Thiết Kế Quy Trình Kỹ Thuật Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Mỏ Khe Chàm II, Phường Mông Dương, Thành Phố Cẩm Phả, Tỉnh Quảng Ninh, Công Suất 2500 m3h

Tỉnh Quảng Ninh là nơi phát triển ngành khai thác than và khoáng sản lớn nhất cả nước. Nền kinh tế của tỉnh được đánh giá là phụ thuộc nhiều vào ngành công nghiệp khai khoáng. Bên cạnh những lợi ích mà ngành khoáng sản đem lại thì không thể tránh khỏi những hệ lụy về môi trường. Trong những năm gần đây biến đổi về môi trường của tỉnh nói riêng và của cả nước nói chung đang diễn ra phức tạp mà nguyên nhân chính của sự biến đổi là do ảnh hưởng của quá trình khai thác và chế biến khoáng sản. Chính vì thế chủ chương và chính sách của tỉnh là đẩy mạnh việc bảo vệ môi trường, khai thác đi đôi với cải tạo và phục hồi môi trường để hạn chế tác động đến môi trường. Mỏ khai thác than Khe Chàm thuộc công ty TNHH MTV than Khe Chàm Vinacomin – tập đoàn than khoáng sản Việt Nam là một trong các mỏ khai thác lộ thiên lớn tại tỉnh Quảng Ninh. Trong quá trình hoạt động không thể tránh khỏi những ảnh hưởng đến môi trường xung quanh đặc biệt là môi trường nước. Mỏ Khe Chàm II thuộc khoáng sàng than Khe Chàm, phường Mông Dương thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh. Lượng nước thải tại mỏ trung bình là 2500 m3h, Nước thải có pH thấp, hàm lượng chất rắn lơ lửng , Sắt và mangan vượt quá nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép, do đó cần được xử lý trước khi thải ra suối Đá Mài. Với mục tiêu đó tác giả lựa chọn đề tài “Thiết Kế Quy Trình Kỹ Thuật Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Mỏ Khe Chàm II, Phường Mông Dương, Thành Phố Cẩm Phả, Tỉnh Quảng Ninh, Công Suất 2500 m3h’’ nhằm thiết kế một quy trình xử lý nước hiệu quả để vừa giảm thiểu tối đa ảnh hưởng đến môi trưởng do hoạt động khai thác than tại mỏ than Khe Chàm II. Đồ án được thiết kế tuân thủ theo quy định về cấu trúc và nội dung đồ án tốt nghiệp của bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường đại học Mỏ Địa Chất. Cấu trúc của đồ án được hoàn thành bao gồm các phần như sau: Mở đầu Chương 1: Thông tin chung về mỏ khai thác than Khe Chàm II Chương 2: Tổng quan về công cụ xử lý nước thải mỏ Chương 3: Thiết kếquy trình kỹ thuật hệ thống xử lý nước thải mỏ Khe Chàm II Chương 4: Tính toán kinh tế Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp là một cột mốc quan trọng đánh dấu sự kết thúc một chặngđường và mở ra chặng đường mới Trong suốt chặng đường gian khó vừa qua, em maymắn nhận được rất nhiều sự chia sẻ, giúp đỡ của gia đình, thầy cô và bạn bè

Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy giáo – ThS Đào Trung Thành – Bộ môn Kỹ thuật môi trường đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án này Trong thời gian làm việc với thầy em không những tiếp nhận được thêm nhiều kiến thức bổ ích

mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết để làm hành trang cho em trong quá trình học tập

và công tác sau này

Em xin chân thành cảm ơn các cán bộ của Trung Tâm Quan Trắc Tài Nguyên

Và Môi Trường Hà Nội, Công ty Cổ Phần Tin học Công nghệ Môi Trường Vinacomin

đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em về nguồn tài liệu, khảo sát thực tế, đặc biệt là cáctài liệu tham khảo, cũng như cung cấp cho em thông tin và kiến thức để hoàn thành đồán

Em cũng xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Khoa Môi trường,trường Đại học Mỏ-Địa Chất đã giảng dạy, giúp đỡ nhiệt tình trong thời gian em họctập tại khoa và tư vấn, hỗ trợ, góp ý cho em trong quá trình hoàn thành và bảo vệ đồ

án Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân và bạn bè đã luôn lànguồn động viên và ủng hộ em trong suốt quá trình học tập và từng bước hoàn thành

đồ án tốt nghiệp này

Hà Nội, ngày …/…/2018

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Tràng Sơn

MỞ ĐẦU

Tỉnh Quảng Ninh là nơi phát triển ngành khai thác than và khoáng sản lớn nhất cảnước Nền kinh tế của tỉnh được đánh giá là phụ thuộc nhiều vào ngành công nghiệp khaikhoáng Bên cạnh những lợi ích mà ngành khoáng sản đem lại thì không thể tránh khỏinhững hệ lụy về môi trường Trong những năm gần đây biến đổi về môi trường của tỉnh nóiriêng và của cả nước nói chung đang diễn ra phức tạp mà nguyên nhân chính của sự biếnđổi là do ảnh hưởng của quá trình khai thác và chế biến khoáng sản Chính vì thế chủchương và chính sách của tỉnh là đẩy mạnh việc bảo vệ môi trường, khai thác đi đôi với cảitạo và phục hồi môi trường để hạn chế tác động đến môi trường

