Đánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than tại Trạm xử lý nước thải Tân Lập Công ty TNHH MTV Khai Thác Khoáng Sản, Hà Tu Hạ Long Quảng Ninh (Khóa luận tốt nghiệp)

Đánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than tại Trạm xử lý nước thải Tân Lập Công ty TNHH MTV Khai Thác Khoáng Sản, Hà Tu Hạ Long Quảng NinhĐánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than tại Trạm xử lý nước thải Tân Lập Công ty TNHH MTV Khai Thác Khoáng Sản, Hà Tu Hạ Long Quảng NinhĐánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than tại Trạm xử lý nước thải Tân Lập Công ty TNHH MTV Khai Thác Khoáng Sản, Hà Tu Hạ Long Quảng NinhĐánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than tại Trạm xử lý nước thải Tân Lập Công ty TNHH MTV Khai Thác Khoáng Sản, Hà Tu Hạ Long Quảng NinhĐánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than tại Trạm xử lý nước thải Tân Lập Công ty TNHH MTV Khai Thác Khoáng Sản, Hà Tu Hạ Long Quảng NinhĐánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than tại Trạm xử lý nước thải Tân Lập Công ty TNHH MTV Khai Thác Khoáng Sản, Hà Tu Hạ Long Quảng NinhĐánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than tại Trạm xử lý nước thải Tân Lập Công ty TNHH MTV Khai Thác Khoáng Sản, Hà Tu Hạ Long Quảng NinhĐánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than tại Trạm xử lý nước thải Tân Lập Công ty TNHH MTV Khai Thác Khoáng Sản, Hà Tu Hạ Long Quảng NinhĐánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than tại Trạm xử lý nước thải Tân Lập Công ty TNHH MTV Khai Thác Khoáng Sản, Hà Tu Hạ Long Quảng NinhĐánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than tại Trạm xử lý nước thải Tân Lập Công ty TNHH MTV Khai Thác Khoáng Sản, Hà Tu Hạ Long Quảng NinhĐánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than tại Trạm xử lý nước thải Tân Lập Công ty TNHH MTV Khai Thác Khoáng Sản, Hà Tu Hạ Long Quảng Ninh

LỘC VĂN DŨNG

Tên đề tài:

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC THẢI HẦM LÒ MỎ THAN TẠI TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI TÂN LẬP - CÔNG TY TNHH MTV KHAI THÁC KHOÁNG SẢN,

HÀ TU - HẠ LONG - QUẢNG NINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

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

Thái Nguyên, năm 2018

LỘC VĂN DŨNG

Tên đề tài:

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC THẢI HẦM LÒ MỎ THAN TẠI TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI TÂN LẬP - CÔNG TY TNHH MTV KHAI THÁC KHOÁNG SẢN,

HÀ TU - HẠ LONG - QUẢNG NINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

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

Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Đỗ Thị Lan

Thái Nguyên, năm 2018

LỜI CẢM ƠN

Thực tập tốt nghiệp là một giai đoạn cần thiết và rất quan trọng của mỗi

sinh viên sau những ngày tháng ngồi trên ghế giảng đường, là giai đoạn then

chốt, quan trọng để sinh viên củng cố hành trang cuối cùng trước khi ra ngoài

xã hội làm việc, vì đó là thời gian để sinh viên tiếp cận với thực tế, nhằm củng

cố và vận dụng những kiến thức đã học được tại trường

Được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa

Môi trường, em đã được về thực tập tại Viện kỹ thuật và công nghệ môi

trường Đến nay em đã hoàn thành giai đoạn thực tập tốt nghiệp

Lời đầu em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới:

Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

Ban chủ nhiệm khoa và tập thể thầy, cô trong khoa Môi trường đã tận

tình chỉ bảo, giúp đỡ tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình học tập

Ban lãnh đạo và toàn thể các cán bộ công nhân viên của Công ty Môi

Trường Việt – Sing, Viện kỹ thuật và công nghệ môi trường và Công ty

TNHH MTV Khai thác khoáng sản đã tạo điều kiện, giúp đỡ, chỉ bảo em

trong suốt quá trình thực tập vừa qua và đã giúp đỡ em trong việc thu thập số

liệu để hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp

Đặc biệt em xin chân thành cản ơn sự quan tâm, chỉ bảo, hướng dẫn tận

tình của cô PGS.TS Đỗ Thị Lan đã giúp đỡ em trong suốt quá trình thực

hiện và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp

Cuối cùng em xin được gửi tới gia đình, người thân, bạn bè đã luôn

động viên giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiêm cứu cũng như

trong thời gian thực hiện đề tài những lời cảm ơn chân thành nhất

Em xin chân thành cảm ơn !

