thẩm mỹ và tiết kiệm diện tích khu vực xử lý Từ đó kéo theo giảm thiểu chi phí hiệu quả kinh tế của hệ thống

* Nhược điểm của hệ thống:

- Vì là công nghệ xử lý nước thải đầu tiên của công trường mà công nhân không có chuyên môn nên còn vẫn nhiều hạn chế về mặt kỹ thuật cũng như vận hành hệ thống

- Tính chất nguồn nước thải mỏ thường xuyên thay đổi nên biện pháp xử lý cũng cần những thay đổi cho linh hoạt

- Hóa chất sử dụng là sút, PAC, PAM có thể gây độc hại cho người vận hành

2.3 Tổng quan về công ty than Uông Bí

2.3.1 Lịch sử hình thành

Công ty than Uông Bí được thành lập ngày 19/4/1979 tại quyết định số 20/ĐT-TCCB của Bộ trưởng Bộ Điện và Than, công ty là đơn vị trực thuộc

Bộ điện và than trực tiếp quản lý toàn bộ các Đơn vị sản xuất, xây dựng của

Bộ ở vùng than Uông Bí, Đông Triều trên cơ sở hợp nhất Công ty Xây lắp Uông Bí và các mỏ sản xuất trước đây như Mỏ Mạo Khê, Vàng Danh, Cơ điện Uông Bí, ban kiến thiết mỏ Yên Tử để tổ chức một liên hiệp sản xuất

và xây dựng Là một đơn vị kinh tế thực hiện nhiệm vụ khai thác than để đảm bảo an ninh năng lượng theo yêu cầu của nhà nước để xây dựng và phát triển

tổ quốc Để đáp ứng yêu cầu đổi mới, phát triển trước xu thế hội nhập quốc tế của Việt Nam nói chung và của ngành than nói riêng Ngày 28/11/2005 Bộ công nghiệp đã có quyết định số 3911/QĐ-BCN về việc chuyển Công ty than Uông Bí thành Công ty TNHH một thành viên than Uông Bí(Công ty than Uông Bí,2015)[4]

2.3.2 Tổ chức bộ máy

Tổ chức bộ máy Công ty than Uông Bí được sắp xếp theo sơ đồ sau:

Hình 2.2 : Sơ đồ tổ chức bộ máy công ty than Uông Bí

2.3.3 Công nghệ chế biến, sàng tuyển than

Than nguyên khai được vận chuyển về bãi chứa và sàng phân loại qua

02 hệ thống sàng 500 tấn/ca và 1.000 tấn/ca Hệ thống sàng phân loại được chia làm hai cấp:

- Cấp 1: Sàng trượt trên lưới kích thước 200x200mm để loại bỏ đá quá cỡ

- Cấp 2: Sàng rung tách don và than cám qua hai tầng lưới 50mm và 15 mm

* Sản phẩm sàng tuyển khô gồm 3 loại như sau:

+ Loại than cám: Sản phẩm than cám khô thương phẩm có kích thước 0-15mm được băng tải ra đánh đống chờ tiêu thụ;

+ Loại than don: Sản phẩm có kích thước 15-50mm được chuyển qua băng tải than don đánh đống sau đó chuyển tới hệ thống tuyển máng rửa kết hợp tuyển huyền phù

+ Loại có kích thước trên 50mm được nhặt than cục và loại đá thải

- Công nghệ tuyển huyền phù (bùn nước)

Từ công đoạn tuyển huyền phù tự sinh, nước bùn được 2 bơm bùn bơm tuần hoàn trở lại máy tuyển và một phần được thải ra hồ chứa bùn.Nước trong được cấp từ các bể chứa nước (bơm từ đập ngăn nước suối phía Tây khu chế biến) về bể nước trong hồ lắng bùn thông qua hệ thống đường ống tự chảy với lưu lượng 15m3/h Từ hệ thống bể lắng bùn, nước trong được bơm trở lại cho dây chuyền tuyển, bùn đặc được bốc xúc phơi khô và được pha trộn tiêu

thụ(Báo cáo Đánh giá tác động môi trường,2010)[1]

2.3.4 Nhu cầu sử dụng nước và xả thải của đơn vị

2.3.4.1 Nhu cầu sử dụng nước

a/ Về nhu cầu sử dụng nước :

Bảng 2.1 Nhu cầu sử dụng nước tại đơn vị

Nhu cầu sử dụng nước tại đơn vị Lượng nước

Nước phục vụ dập bụi trong quá trình sàng tuyển ( 40 vòi

phun sương)

36m3

Nước bổ sung trong quá trình sàng tuyển huyền phù 100m3/ng.đ

Nhu cầu nước cấp cho sinh hoạt

- Nước cấp cho nhà vệ sinh khu điều hành:

- Nước cấp sinh hoạt cho khu nhà ăn:

9,6 m3/ng.đ 14,4m3/ng.đ

Tổng lượng nước Bãi chế biến sử dụng : 165 m 3 /ngày.đ

2.3.4.2 Nhu cầu xả thải

a Tại khu vực sản xuất

- Lưu lượng nước thải phát sinh:

Khu vực bãi chế biến Uông Thượng là địa hình đồi núi xen kẽ là các suối do vậy nước mặt.Tại khu vực chỉ phát sinh nước mưa chảy tràn, lượng nước 211 m3/ng.đ Tính trong ngày có lượng mưa lớn nhất 125mm (theo nguồn từ Trạm Khí tượng thủy văn Uông Bí, năm 2005 - 2011), lượng nước chảy tràn ngày là: 5.600 m3/ng.đ

- Lưu lượng nước xả thải:

Lưu lượng nước xả phụ thuộc vào lượng nước được bơm qua hệ thống sàng tuyển than với 2 mức độ lưu lượng bơm trung bình 150m3/ng.đ và lưu lượng bơm tối đa 1.125m3/ng.đ(Công ty than Uông Bí,2016)[3]

Chương 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu

- Công nghệ lắng Lamen trong xử lý nước thải tại mỏ than Uông Thượng- phường Vàng Danh-TP.Uông Bí-Quảng Ninh

3.1.2 Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi về không gian nghiên cứu : Đề tài nghiên cứu trong giới

hạn khu vực bãi chế biến và khai thác than tại công trường Uông Thượng- P.Vàng Danh- TP.Uông Bí – Quảng Ninh

- Phạm vi về thời gian : Từ ngày 25/07/2016 đến ngày 01/11/2016

- Phạm vi về nội dung nghiên cứu: Đề tài đánh giá hiệu quả của

công nghệ lắng Lamen trong xử lý nước thải mỏ tại công trường Uông Thượng- Công ty Than Uông Bí

3.2 Nội dung nghiên cứu

3.2.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực Uông Thượng- phường Vàng Danh- TP.Uông Bí

- Thu thập số liệu, phân tích điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, môi trường có liên quan đến hoạt động sản xuất khai thác than Công ty than Uông

Bí tại phường Vàng Danh – TP.Uông Bí

3.2.2 Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường nước thải do hoạt động khai thác than, chế biến than tại công trường Uông Thượng

- Đánh giá hiện trạng ô nhiễm của nước thải của tại mỏ Uông Thượng dựa vào kết quả phân tích mẫu nước trước và sau xử lý