Mỏ khai thác than Khe Chàm thuộc công ty TNHH MTV than Khe Vinacomin – tập đoàn than khoáng sản Việt Nam là một trong các mỏ khai thác lộ thiên lớntại tỉnh Quảng Ninh Trong quá trình hoạt động không thể tránh khỏi những ảnh hưởng đếnmôi trường xung quanh đặc biệt là môi trường nước

Chàm-Mỏ Khe Chàm II thuộc khoáng sàng than Khe Chàm, phường Mông Dương thànhphố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh Lượng nước thải tại mỏ trung bình là 2500 m3/h, Nướcthải có pH thấp, hàm lượng chất rắn lơ lửng , Sắt và mangan vượt quá nhiều lần so với tiêuchuẩn cho phép, do đó cần được xử lý trước khi thải ra suối Đá Mài

Với mục tiêu đó tác giả lựa chọn đề tài “Thiết Kế Quy Trình Kỹ Thuật Hệ Thống

Xử Lý Nước Thải Mỏ Khe Chàm II, Phường Mông Dương, Thành Phố Cẩm Phả, TỉnhQuảng Ninh, Công Suất 2500 m3/h’’ nhằm thiết kế một quy trình xử lý nước hiệu quả đểvừa giảm thiểu tối đa ảnh hưởng đến môi trưởng do hoạt động khai thác than tại mỏ thanKhe Chàm II

Đồ án được thiết kế tuân thủ theo quy định về cấu trúc và nội dung đồ án tốt nghiệpcủa bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường- đại học Mỏ- Địa Chất Cấu trúc của đồ án được hoànthành bao gồm các phần như sau:

Mở đầu

Chương 1: Thông tin chung về mỏ khai thác than Khe Chàm II

Chương 2: Tổng quan về công cụ xử lý nước thải mỏ

Chương 3: Thiết kếquy trình kỹ thuật hệ thống xử lý nước thải mỏ Khe Chàm IIChương 4: Tính toán kinh tế

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

CHƯƠNG 1: THÔNG TIN CHUNG VỀ MỎ KHAI THÁC THAN KHE

CHÀM II QUẢNG NINH1.1 Vị trí địa lý tự nhiên

1.1.1Vị trí địa lý và ranh giới của mỏ khai thác than Khe Chàm II

Mỏ Khe Chàm II thuộc khoáng sàng than Khe Chàm, phường Mông Dương thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh, nằm cách trung tâm thành phố Cẩm Phả khoảng 5 km về phía Bắc, nằm bên trái đường quốc lộ 18A từ Hạ Long đi Mông Dương.

- Phía Bắc giáp mỏ than Khe Chàm III.

- Phía Nam giáp mỏ Lộ Trí, mỏ Đèo Nai.

- Phía Đông giáp mỏ Đông Đá Mài, mỏ Cao Sơn.

- Phía Tây giáp mỏ Khe Tam.

Theo Quyết định số 833/QĐ-HĐTV của Hội đồng thành viên Tập đoàn Công nghiệp Than-Khoáng sản Việt Nam về việc giao ranh giới mỏ để Công ty cổ phần than Tây Nam Đá Mài-Vinacomin tổ chức khai thác than lộ thiên cánh Tây tuyến thăm dò IX khu Khe Chàm II đến mức -200m Mỏ Khe Chàm II có toạ độ theo hệ toạ độ VN-2000, KTT 107o45’, MC 3o như sau:

Bảng I-1: Tọa độ ranh giới mỏ than Khe Chàm II

Stt Tên mỏ (mã số

mỏ)

Ký hiệu mốc mỏ

Toạ độ mốc mỏ Z: Chiều

sâu mỏ (m)

Diện tích mỏ (km2)

1.1.2Vị trí của mỏ than Khe Chàm so với các đối tượng tự nhiên xung quanh

- Mối quan hệ với các mỏ lân cận:

Dự án nằm trong ranh giới mỏ than Khe Chàm II, thuộc khoáng sàng than Khe Chàm, có ranh giới tiếp giáp với các mỏ lân cận như nêu trên Than khai thác từ mỏ phần lớn được vận chuyển ra Nhà máy tuyển than Cửa Ông qua hệ thống đường sắt hoặc vận chuyển ra cảng Khe Dây tiêu thụ qua tuyến đường chuyên dụng của Tập đoàn, không đi qua đường dân sinh Công ty cổ phần than Tây NamĐá Mài- Vinacomin cùng với các đơn vị khác hàng năm cùng đóng góp kinh phí để thực hiện duy tu, bảo dưỡng và phun nước tưới đường chống bụi trên tuyến đường này.

- Hệ thống đồi núi và sông suối:

Địa hình phân khu Khe Chàm II là đồi núi nối tiếp nhau, độ cao giảm dần từ Nam xuống Bắc, độ cao trung bình từ + 100  + 150m Địa hình được phân cắt bởi hai suối chính:

Hệ thống suối Bàng Nâu bắt nguồn từ khu Khe Tam chảy qua khu Khe Chàm Suối Bàng Nâu bắt nguồn từ khu mỏ Khe Tam chảy theo hướng từ Tây sang Đông qua khu vực phía Bắc khai trường mỏ Khe Chàm I rồi hoà dòng với suối Khe Chàm

và chảy ra sông Mông Dương Đoạn suối Bàng Nâu chảy qua biên giới mỏ Khe Chàm I có độ dốc nhỏ, lòng suối rộng từ 10  25 mét Phần phía Bắc của khu vực

dự án khai thác nằm trong lưu vực của suối này.