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018

Sinh viên Lộc Văn Dũng

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 4.1 Lượng mưa và nhiệt độ không khí trung bình của khu vực mỏ than

Tân Lập theo trạm Bãi Cháy 26 Bảng 4.2 Tốc độ gió trung bình nhiều năm và độ ẩm trung bình đo tại trạm

Bãi cháy 26 Bảng 4.3 Tổng số giờ nắng trung bình của khu vực mỏ than Tân Lập theo

trạm Bãi Cháy 27 Bảng 4.4 Hệ thống các vỉa than của mỏ Tân Lập thuộc Công ty TNHH MTV

Khai thác khoáng sản 29 Bảng 4.5 Cơ sở vật chất kỹ thuật sử dụng cho khai thác, sản xuất than của

Công ty 34 Bảng 4.6 Kết quả phân tích chất lượng nước thải hầm lò chưa qua xử lý của

mỏ Tân Lập trong 4 đợt (07/08 đến 20/11/2017) 36 Bảng 4.7 Kết quả phân tích chất lượng nước thải hầm lò đã qua xử lý của mỏ

Tân Lập trong 4 đợt (07/08 đến 20/11/2017) 48

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 2.1 Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ của công ty 12

Hình 4.1 Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực mỏ than Tân Lập thuộc Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản 24

Hình 4.2 Sơ đồ quy trình khai thác sản xuất than hầm lò của Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản 33

Hình 4.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải hầm lò mỏ Tân Lập 39

Hình 4.4 Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ pH 49

Hình 4.5 Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ TSS 50

Hình 4.6 Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ Fe 50

Hình 4.7 Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ Mn 51

Hình 4.8 Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ Zn 51

Hình 4.9 Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ Pb 52

Hình 4.10 Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ Cu 52

Hình 4.11 Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ As 52

Hình 4.12 Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ Coliform 53 Hình 4.13 Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ dầu mỡ khoáng 54

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chú thích

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC BẢNG ii

DANH MỤC HÌNH iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv

MỤC LỤC v

Phần 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 3

1.2.1 Mục tiêu tổng quát 3

1.2.2 Mục tiêu cụ thể 3

1.3 Yêu cầu của đề tài 3

1.4 Ý nghĩa của đề tài 3

1.4.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài 3

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 4

Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

2.1 Cơ sở khoa học 5

2.1.1 Một số khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước 5

2.1.2 Một số thông số đánh giá chất lượng nước thải 7

2.2 Cơ sở pháp lý 9

2.3 Cơ sở thực tiễn 10

2.3.1 Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ 11

2.3.2 Tính chất chung của nước thải mỏ than 13

2.3.3 Một số phương pháp xử lý nước thải 15

2.3.4 Một số biện pháp, công nghệ xử lý nước thải hầm lò đem lại hiệu

quả cao 17

Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

3.1 Đối tượng nghiên cứu 20

3.2 Phạm vi nghiên cứu 20

3.3 Nội dung nghiên cứu 20

3.4 Phương pháp nghiên cứu 20

3.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu 20

3.4.2 Phương pháp lấy mẫu và phân tích 21

3.4.3 Phương pháp phân tích tổng hợp, xử lý số liệu 22

3.4.4 Phương pháp so sánh 22

3.4.5 Phương pháp khảo sát thực địa 22

Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 23

4.1 Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực mỏ than Tân Lập 23

4.1.1 Điều kiện tự nhiên 23

4.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 29

4.2 Khái quát tổng quan về Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản 30

4.2.1 Quá trình hình thành và phát triển của công ty 30

4.2.2 Quy trình công nghệ khai thác than hầm lò của công ty 32

4.2.3 Điều kiện cơ sở vật chất kỹ thuật sử dụng cho khai thác, sản xuất than của công ty 33

4.3 Hiện trạng xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò và quy trình xử lý nước thải hầm lò của Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản 35

4.3.1 Hiện trạng nước thải hầm lò của Công ty cổ TNHH MTV Khai thác khoáng sản 35

4.3.2 Quy trình thu gom và xử lý nước thải hầm lò của Công ty TNHH

MTV Khai thác khoáng sản 38

4.4 Đánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than tại trạm xử lý nước thải Tân Lập 47

4.5 Những ưu nhược điểm của hệ thống 55

4.5.1 Ưu điểm 55

4.5.2 Khó khăn 55

Phần 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56

5.1 Kết luận 56

5.2 Kiến nghị 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 PHỤ LỤC

có được, đó là tài nguyên khoáng sản, cảnh quan và các điều kiện tự nhiên thuận lợi cho phát triển công nghiệp khai thác khoáng sản, cảng biển, du lịch, nuôi trồng thuỷ sản

Song song với những tiềm năng, triển vọng và thành tựu kinh tế đã đạt được trong nhiều năm qua, Quảng Ninh cũng đang đối mặt với những thách thức không nhỏ về môi trường Trên một địa bàn hẹp (đặc biệt tại khu vực thành phố Hạ Long là nơi trung tâm của tỉnh), nhiều hoạt động kinh tế - xã hội đồng thời phát triển như khai thác than, sản xuất vật liệu xây dựng,du lịch

- dịch vụ đã gia tăng sức ép lên môi trường sinh thái và các hệ tài nguyên sinh vật

Chất lượng môi trường ở một số khu vực đã bị tác động mạnh, đa dạng sinh học suy giảm nhanh, nhiều nguồn tài nguyên môi trường đã bị khai thác cạn kiệt Điển hình là hoạt động khai thác than, hoạt động này đã đang là

nguyên nhân làm suy thoái tài nguyên, môi trường, ảnh hưởng trực tiếp đến tiềm năng phát triển kinh tế xã hội và đời sống nhân dân Một trong những vấn đề nổi cộm trong lĩnh vực môi trường mỏ là xử lý nước thải mỏ Chỉ từ năm 2008 đến nay, riêng vùng than Quảng Ninh đã có 30 trạm xử lý nước thải được hoàn thành, đi vào vận hành và hàng chục các dự án đầu tư trạm xử lý nước thải mỏ khác đang được thực hiện Mỏ than Tân Lập thuộc Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản là một trong những mỏ khai thác lộ thiên lớn ở vùng Hòn Gai có trạm xử lý đang hoạt động Việc hoạt động sản xuất, khai thác của mỏ than ngày càng tăng dẫn tới nhiều vấn đề về ô nhiễm môi trường do chất thải phát sinh từ các hoạt động của mỏ, việc xử lý nước thải không tránh khỏi những hạn chế nhất định về công nghệ cần phải xem xét đánh giá