Hệ thống suối Khe Chàm (gồm 2 nhánh: nhánh suối Đá Mài và nhánh suối Khe Chàm) bắt nguồn từ phía Tây Nam đổ ra phía Đông Bắc của khu vực dự án khai thác Suối Khe Chàm có lòng rộng từ 10  20m, chiều sâu lòng suối từ 1,5  2m.

Là suối thoát nước chính cho các mỏ Cao Sơn, Khe Chàm Do suối Khe Chàm chảy qua các khu vực khai thác lộ thiên của nhiều đơn vị nên chịu ảnh hưởng nặng nề của việc trôi lấp các bãi thải Lòng suối bị bồi lắng trung bình từ 2,5  3,2m so với lòng suối nguyên thuỷ, nhiều đoạn lòng suối bị thu hẹp làm giảm khả năng thoát nước của suối gây úng ngập một số khu vực khai thác và mặt bằng một số mỏ trong khu vực.

+ Suối Đá Mài thực chất là một nhánh suối Khe Chàm được bắt nguồn từ dãy núi Khe Sim chảy qua khai trường của mỏ Đông Đá Mài về cầu Giám Đốc (Trên tuyến đường ô tô Bàng Nâu - Cao Sơn) rồi hoà dòng với nhánh suối Khe Chàm tại khu vực cầu Giám đốc

+ Nhánh suối Khe Chàm được bắt nguồn từ dãy núi Bao Gia chảy theo hướng

từ Tây sang Đông và hợp lưu với nhánh suối Đá Mài tại cầu Giám Đốc Từ cầu Giám đốc suối Khe Chàm chảy qua khu vực mặt bằng SCN của mỏ Khe Chàm I và SCN mỏ Cao Sơn về ngã ba Cầu Trung quốc rồi hoà dòng với suối Bàng Nâu và đổ vào thượng nguồn sông Mông Dương

Suối Khe Chàm và suối Bàng Nâu gặp nhau ở phía Đông Bắc và đổ ra sông Mông Dương, lưu lượng cực đại là 91,6 m3/s

1.1.3 Vị trí của mỏ than Khe Chàm so với các đối tượng kinh tế xung quanh

- Giao thông liên lạc trong mỏ:

Mỏ Khe Chàm II (lộ thiên) nằm ở khu vực có hệ thống giao thông đã được xây dựng tương đối hoàn chỉnh Cách khai trường mỏ về phía Nam khoảng 2,4 km là tuyến QL18A đã được đầu tư nâng cấp hoàn chỉnh Phía Tây cách 1,4 km là đường

86 nối với QL18A, giáp khai trường ở phía Bắc là tuyến đường Khe Tam - Khe Chàm Hệ thống đường nội bộ nối từ MBSCN và khai trường mỏ với các tuyến đường hiện có đã được xây dựng tương đối hoàn chỉnh.

1.2 Điều kiện môi trường tự nhiên

1.2.1 Điều kiện địa lý

Mỏ Khe Chàm II thuộc khoáng sàng than Khe Chàm nằm trong địa phận phườngMông Dương, thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh, nằm cách thành phố Cẩm Phả khoảng

5 km về phía Bắc, nằm bên trái đường quốc lộ 18A từ Hạ Long đi Mông Dương

1.2.2 Điều kiện địa tầng - địa chất

Kết quả nghiên cứu địa chất trong giai đoạn thăm dò tỷ mỷ và thăm dò bổ sung, khaithác cho thấy: Trầm tích chứa than khu mỏ lộ thiên Khe Chàm II thuộc giới Mezozoi - HệTrias, thống thượng, bậc Nori - Reti (T3n-r) Địa tầng có chiều dày khoảng 1800m, gồmcác lớp nham thạch và các vỉa than nằm xen kẽ nhau Nham thạch gồm: Cuội, sạn kết, cátkết, bột kết, sạn kết, sét kết và than Các vỉa than đã phát hiện từ vỉa 1 đến vỉa 14-5, gồmcác vỉa than tương đối ổn định Toàn địa tầng đã phát hiện than thuộc phụ hệ tầng chứathan giữa của hệ tầng Hòn Gai (T3n-r hg2)

Căn cứ vào mức độ ổn định về chiều dày các vỉa than, sự sắp xếp độ hạt và đặc điểmphân bố hoá thạch, phân chia địa tầng khu mỏ Khe Chàm II thành các phân hệ tầng sau:

+ Phân hệ tầng Hòn Gai dưới (T3 n-r hg1) chủ yếu là trầm tích hạt thô không chứathan Đặc điểm chung của phân hệ tầng là sự xen kẽ các lớp đất đá hạt thô bao gồm cuộikết, sạn kết, cát kết và ít lớp bột kết, sét kết, sét than

+ Phân hệ tầng Hòn Gai giữa (T3 n-r hg2) là phụ hệ tầng chứa than gồm các trầmtích lục địa có xen kẽ các nhịp trầm tích vùng vịnh, chứa các vỉa than công nghiệp Đặcđiểm chung của phân hệ tầng là các trầm tích dạng nhịp kiểu lục địa và chuyển tiếp xen kẽnhau, bao gồm các lớp cuội kết, cát kết, bột kết, sét kết, sét than.

+ Phân hệ tầng Hòn Gai trên (T3 n-r hg3), gồm các trầm tích hạt thô không chứathan

* Cuội, sạn kết: Chiếm 15,3% các đá có mặt trong khu vực, thường phân bố ở giữađịa tầng của hai vỉa than, tập trung và phổ biến hơn cả là vách vỉa 10, vỉa 11, vỉa 14-5 Đặcbiệt ở vách vỉa 14-5 cuội kết thường nằm sát vách vỉa than, đây là dấu hiệu dễ nhận biết đểđịnh tên các vỉa than Đá có màu xám nhạt, cấu tạo khối phân lớp dày, thành phần chủ yếugồm các hạt thạch anh và một ít mảnh quaczit Kích thước hạt từ 3 - 15 mm, độ mài tròn từkém đến tốt Xi măng gắn kết rắn chắc dưới dạng lấp đầy hoặc tiếp xúc, chiếm 10-15%gồm silic, sét, cacbonat, đôi khi serixit, chiều dày từ vài mét đến hàng chục mét

* Cát kết: Chiếm 47,70% các đá có mặt trong khu vực, loại đá này khá phổ biếntrong địa tầng Chúng nằm chuyển tiếp với các lớp cuội kết, sạn kết Cát kết có cấu tạophân lớp hoặc dạng khối, đôi khi cấu tạo phân lớp xiên, lượn sóng Thành phần là các mảnhvụn kích thước 0.1-1mm chiếm 60-65% chủ yếu là thạch anh, ngoài ra có thể là felspat,silic thành phần xi măng là sét, silic chiếm 10-60%

* Bột kết: Chiếm 25,40% các đá có mặt trong khu vực, cấu tạo phân lớp mỏng đếntrung bình, đá có màu xám nhạt đến xám sẫm, thành phần chủ yếu là cát thạch anh, ngoài ra

có các chất mùn hữu cơ, xi măng gắn kết là sét, silic

* Sét kết: Chiếm 3,40% các đá có mặt trong khu vực, thường nằm sát vách, trụ cácvỉa than hoặc xen kẹp trong các vỉa than, chiều dày từ vài cm đến vài m Chúng chiếm 1-5% đất đá trong địa tầng, đá có cấu tạo phân lớp mỏng, đôi chỗ dạng thấu kính, dạng ổ.Thành phần chủ yếu là khoáng vật sét, vật chất than, mùn hữu cơ

* Sét than: Chiếm 0,5%, có màu xám đen, phân lớp mỏng mềm bở, gặp nước dễtrương nở

1.3 Điều kiện khí tượng thủy văn

1.3.1 Điều kiện khí tượng

Nằm trong phạm vi ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới, gió mùa nên đặc điểm khí hậu khu

mỏ cũng chia làm hai mùa rõ rệt: Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau, hướng gió chủyếu là hướng Bắc và Đông Bắc Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, hướng gió chủ

đạo là hướng Nam và Đông Nam Đặc trưng các yếu tố khí tượng như sau: (theo số liệu của trạm khí tượng thủy văn Cửa Ông- Tổng hợp nhiều năm từ 2010-2012, với chuỗi thời gian liên tục trong năm).

- Biên độ dao động nhiệt độ vào mùa nóng: 12,6oC - 16,1oC

* Độ ẩm: Độ ẩm tương đối trung bình năm của không khí tại khu vực xấp xỉ 81,7 %.Đặc trưng của độ ẩm tương đối theo hai mùa như sau:

- Độ ẩm tương đối trung bình tháng lớn nhất (tháng 4): 89%

- Độ ẩm tương đối trung bình tháng thấp nhất (tháng 11, 12): 71%

 Chế độ gió

Tại khu vực nghiên cứu, trong năm có 4 hướng gió thịnh hành chính là: Bắc, ĐôngBắc, Nam và Tây Bắc

- Từ tháng XI đến tháng III gió thịnh hành là hướng: Bắc và Đông Bắc

- Từ tháng IV đến tháng VIII gió thịnh hành là hướng: Nam

- Từ tháng IX đến tháng X là thời kỳ chuyển tiếp giữa các hướng gió

Hướng gió, tần suất và tốc độ gió trung bình trong năm thể hiện trong bảng: II.5.

Bảng II.5 - Tốc độ gió trung bình các tháng (m/s)

(Theo số liệu quan trắc của trạm khí tượng Cửa Ông từ năm 2010 2012)

Cấp Lặng 1  3 4  8 9  14  15 Tổng cộng

CỘN

G 3.105 9,3 16.459 49,2 13.587 40,6 362 0,9 31 0 33.544 100

(Ghi chú: N- Bắc, S - Nam, W- Tây, E - Đông, SLXH - Số lần xuất hiện, P - Tần suất)

[Nguồn: Trung tâm quan trắc khí tượng thuỷ văn và môi trường Quảng Ninh]

Các hiện tượng thời tiết bất thường

* Bão: Quảng Ninh là địa phương thường hay có bão, thời gian xuất hiện bãothường từ tháng 6 đến tháng 10, hướng gió bão chủ yếu là Nam và Đông Nam, trong bãothường kèm theo mưa lớn

- Tốc độ gió trong bão chủ yếu <= 25 m /s

- Tốc độ gió lớn nhất trong bão là 30 - 40m/s

* Sương mù và tầm nhìn xa: Tại khu vực nghiên cứu:

- Số ngày có sương mù trong năm là: 26,1 ngày, trong đó tháng 3 là tháng có sương

mù nhiều nhất: 6,9 ngày

- Tháng có số ngày sương mù ít nhất là tháng 6: 0,3 ngày

- Năm có số ngày sương mù nhiều nhất là: 45 ngày (1972)

- Năm có số ngày sương mù ít nhất là: 11 ngày (1983)