Vì vậy, nghiên cứu, đánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than tại Trạm xử lý nước thải Tân Lập - Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản, Hà Tu - Hạ Long - Quảng Ninh nhằm phân tích, đánh giá hiện trạng môi trường; làm rõ các tác động của hoạt động khái thác khoáng sản tới môi trường là yêu cầu cấp thiết, nhằm đề xuất các giải pháp xử

lý, thích hợp áp dụng trong hoạt động khoáng sản nhằm hạn chế và khắc phục

ô nhiễm môi trường nước tiến tới góp phần đảm bảo sự phát triển bền vững của hoạt động sản xuất khoáng sản trên địa bàn vùng Hòn Gai - Quảng Ninh

và triệt tiêu được các mối nguy hiểm ảnh hưởng đến đời sống con người, chất lượng môi trường nước được đảm bảo tại khu vực Những vấn đề môi trường hàng ngày đã và đang xảy ra và còn tiếp tục gặp phải trong tương lai, với đà phát triển việc khai thác than, khoáng sản khác như hiện nay và dự kiến trong tương lai

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, được sự đồng ý của trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, khoa Môi trường em đã tiến hành nghiên cứu đề tài:

“Đánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than tại Trạm xử lý nước thải Tân Lập - Công ty TNHH MTV Khai Thác Khoáng Sản, Hà Tu - Hạ Long - Quảng Ninh”

1.2 Mục tiêu của đề tài

1.2.1 Mục tiêu tổng quát

- Thông qua nghiên cứu nhằm đánh giá hiện trạng mức độ ô nhiễm của nước thải hầm lò và tìm cách khắc phục cũng như hạn chế ô nhiễm môi trường nước tiến tới góp phần đảm bảo sự phát triển bền vững cho công ty cũng như môi trường cho khu vực

- Có những nhận thức về tình hình ô nhiễm, hiện trạng của nước thải hầm lò trong quá trình khai thác mỏ hiện nay

1.2.2 Mục tiêu cụ thể

- Thông qua nghiên cứu nhằm thấy được hiện trạng nước thải hầm lò

của mỏ than Tân Lập trong quá trình khai thác, sản xuất, chế biến của công ty, đánh giá mức độ ô nhiễm, sự ảnh hưởng tới môi trường nước của khu vực

- Đánh giá được hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò

mỏ than tại trạm xử lý nước thải Tân Lập

1.3 Yêu cầu của đề tài

- Số liệu, tài liệu liên quan đến đề tài phải thu thập một cách khách quan, trung thực, chính xác

- Các mẫu nghiên cứu phải đại diện cho khu vực lấy mẫu trên địa bàn nghiên cứu và số mẫu phải đủ để phân tích so sánh, cụ thể là ở các công trường khai thác, các hố thu nước thải hầm lò của Công ty TNHH MTV Khai

thác khoáng sản

1.4 Ý nghĩa của đề tài

1.4.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài

- Giúp em có cơ hội tiếp cận với cách thức thực hiện một đề tài nghiên cứu khoa học, giúp em vận dụng kiến thức đã học vào thực tế sau khi ra trường

- Củng cố kiến thức cơ sở cũng như chuyên ngành

- Giúp nâng cao hiểu biết về kiến thức môi trường và các phương pháp

đánh giá hiện trạng môi trường

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học:

Nâng cao kiến thức và kỹ năng rút ra kinh nghiệm thực tế phục vụ công tác bảo vệ môi trường, vận dụng nâng cao kiến thức đã học

- Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất:

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

Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Cơ sở khoa học

2.1.1 Một số khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước

- Theo khoản 1 điều 3 Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam, môi trường

được định nghĩa như sau: “Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự

nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người

và sinh vật”[7]

- Khái niệm về ô nhiễm môi trường: Theo khoản 8 điều 3 luật bảo vệ môi trường Việt Nam thì: “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của thành phần môi trường không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người, sinh vật”[7]

Trên thế giới, ô nhiễm môi trường được hiểu là việc chuyển các chất thải hoặc năng lượng vào môi trường đến mức có khả năng gây hại đến sức khoẻ con người, đến sự phát triển 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 hoá chất hoặc tác nhân vật lý, sinh học và các dạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ

- Khái niệm về ô nhiễm môi trường nước:

Ô nhiễm môi trường nước là sự thay đổi theo chiều hướng xấu đi các tính chất vật lý – hóa học – sinh học của nước, với sự xuất hiệncủa các chất lạ

ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật Làm giảm độ đa dạng sinh vật trong nước

Ô nhiễm nước là sự thay đổi thành phần và chất lượng nước không đáp ứng cho các mục đích sử dụng khác nhau, vượt quá tiêu chuẩn cho phép và có

ảnh hưởng xấu đến đời sống con người và sinh vật Khi sự thay đổi đó vượt quá ngưỡng cho phép thì sự ô nhiễm nước đã ở mức nguy hiểm và gây ra một

số bệnh ở người [3]