Số ngày có tầm nhìn xa < 1 km là 20,6 ngày/năm, tập trung vào các tháng mùaĐông, nhiều nhất vào tháng 3 là 5,3 ngày, ít nhất vào tháng 7 là 0,1 ngày

1.3.2 Điều kiện thủy văn

a Nước mặt

Khoáng sàng than Khe Chàm là một vùng rừng núi cao thoải dần về phía Bắc, có 2suối lớn nhất là suối Khe Chàm và suối Bàng Nâu Hai suối này tập trung toàn bộ lượngnước mặt trong vùng, là các suối chính của mạng lưới suối hình lông chim Do rừng rậm,mưa nhiều, có khí hậu vùng duyên hải quan hệ chặt chẽ với nước dưới đất (qua những điểmlộ), nên đã tạo ra sự phong phú nước trên mặt

+ Nước ở hệ thống suối:

- Suối Khe Chàm: Hướng chảy Tây Nam - Đông Bắc, đến khoảng tuyến T.IX thìnhập vào suối Bàng Nâu, rồi chảy ra sông Mông Dương, hiện tại địa hình khu vực đã thayđổi rất nhiều do kết quả khai thác lộ thiên làm biến đổi dòng chảy, có nhiều chỗ vào mùakhô chỉ là những lạch nhỏ, lòng suối rộng trung bình 5m đến 10m, có nơi rộng đến 20m,lòng suối bị đất đá thải khai thác lộ thiên lấp nhiều Lưu lượng lớn nhất Qmax = 2688l/s đođược lúc mưa to, nhỏ nhất 0,045l/s, mùa mưa lũ còn lớn hơn rất nhiều, làm ngập lụt cả mộtphần thung lũng Đá Mài

Nhìn chung, suối Khe Chàm rất lớn, cắt qua địa tầng chứa các vỉa than có giá trịcông nghiệp từ vỉa 12 đến vỉa 14-4 Suối có lưu vực rộng lớn hàng chục km2 kể cả suốichính và phụ Suối có độ dốc khá lớn, chênh lệch độ cao từ thượng nguồn xuống hạ nguồnkhoảng 230- 300m Vì vậy nước tập trung khá nhanh, nhưng thoát cũng dễ dàng, trong nửangày là giao thông đi lại bình thường

- Suối Bàng Nâu: Có hướng chảy Tây - Đông qua dải phía Bắc khu vực, đổ ra sôngMông Dương, đoạn chảy trong khu vực dự án khai thác là hạ lưu của suối, nằm về phíaNam của suối Suối này có lưu vực rộng lớn Lưu lượng đo được Qmax = 91686,7 l/s và

Qmin = 188,291l/s (kể cả suối Khe Chàm đổ về) Lòng suối hiện bị bồi lắng trung bình từ 1

- 2 m so với lòng suối nguyên thuỷ,

+ Suối Đá Mài thực chất là một nhánh suối Khe Chàm được bắt nguồn từ dãy núiKhe Sim chảy qua khai trường của mỏ Đông Đá Mài về cầu Giám Đốc (Trên tuyến đường

ô tô Bàng Nâu - Cao Sơn) rồi hoà dòng với nhánh suối Khe Chàm tại khu vực cầu Giámđốc, lòng suối rộng từ 10 - 20m, chiều sâu lòng suối từ 1,5 - 2m Lòng suối bị bồi lắngtrung bình từ 2,5 - 3,2 m so với lòng suối nguyên thuỷ, nhiều đoạn lòng suối bị thu hẹplàm giảm khả năng thoát nước của suối gây úng ngập một số khu vực khai thác và mặtbằng một số mỏ trong khu vực Suối chỉ có tác dụng tiêu thoát nước trong khu vực, không

có giá trị nào khác

Nguồn cung cấp nước cho hai suối chính trên chủ yếu là nước mưa và một phần donước của tầng chứa than cung cấp qua các điểm lộ Lưu lượng max của hai suối Khe Chàm

và Bàng Nâu hợp lưu lên đến 91m3/s

Đặc điểm hệ sinh thái của các suối trên trong khu vực mỏ hiện nay rất nghèo nàn.Các sông suối này tính đến thời điểm hiện nay không có tác dụng về mặt kinh tế, chỉ có tácdụng tiêu thoát nước cho các mỏ trong khu vực và trên thượng nguồn đổ về, khó bắt gặpcác sinh vật sống như tôm, cá trong lòng suối

Tóm lại, nước trên mặt phong phú, hiện tượng bị ngập lụt tức thời thường xảy ratrong mùa mưa, gây trở ngại cho giao thông Các số liệu về lưu lượng nêu trên chưa phải làlớn nhất vì mưa lũ không thể đo đạc được Liên quan đến suối chính thoát nước cho mỏKhe chàm II (lộ thiên) là suối Đá Mài Suối Đá Mài tiếp nhận nước thải của mỏ bao gồmnước thải moong khai thác, nước thải sinh hoạt và nước thải từ các hoạt động sản xuất phụtrợ trên mặt bằng, nước mưa chảy tràn bề mặt Suối Bàng Nâu chỉ tiếp nhận nước thải từbãi thải Bàng Nâu trong quá trình các mỏ lộ thiên đổ thải trong đó có mỏ Khe Chàm II (lộthiên)

b Nước dưới đất

- Nước trong lớp trầm tích đệ tứ (Q): Tồn tại trong các rễ cây mục, trong lớp cát phamàu vàng lẫn cuội, sạn, sỏi, đất thịt có cấu kết rời rạc độ nén chặt kém Lớp phủ Đệ tứ hầunhư phủ toàn bộ lên diện tích thăm dò với chiều dày thay đổi từ vài mét ở sườn núi tới 10,