Suy thoái nguồn nước là sự thay đổi tính chất của nước theo chiều hướng làm suy giảm chất lượng nguồn nước, làm thay đổi tính chất ban đầu của nước Suy thoái nguồn nước có thể do ô nhiễm từ nguồn gốc tự nhiên (mưa, tuyết tan, lũ lụt,…) hay nhân tạo (do nước thải khu dân cư, bệnh viện, sản xuất nông nghiệp, nước thải công ty…) [4]

- Nguồn gốc gây ô nhiễm nguồn nước gồm:

+ Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: Do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt đưa vào môi trường nước các chất thải bẩn, các sinh vật có hại kể cả xác chết của chúng

+ Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: Quá trình thải các chất độc hại chủ yếu dưới dạng lỏng như các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vào môi trường nước [11]

- Khái niệm tiêu chuẩn môi trường: Theo khoản 6 điều 3 luật bảo vệ môi trường Việt Nam: “Tiêu chuẩn môi trường là mức giới hạn của các thông

số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được các cơ quan nhà nước và các tổ chức công bố dưới dạng văn bản tự nguyện áp dụng để bảo vệ môi trường” [7]

- Khái niệm quy chuẩn kỹ thuật môi trường: Theo khoản 5 điều 3 luật

bảo vệ môi trường Việt Nam: “Quy chuẩn kỹ thuật môi trường là mức giới

hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được

cơ quan nhà nước có thẩm quyền ban hành dưới dạng văn bản bắt buộc áp dụng để bảo vệ môi trường” [4]

- Một số khái niệm về nước thải:

+ Khái niệm về nước thải: là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng

+ Nước thải công nghiệp là nước thải phát sinh ra từ quá trình công nghệ của cơ sở sản xuất, dịch vụ công nghiệp (gọi chung là cơ sở công nghiệp), từ công ty xử lý nước thải tập trung có đầu mối nước thải của cơ sở công nghiệp [2]

2.1.2 Một số thông số đánh giá chất lượng nước thải

- Các thông số lý học:

+ Nhiệt độ: Nhiệt độ tác động đến quá trình sinh hóa diễn ra trong nguồn nước tự nhiên sự thay đổi về nhiệt độ sẽ kéo theo sự thay đổi về chất lượng nước, tốc độ, dạng phân hủy các hợp chất hữu cơ, nồng độ oxy hòa tan

+ Trị số pH: Trị số pH cho biết nước thải có tính trung hòa, tính axit hay tính bazơ pH là yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phát triển và giới hạn phát triển của vi sinh vật, quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất nhạy cảm với sự dao động của trị số pH

+ Hàm lượng chất rắn: Tổng chất rắn (TS) 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 4 - 10 mm có thể lắng được

và không lắng được (dạng keo)

+ Độ đục: Nước thải không trong suốt Các chất rắn ko tan tạo ra các huyền phù lơ lửng Các chất lỏng không tan tạo dạng nhũ tương lơ lửng hoặc tạo váng trên mặt nước Sự xuất hiện của các chất keo làm cho nước

nguồn nước thải Màu được sinh ra do sự phân giải của các chất lúc đầu không màu Màu xanh là sự phát triển của tảo lam trong nước Màu vàng biểu hiện cho

sự chuyển đổi cấu trúc sang hợp chất trung gian của các hợp chất hữu cơ Màu đen biểu hiện cho sự phân giải gần đến mức cuối cùng của các hợp chất hữu cơ

+ Mùi: Nước tinh khiết không có mùi Mùi của nước thải chủ yếu là do

sự phân huỷ các chất hữu cơ trong thành phần có chứa các nguyên tố N, P, S Xác của sinh vật khi thối rữa đã bốc mùi rất mạnh Mùi khai do Amoniac (NH3), mùi tanh do các Amin (R3N, R2NH+), Phophin (PH3), mùi thối do Hydrosunfua (H2S) Các hợp chất Indol và Scatol được sinh ra từ sự phân hủy Tryptophan – một trong 20 amino axit tạo nên protein cho sinh vật, các chất này chỉ cần vói một lượng rất nhỏ nhưng gây mùi rất thối và ám dính rất dai

+ Vị: Nước tinh khiết không có vị và trung tính với độ pH=7 Nước có

vị chua là nồng độ axit tăng (pH<7) Các axit (H2SO4, HNO3) và các oxit axit (NxOyCO2, SO2) từ khí quyển và từ nước thải công nghiệp tan trong nước là pH nước thải giảm Vị nồng độ là biểu hiện của kiềm (pH>7) Lượng amoniac sinh ra trong quá trình phân giải protein làm pH tăng Vị mặn chát do một số muối vô cơ hoà tan, điển hình là muôi ăn (NaCl)

+ Độ dẫn điện: Các muối tan trong nước phân ly thành các ion làm nước có khả năng dẫn điện Độ dẫn điện phụ thuộc vào nồng độ và độ linh động của các ion

nhưng khi hàm lượng lớn thì chúng sẽ trở thành độc hại đối với sinh vật và con người

+ Các ion như Cl-, NO3-: Khi ở mức độ nhiều thì chúng cũng gây tác hại cho sinh vật và con người

- Các thông số sinh học: Coliform là nhóm vi sinh vật quan trọng trong chỉ thị môi trường, xác định mức độ ô nhiễm bẩn về mặt sinh học của nguồn nước