12 mét ở các thung lũng suối Nước trong lớp này chủ yếu là nước thượng tầng do nướcmưa cung cấp Vì vậy sự tăng, giảm lưu lượng ở điểm lộ phụ thuộc vào lượng mưa mộtcách chặt chẽ Lưu lượng ở điểm lộ không vượt quá 0,05l/s và cạn dần vào mùa khô Nướctrong tầng này không ảnh hưởng đối với khai thác

Theo kết quả thi công trong báo cáo Bãi thải Bắc Cọc Sáu 2004 kết luận tầng đá thải

có khả năng dẫn nước không có khả năng chứa nước do nằm trực tiếp lên trầm tích Đệ tứ(Q) là mặt địa hình nguyên thuỷ điều kiện tồn đọng rất hạn chế tại đây nước vẫn tự thoáttheo nguyên lý trọng lực xuống nơi thế năng thấp hơn

- Nước trong địa tầng chứa than (T3n-r):

Đây là một phức hệ chứa nước áp lực nằm trong điệp chứa than Hòn Gai - Cẩm Phả.Đất đá ở trong tầng chứa than được trầm tích theo chu kỳ từ hạt thô đến hạt mịn Có mặttrong phức hệ này bao gồm cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than

- Nước trong các đứt gãy:

Trong khoáng sàng than Khe Chàm có nhiều đứt gãy, hầu hết các đứt gãy có phươngchủ yếu là á vĩ tuyến Việc nghiên cứu nước có trong các đứt gãy được tiến hành đồng thờivới quá trình thăm dò Đất đá trong các lỗ khoan gặp đới phá huỷ thường là các mạch thạch

anh, cát, bột, sét lẫn lộn, mức độ gắn kết rời rạc, mẫu lõi khoan khi lấy lên thì mềm bở cóthể dùng tay bóp vụn được, trong lớp có rất nhiều khe nứt Vì vậy hầu hết các lỗ khoanbơm nước thí nghiệm đều nghèo nước Hệ số thấm nhỏ hơn nhiều so với đất đá bìnhthường khác, như đứt gãy L-L có K=0,0014m/ngđ, đứt gãy A-A có K = 0,006m/ngđ, đứtgãy Bắc Huy có K = 0,00004 m/ngđ

Tóm lại: khu Khe Chàm II nói riêng và khu vực khoáng sàng Khe Chàm nói chung

có nguồn nước mặt khá phong phú; các suối lớn có nước quanh năm

Nước dưới đất thuộc loại nghèo, hệ số thấm K<0,1m/ng, tỷ lưu lượng q < 0,004l/s, quan hệ thuỷ lực không theo chiều sâu địa tầng Động thái nước dưới đất phụ thuộc vàođiều kiện khí tượng thuỷ văn

1.3.3 Hiện trạng môi trường nước

Hiện nay, suối chịu ảnh hưởng trực tiếp do tiếp nhận nước thải khai trường mỏ

là suối Đá Mài còn suối chịu ảnh hưởng trực tiếp do quá trình đổ thải của dự án là suối Bàng Nâu khi tiến hành đổ thải ở bãi thải Bàng Nâu Hai suối này hòa dòng vào nhau phía hạ lưu suối Bàng Nâu và đổ vào thượng nguồn sông Mông Dương

Do vậy, để kiểm tra chất lượng nước mặt có liên quan đến dự án chúng tôi tiến hành lấy mẫu phân tích Thời gian tiến hành đo đạc, lấy mẫu các thông số về môi trường nước mặt lần 1 vào các ngày 4÷5/1/2013 và lần 2 vào các ngày 20÷21/6/2013.

Bảng I và II mô tả vị trí lấy mẫu và các kết quả phân tích chất lượng nước mặt

khu vực dự án

Bảng I: Vị trí lấy mẫu nước mặt

1 NM1 Suối Đá Mài đoạn chảy qua khai trường mỏ Tây

Nam Đá Mài sau khi tiếp nhận nước thải mỏ

X=2327755.46Y=452503.29

Suối Bàng Nâu đoạn chảy qua phía Bắc khai trường (sau khi tiếp nhận nước thải từ bãi thải Bàng Nâu)

X=2327928.11Y=451895.73

NM3 Suối Khe Chàm đoạn hợp lưu với suối Bàng Nâu X=2328143.21

Y=451370.15

3 NM4 Sông Mông Dương (đoạn hợp lưu giữa suối Khe

Chàm và suối Bàng Nâu)

X=2328143.25Y=451370.18

Bảng II: Kết quả phân tích hiện trạng chất lượng nước mặt vùng Dự án

TT Chỉ tiêu quan

trắc

08:2008/BTNMT (Gh B2)

Suối Đá Mài Suối Bàng Nâu Suối Khe Chàm Sông Mông Dương

Kết quả phân tích, đo đạc chất lượng nước mặt tại 2 thời điểm lấy mẫu:

sông Mông Dương chảy qua khu dân cư nên rất có thể đây là nguyên nhân khiến hàm lượng BOD5 cao hơn so với các suối khác chỉ chảy qua khai trường các mỏ.