2.2 Cơ sở pháp lý

- Luật Bảo vệ môi trường (BVMT) 2014 số 55/2014/QH13 đã được Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (CHXHCNVN) khóa XIII, kỳ họp thứ 7, thông qua ngày 23/6/2014 và có hiệu lực thi hành kể từ ngày 01/01/2015

- Luật tài nguyên nước số 17/2012/QH13 được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày

21/06/2012 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2013

- Luật Hóa chất số 06/2007/QH12 được Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 21 tháng 11 năm 2007

- Nghị định số 201/2013/NĐ-CP ngày 27 tháng 11 năm 2013 của Chính Phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tài nguyên nước

- Nghị định số 25/2013NĐ-CP, ngày 29/3/2013 của Chính Phủ về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải

- Thông tư số 63/2013/TTLT – BTC – BTNMT, ngày 15/5/2013 hướng dẫn thực hiện Nghị định số 25/2013/NĐ-CP, ngày 29/3/2013 của chính phủ

về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải

- Thông tư số 27/2014/TT – BTNMT ngày 30 tháng 5 năm 2014 của Chính Phủ quy định về việc đăng kí khai thác nước dưới đất, mẫu hồ sơ cấp, gia hạn, điều chỉnh, cấp lại giấy phép tài nguyên nước

- Thông tư số 06/2013/BTNMT, ngày 7/5/2013 ban hành danh mục lĩnh vực, nghành sản xuất, chế biến có nước thải chứa kim loại nặng phục vụ tính phí bảo vệ môi trường đối với nước thải

- Thông tư 02/2009/TT-BTNMT ngày 19 tháng 03 năm 2009 của Bộ tài nguyên và môi trường về quy định đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước

- Quyết định số 1714/QĐ-UBND ngày 29 tháng 5 năm 2009 của Uỷ ban nhân dân tỉnh Quảng Ninh quy định quản lý tài nguyên nước trên đại bàn tỉnh Quảng Ninh

- Quyết định số 3594/QĐ-UBND ngày 28 /12/2012 của Uỷ ban nhân dân tỉnh Quảng Ninh về việc phê duyệt quy hoạch tài nguyên nước tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2010 – 2020, định hướng đến năm 2030

- QCVN 08:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt

- Quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam QCVN 24:2009/BTNMT, quy chuẩn

kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải

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

- QCVN 02:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt

- TCVN 7957:2008: Tiêu chuẩn về thiết kế hệ thống xử lý nước thải

2.3 Cơ sở thực tiễn

Trên thế giới và ở nước ta quá trình khai thác than là ngành công nghiệp tác động trực tiếp đến tài nguyên lòng đất và nhiều yếu tố môi trường như đất, nước, không khí, rừng và các loài sinh vật, cảnh quan Môi trường các vùng khai thác và chế biến than dễ bị suy thoái và ô nhiễm

Than ở Việt nam được khai thác hơn 100 năm nay, đã tạo tiền đề cho

sự phát triển của nhiều ngành kinh tế khác, nguồn lợi kinh tế do than mang lại tuy rất lớn nhưng hoạt động khai thác than lại làm ảnh hưởng xấu đến các dạng tài nguyên thiên nhiên và môi trường sống Đặc biệt các hoạt động khai thác, vận tải, sàng tuyển, bốc dỡ, cung ứng than đã gây ô nhiễm môi trường ở quy mô rộng lớn và mức độ nghiêm trọng Các hoạt động phát triển than đã làm suy thoái và ô nhiễm không khí, đất và nước Để ngành than phát triển bền vững, ngoài việc đầu tư áp dụng những công nghệ sản xuất tiên tiến, có năng suất cao, ít gây ô nhiễm môi trường, còn cần phải quan tâm xây dựng, thực hiện kế hoạch quản lý môi trường và áp dụng những giải pháp kỹ thuật, công nghệ thích hợp để sử lý và giảm thiểu ô nhiễm môi trường nói chung, đặc biệt là môi trường nước và khí, vì nước và khí là yếu tố không thể thiếu được cho sinh hoạt của con người, và cho các hoạt động sản xuất, dịch vụ, giải trí khác

Tác nhân gây ô nhiễm chủ yếu trong hoạt động sản xuất than là bụi và các khí thải sinh ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu của các động cơ đốt trong, các khí thải sinh ra từ quá trình trầm tích của các bon dưới sự phân hủy của vi khuẩn kỵ khí như CH4, SOx, COx Lượng phát thải các tác nhân này chủ yếu phụ thuộc vào khối lượng các chỉ tiêu sản xuất như khối lượng đất đá bóc, khối lượng vận tải, sàng tuyển…

2.3.1 Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ

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 ba loại nước thải nêu trên, nước thải hầm bơm từ các cửa lò có số lượng lớn

và nồng độ các chất ô nhiễm trong đó cao hơn nhiều so với các loại nước thải khác

Hình 2.1 Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ của công ty

- Nước thải trong quá trình khai thác dưới hầm lò khi khai thác than hầm lò người ta đào các đường lò trong lòng đất, dùng các biện pháp kỹ thuật

để lấy than ra Nước ngầm, nước chứa trong các lớp đất đá chảy ra các đường

lò rồi theo hệ thống thoát nước đưa ra khỏi cửa lò hoặc được dẫn vào các hầm chứa nước tập trung rồi dùng bơm để bơm ra ngoài