- Hàm lượng COD

Tỷ lệ thuận với hàm lượng BOD5 trong nước là chỉ số COD Kết quả phân tích hàm lượng COD trong các mẫu nước mặt cho thấy suối Đá Mài có hàm lượng COD đạt TCCP qua 2 đợt phân tích, hai mẫu suối Khe Chàm và Bàng Nâu có biểu hiện ô nhiễm nhẹ nhưng không thường xuyên qua các lần phân tích với giá trị phân tích dao động từ 47-56mg/l, có thể chấp nhận được Mẫu nước sông Mông Dương có hàm lượng COD cao hơn cả, có biểu hiện ô nhiễm mức độ trung bình với giá trị phân tích trong khoảng từ 68-

- Các chỉ tiêu khác.

Các chỉ tiêu phân tích khác như NH4+, NO3-, Coliform, dầu mỡ khoáng và một số kim loại khác như As, Pb, Hg cho kết quả phân tích thấp, đạt quy chuẩn cho phép theo QCVN 08:2008, Gh B2

1.3.4 Hiện trạng môi trường không khí

Hiện trạng môi trường không khí trong khu vực đạt tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh QCVN 05:2009/BTNMT về các chỉtiêu CO, NO2, SO2, bụi lơ lửng Có thể thấy là môi trường trong khu vực chưa bị ảnh hưởng ô nhiễm bởi hoạt động khai thác, thi công trongkhu vực

Bảng III: Kết quả đo đạc, phân tích hiện trạng chất lượng môi trường nền và các đối tượng liên quan khu vực thực hiện dự án

12 Lần 2 0,5 0,16 1,48 0,069 0,005 0,035 0,056 72,8 86,7 30,8 73 1,6213

-QCVN

-Kết quả quan trắc chất lượng không khí xung quanh bên trong khu vực dự án vàlân cận vào hai đợt cho thấy:

- Điều kiện khí tượng:

Tại thời điểm đo lần 1, tiết trời lạnh giá, nhiệt độ duy trì trong khoảng từ 11,2đến 15,50C, độ ẩm trong khoảng 73-85%, tốc độ gió 1,36-1,91m/s tuỳ thuộc vào thờigian đo và vị trí đo

Tại thời điểm đo lấy mẫu lần 2: Miền Bắc vừa trải qua đợt nắng nóng nhất tronglịch sử song nền nhiệt vẫn còn khá cao, nhiệt độ thấp nhất là 29,240C, nhiệt độ caonhất là 34,240C Độ ẩm ở mức khá với giá trị đo từ 68-77%, tốc độ gió từ 1,26-1,84m/s tuỳ thuộc vào thời gian đo và vị trí đo

- Hàm lượng bụi

+ Đối với bụi tổng số (TSP)

Tại cả hai thời điểm lấy mẫu bụi xác định nồng độ tại các điểm đo cho thấy hầuhết các điểm đo đều có nồng độ bụi vượt TCCP với mức độ khác nhau nhưng khôngnghiêm trọng, chỉ từ 1,1-1,8 lần Các điểm có nồng độ bụi cao nhất trong số các điểm

đo tập trung chủ yếu khu vực sàng tuyển, bãi thải, tuyến đường vận chuyển Cácđiểm có nồng độ bụi thấp, đạt hoặc vượt TCCP không đáng kể có thể chấp nhận được

là các điểm xưởng cơ khí, văn phòng điều hành trong mỏ Như vậy, có thể nói rằngviệc khống chế ô nhiễm môi trường sản xuất mỏ khi mỏ vẫn hoạt động bình thườngtrong những ngày thời tiết khô nắng đến mức không ô nhiễm là điều rất khó, và điều

đó chỉ xảy ra khi trời có mưa hoặc vừa tưới nước dập bụi

Tuy nhiên, nồng độ bụi tại các điểm đo đối với khu dân cư lân cận mỏ, nồng độbụi tại các điểm đo trong 2 đợt đo đều thấp, đạt tiêu chuẩn cho phép

+ Đối với bụi hô hấp (PM10)

Nồng độ bụi hô hấp trong không khí tại các điểm đo thấp hơn so với bụi tổng

số Nồng độ bụi hô hấp tại hai thời điểm đo dao động trong khoảng 0,06-0,16 mg/m3

- Hàm lượng khí SO2

Nồng độ khí SO2 đo được tại khu vực dự án và dân cư lân cận dao động trongkhoảng từ 0,050 đến 0,088 mg/m3 Nồng độ SO2 đo được tại tất cả các vị trí đều thấphơn giới hạn tối đa cho phép về hàm lượng SO2 trong không khí xung quanh được quyđịnh trong quy chuẩn QCVN 05:2009/BTNMT (SO2: 0,35 mg/m3)

- Hàm lượng khí NO2

Nồng độ NO2 trong và lân cận khu vực dự án dao động trong khoảng từ 0,048đến 0,073 mg/m3 Nồng độ NO2 đo được tại tất cả các vị trí quan trắc đều thấp hơn giớihạn tối đa cho phép về hàm lượng NO2 trong không khí xung quanh được quy địnhtrong quy chuẩn QCVN 05:2009/BTNMT (NO2: 0,20 mg/m3)

- Hàm lượng khí CO

Nồng độ khí CO đo được tại khu vực dự án dao động trong khoảng từ 1,05 đến2,05 mg/m3 Nồng độ CO tại tất cả các vị trí quan trắc đều thấp hơn nhiều so với giới

hạn tối đa cho phép về hàm lượng khí CO trong không khí xung quanh được quy địnhtrong QCVN 05:2009/BTNMT (CO: 30,0 mg/m3).