- Nước thải từ khai trường lộ thiên khi khai thác than lộ thiên, người ta phải bóc lớp đất đất đá phía bên trên để lấy các vỉa than nằm bên dưới, quá trình khai thác như vậy đã tạo ra các moong Nước mưa chảy tràn bề mặt kéo theo bùn đất, bùn than, các chất hòa tan xuống moong Một số khu vực nước còn có nước ngầm thâm nhập vào moong Nước chứa đựng trong các moong khai thác được tháo hoặc bơm ra khỏi khai trường, loại nước này gọi là nước thải do khai thác than lộ thiên vào mùa khô lưu lượng nước thải nhỏ hơn mùa mưa

- Nước thải từ các nhà mày sàng tuyển quá trình rửa than hoặc tuyển than người ta thường dùng nước Sau quá trình tuyển, nước được qua các bể

cô đặc để thu hồi nước và tách bùn, bùn lỏng được bơm ra các hệ thống ao để

Nước thải hầm lò của mỏ

Nước ngầm Nước rửa trôi,

chảy tràn

Nước thẩm thấu

Nước tàng trữ

trong các khe đất

đá

lắng nhằm thu hồi tiếp than bùn và tách nước Nước có thể được sử dụng tuần hoàn hoặc thải bỏ Nước thải đi ở khâu này gọi là nước thải nhà máy tuyển

Ngoài ba loại nước thải nêu trên, hoạt động khai thác, sản xuất của các

mỏ than còn phát sinh một lượng nước thải từ các sinh hoạt như tắm, giặt và

từ các nhà ăn ca của công nhân Lượng nước thải từ các hoạt động trên tuy không nhiều nhưng cũng là nguồn gây ô nhiễm cho môi trường nếu không được xử lý đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

2.3.2 Tính chất chung của nước thải mỏ than

* Đối với nước bơm thoát từ khai trường:

Nước thải hầm lò của mỏ có những đặc tính cơ bản đó là có độ pH thấp (3 < pH < 5), hàm lượng Fe, Mn các kim loại nặng cao là do trong lớp đất đá

và lớp than có chứa nhiều thành phần hóa học khác nhau như lưu huỳnh, Fe,

Mn Quá trình nước được lưu đọng trong moong có cá điều điện vật lý, hóa học, sinh học diễn ra lên có mang lại những đặc trưng đó cho nước thải mỏ, ngoài ra nước thải hầm lò mỏ than còn có các kim loại nặng độc hại như Cd,

Pb, Hg, As nhưng với hàm lượng không cao, tùy vào tùy địa hình mỏ mỗi nơi mới có và hàm lượng TSS khá cao, dầu mỡ khoáng, coliform do các dầu mỡ khoáng từ các khai trường, hay máy móc sử dụng thi công, khai thác của mỏ nhiễm vào nước

Quá trình tạo axít của nước thải mỏ như sau: Lưu huỳnh trong than tồn tại ở dạng vô cơ và hữu cơ, nhưng ở dạng vô cơ chiếm tỉ trọng cao Lưu huỳnh vô cơ ở dạng khoáng pyrit hay chalcopyrit, khi bị oxy hóa trong môi trường nước sẽ tạo thành axít theo các phản ứng sau:

Các vi sinh vật ưa khí và sử dụng lưu huỳnh làm chất dinh dưỡng như

chủng Thiobaccillus ferooxidans hay tồn tại trong môi trường nước mỏ, khi

tham gia phản ứng có tác dụng như chất xúc tác, làm tăng cường độ và phạm

vi của phản ứng

Các phản ứng (1), (2), (4) xảy ra dưới dạng tác động của các vi sinh vật còn các phản ứng (3), (5) là các phản ứng hóa học

* Đối với nước mưa rửa trôi bề mặt khai trường:

Trên bề mặt đất khai trường có nhiều chất với thành phần hóa học khác nhau nhưng với hàm lượng nhỏ không đáng kể, tuy nhiên lượng đất đá bị rửa trôi theo bề mặt lớn do khai 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 nếu không được thu gom xử lý cũng có hàm lượng BOD, colifrom cao

* Đối với các nhà máy sàng tuyển than:

Mang lại nhiều hạt mịn và các hạt khoáng vật, sét lơ lửng, các dạng chất hòa tan khác Tính chất ô nhiễm của nước thải nhà máy tuyển than là hàm lượng chất rắn lơ lửng, hàm lượng các kim loại như Fe, Mn và một số kim loại khác

* Đối với nước thải từ dưới lò [12]

Quá trình lưu trong các đường lò, hầm bơm, quá trình di chuyển đã kéo theo các hợp chất trong lò, kết hợp với các điều kiện vật lý, hóa học, sinh học đã hình thành ra dạng nước thải mỏ than hầm lò Nước thải mỏ than hầm lò có thể mang tính axít hoặc trung tính, nhưng đa phần nước có chứa

Fe, Mn, và TSS khá cao Trong quá trình khai thác than, các hoạt động khai thác đã tạo điều kiện cho các vi khuẩn hiếu khí có khả năng phân huỷ pyrít

và lưu huỳnh dưới tác dụng của ôxi không khí và độ ẩm Đây cũng là nguyên nhân làm cho hàm lượng các kim loại (Fe, Mn) và các ion (SO4 2-)

tăng cao trong nước thải mỏ

Vì vậy trong quá trình khai thác, các đường lò tiếp xúc nhiều với than như lò xuyên vỉa, lò đi trong than thì nước thải tại các đường lò này mang tính axít do nước thải có điều kiện tiếp xúc với lưu huỳnh trong than để sinh axít, tính axít càng mạnh đối với các cửa lò có thời gian tồn tại lâu Tại các đường

lò đào trong đá, nếu ít liên hệ với các đường lò than thì nước thải ở đây là trung tính, nhưng chứa nhiều Fe, Mn do tiếp xúc với đất, đá

Nước thải mỏ ngoài đặc tính có độ pH thấp, hàm lượng cặn lơ lửng cao

và các kim loại độc hại, trong nước thải còn chứa bùn đất và than, khi thoát nước mỏ, bùn đất và than được bơm cùng nước ra ngoài mỏ

Như vậy, nước thải mỏ than hầm lò có thể mang tính axít hoặc trung tính, nhưng đa phần nước có chứa Fe, Mn, sunphat (SO4 2-) và TSS khá cao

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

µm và áp suất động học lên màng 1-3 bar thì yêu 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

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Nước thải phát sinh từ quá trình khai thác, sản xuất chế biến than tại các khu vực của Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản

3.2 Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi không gian: Nghiên cứu tại các công trường khai trường khai thác của Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản

- Pham vị thời gian: Nghiên cứu trong thời gian từ 8/2017 – 11/2017

- Địa điểm nghiên cứu: Các khu vực thuộc Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản

3.3 Nội dung nghiên cứu

- Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực mỏ than Tân Lập

- Giới thiệu tổng quan về Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản

- Hiện trạng xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò và quy trình xử

lý nước thải hầm lò của Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản

- Đánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò và quy trình xử lý nước thải hầm lò của Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu

Phương pháp thu thập tài liệu được sử dụng để thu thập các thông tin,

số liệu liên quan đến trữ lượng và sự phân bố của tài nguyên than, đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của mỏ Tân Lập thuộc Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản , nguồn gốc hình thành và tính chất nước thải phát sinh trong quá tình khai thác, sản xuất than Thông tin về các hệ thống xử thải mỏ than đã được xây dựng như: công nghệ, công suất, hiệu quả, hiện trạng hoạt động Các thông tin này được thu thập từ các báo cáo, đề tài liên quan đến Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản

3.4.2 Phương pháp lấy mẫu và phân tích

Để đánh giá chất lượng nước thải và hiệu quả của các công nghệ xử lý đang áp dụng của mỏ than hầm lò, em đã tiến hành lấy mẫu và phân tích nước thải tại đầu vào của trạm xử lý nước thải, cũng như sau hệ thống xử lý nước thải của trạm xử lý nước thải Tân Lập

Việc lấy mẫu đều tuân thủ theo quy định trong hoạt động lấy mẫu và đo đạc tại hiện trường ở Thông tư số 10/2007/TT-BTNMT ngày 22 tháng 10 năm 2007 về hướng dẫn bảo đảm chất lượng và kiểm soát chất lượng trong quan trắc môi trường

Vị trí lấy mẫu: Mẫu nước thải được lấy tại điểm trước khi đi vào hệ thống xử lý Mẫu được lấy vào chai thủy tinh bền vững hóa học (có nút mài)

có dung tích 1.000 ml Tất cả chai dùng để lấy và giữ mẫu được rửa sạch, tráng bằng nước cất, trước khi lấy mẫu tráng 3 lần bằng chính nước thải mấy mẫu rồi mới lấy mẫu đó Mỗi mẫu lấy 2 lít nước.Trên chai mẫu có nhãn và kèm theo biên bản lấy mẫu ghi rõ thời gian (giờ, ngày, tháng, năm); địa điểm lấy mẫu; các điều kiện thời tiết, nhiệt độ (cả nước và không khí khi lấy mẫu); điều kiện sản xuất

Mẫu nước sau khi lấy, được bảo quản và lưu giữ ở chỗ tối và nhiệt độ thấp Khi vận chuyển chai đựng mẫu được bọc, giữa các chai được chèn lót bằng giấy mềm, tránh đổ vỡ trong khi vận chuyển

Phương pháp lấy mẫu nước thải: Theo TCVN 6663-1:2011

- Số lượng mẫu lấy 1 mẫu

- Lượng mẫu lấy 2 lít cho mỗi mẫu khi phân tích

- Ngày lấy mẫu là: 07/08, 07/09, 16/10 và 20/11/2017

- Mỗi mẫu tiến hành phân tích 10 chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất của nước thải mỏ than hầm lò đó là các chỉ tiêu: pH, TSS, Fe tổng, Mn, As, Pb,

Cu, Zn dầu mỡ khoáng và tổng Coliform

- Thời gian phân tích: Từ 08/09/2017 - 11/12/2017

- Tọa độ vị trí lấy mẫu: 20°58'29.10''N; 107°08'38.57''E

- Cơ quan phân tích: Viện kỹ thuật và công nghệ môi trường

- Phương pháp bảo quản mẫu: Theo TCVN 6663-3:2008

- Các mẫu sau khi lấy được đóng chai nhựa sạch, bảo quản nhiệt độ thoáng mát và được gửi ngay về phòng thí nghiệm

3.4.3 Phương pháp phân tích tổng hợp, xử lý số liệu

Sử dụng phầm mềm Word và Excel để xử lý thông tin, số liệu thu thập được trên cơ sở kế thừa có chọn lọc dữ liệu có liên quan đến đề tài (Từ các đề tài nghiên cứu, tài liệu hội thảo, báo cáo tổng kết ) Các kết quả về chất lượng nước thải, hiệu quả xử lý nước thải được thể hiện dưới các dạng bảng, biểu, sơ đồ, biểu đồ

3.4.4 Phương pháp so sánh

Kết quả phân tích các mẫu nước thải thu được sẽ được so sánh với các quy chuẩn môi trường Việt Nam hiện hành để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải mỏ than hầm lò, hiệu quả xử lý của các công nghệ đang áp dụng và hiệu quả của công nghệ được đề xuất trên cơ sở đó lựa chọn và xây dựng được công nghệ phù hợp để xử lý nước thải hầm lò và tái xử lý nước thải hầm

lò đã qua xử lý lần đầu đạt chuẩn để thải ra ngoài môi trường theo quy định của Bộ tài nguyên môi trường

3.4.5 Phương pháp khảo sát thực địa

Tiến hành khảo sát công trình thu gom, xử lý nước thải hầm lò của mỏ Tân Lập thuộc Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản tại các mặt bằng của mỏ, các khu sàng tuyển than của công ty, khu vực khai thác lộ thiên và hầm lò của công ty, thăm quan, khảo sát hệ thống xử lý nước thải hầm lò của công ty, quy trình vận hành bảo dưỡng của hệ thống

Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực mỏ than Tân Lập

4.1.1 Điều kiện tự nhiên

* Vị trí địa lý

Khu mỏ Tân Lập thuộc phường Hà Phong, TP.Hạ Long và phường Quang Hanh, TP Cẩm Phả nằm cách trung tâm thành phố Hạ Long 13km về phía Đông Bắc, Phía tây giáp công trường khai thác lộ thiên Vàng Danh của

mỏ Hà Tu Nằm bên trái quốc lộ 18A từ Hạ Long đi Cẩm Phả

- Giới hạn bởi tọa độ:

- Ranh giới địa chất:

+ Phía Bắc, Tây, Tây bắc giới hạn bởi đứt gẫy Khe Hùm

+ Phía Nam là đường ranh giới mỏ

+ Phía Đông là ranh gẫy giới mỏ

Hình 4.1 Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực mỏ than Tân Lập thuộc Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản

* Địa hình

Địa hình khu mỏ Tân Lập có dạng đồi núi cao, các dãy núi chạy nối tiếp nhau theo hướng Bắc Nam Các đỉnh núi có độ cao thay đổi từ +184m đến +350m Địa hình bị phân cắt nhiều bởi các suối nhỏ, triền núi, phía Nam hai bên sườn rất dốc Các nguồn nước này bắt nguồn từ đỉnh núi đổ về phía Tây Nam và Đông Nam khu mỏ

Thành phần đất gồm có cuội, sỏi, cát, sét, bở rời vụn tảng lăn, là sản phẩm phong hóa các đá có trước Chiều dày không ổn định, thay đổi từ1÷ 2 m đến 10÷15 m Do khai thác lộ vỉa, trên diện tích khu mỏ có chỗ đất đỏ phủ dày từ 5m đến 10 m

* Địa chất công trình

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu địa tầng toàn vùng của các giai đoạn trước đây, trầm tích chứa than khu mỏ Tân Lập được xếp vào hệ Triat, thống trên bậc Nori-Reti, phân hệ tầng Hòn Gai giữa (T3n-rhg2) và lớp phủ Đệ Tứ (Q) Địa tầng chứa than trong khu mỏ dày khoảng 350m - 400m

Thành phần thạch học gồm các loại đá: Cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than nằm xen kẽ

* Khí hậu

Khu vực khai thác của mỏ nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, hàng năm có 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô

- Mùa mưa: Bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 10, lượng mưa thay đổi từ

1000 mm đến 1800mm Do lượng mưa lớn nên lượng nước thẩm thấu xuống khu vực đã và đang gây nhiều khó khăn cho công nghệ chống, giữ và vận tải của mỏ Lượng mưa lớn thường tập trung vào các tháng 7, 8, 9 Trung bình hàng năm có trên 7 cơn bão và áp thấp nhiệt đới đi qua, những lần như thế thường gây sụt lở tầng khai thác, gây ách tắc giao thông nội bộ và công trình thoát nước

- Mùa khô: Bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau Mùa này khí hậu lạnh, khô và ít mưa Nhiệt độ thay đổi từ 90 đến 280, lượng nước bốc hơi từ 0

mm đến 4 mm Mùa này thường có sương mù trên các dãy núi và thường có gió mùa Đông Bắc Lượng mưa trong mùa khô rất nhỏ, thường là mưa phùn Lượng mưa trong mùa khô chiếm từ 5% đến 24 % lượng mưa trong cả năm

Nhiệt độ không khí

- Mùa mưa: Nhiệt độ trung bình từ 250C đến 360C

- Mùa khô: Nhiệt độ trung bình từ 12,80C đến 280CC

- Nhiêt độ trung bình năm: 22,60 C

- Nhiệt độ cao nhất: 28,90C

- Nhiệt độ thấp nhất: 12,80C

Bảng 4.1 Lượng mưa và nhiệt độ không khí trung bình của khu vực

mỏ than Tân Lập theo trạm Bãi Cháy

Bảng 4.2 Tốc độ gió trung bình nhiều năm và độ ẩm trung bình đo

tại trạm Bãi cháy