- Hàm lượng khí H2S

Nồng độ khí H2S đo được tại khu vực dự án dao động trong khoảng từ 0,004đến 0,014 mg/m3, năm trong giới hạn cho phép theo QCVN 06:2009/BTNMT về giớihạn nồng độ các chất khí độc hại trong môi trường không khí xung quanh (H2S:0,042mg/m3)

- Độ ồn

Kết quả đo đạc độ ồn được chia làm 2 khu vực: khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp

từ các hoạt động sản xuất (khu vực 1) và khu vực dân cư lân cận mỏ (khu vực 2)

Đối với các điểm đo thuộc khu vực 1 hầu hết có độ ồn và nằm trong giới hạn chophép của TCVN 3985-1999: 85 dBA Tiếng ồn trung bình tại các điểm đo dao động từ54,3 đến 73,5 dBA, đạt TCCP Tiếng ồn cực đại tại các điểm đo dao động từ 60 đến94,3 dBA Như vậy các điểm đo có độ ồn cực đại vượt hoặc xấp xỉ ngưỡng giới hạn chophép rơi vào các điểm như bunke cấp liệu cho xưởng sàng, xưởng sửa chữa cơ khí,tuyến đường vận chuyển than

Đối với các điểm đo thuộc khu dân cư lân cận có độ ồn nằm trong giới hạn chophép đối với khu vực sản xuất nằm xen kẽ trong các khu dân cư được quy định trongQCVN 26:2010/BTNMT (75,0 dBA) qua 2 đợt đo

1.3.5 Hiện trạng tài nguyên sinh học

a Hệ động thực vật trên cạn:

- Hệ thực vật: Hệ thực vật trong khu mỏ không được đa dạng và phong phú, vớimột số dạng sinh cảnh:

+ Rừng thứ sinh trong đó có thân cao trung bình 4 ÷ 10m

+ Cây bụi, cỏ tranh, các loại cây cỏ chịu hạn

+ Các loại cây trồng ngắn hạn hàng năm trong nông nghiệp

+ Cây ăn quả

- Hệ động vật:

Hệ động vật trên cạn trong khu vực tương đối phong phú về số giống và loàinhưng có số lượng không lớn, một số loài đã trở lên hiếm và rất hiếm như: gà sao, gàlôi trắng Các loài thú hoang dại thường gặp là bộ dơi (dơi muỗi, dơi quạ), họ sóc (sócchuột, sóc bụng đỏ), họ chuột (chuột nhà, chuột rừng), hệ chim với số lượng khá lớn

b Hệ động thực vật dưới nước:

- Hệ thực vật: Thảm thực vật ở đây thuộc loại nước ngọt và nước biển ven bờ.Điều kiện môi trường nước thay đổi theo mùa nên hệ thực vật tương đối nghèo về sốchủng loài Chủ yếu là các loại rong, tảo, cỏ và các loại thực vật phù du khác

- Hệ động vật: Khá phong phú, nhiều loài cá, động vật thân mềm và giáp xác

1.4 Điều kiện kinh tế- xã hội

1.4.1 Điều kiện kinh tế

Khu vực thực hiện dự án nằm trọn trên địa bàn phường Cẩm Tây, tuy nhiên phần lớn khối lượng đất đá thải được đổ vào bãi thải Bàng Nâu thuộc địa phận phường Mông Dương Xem xét điều kiện kinh tế xã hội của 2 phường thông qua các tiêu chí sau:

Phường Cẩm Tây năm về phía Tây của thị xã Cẩm Phả Phường có tổng diện tích là 4.875 ha, trong đó có 442,98 ha đất thổ cư.

- Phía Bắc giáp phường Mông Dương, thị xã Cẩm Phả;

- Phía Đông giáp phường Cẩm Đông, thị xã Cẩm Phả;

- Phía Tây giáp phường Dường Huy, thị xã Cẩm Phả;

- Phía Nam giáp phường Cẩm Bình, thị xã Cẩm Phả.

Trên địa bàn phường gồm 8 khu dân cư, 2 hợp tác xã Hiện nay phường có 9.473 nhân khẩu trong đó có 4636 nam và 4837 nữ Dân số trong phường chủ yếu làm công nhân khai thác than, thu nhập bình quân của người dân phường vào loại trung bình với tổng thu nhập 1.000.000 đồng/tháng/người Tuy nhiên, đây là nơi có nhiều tiềm năng phát triển về khai thác và chế biến than nhờ thế mạnh của vị trí và được thiên nhiên ưu đãi.

Trong địa bàn phường có 9 cơ quan, xí nghiệp khai thác than có khai trường hoặc trụ sở đóng trên địa bàn phường.

Ngoài ra, phường còn có khả năng phát triển thương mại bởi giao thông thuận lợi nhờ tuyến đường quốc lộ 18 nối Hà Nội - Uông Bí - Bãi Cháy - Hòn Gai - Móng Cái.

Trên địa bàn phường có 1,5 km đường nhựa; 3,31 km đường bê tông và 1,5 km đường đất phục vụ việc giao thông đi lại trên địa bàn toàn phường

Qua kết quả điều tra về tình hình bệnh tật của cộng đồng dân cư phường Cẩm Tây cho thấy: Tính đến đầu năm 2013 trạm Y tế phường đã khám và điều trị cho hơn

1000 lượt bệnh nhân đến khám và chữa trị trên địa bàn phường, các loại bệnh phát sinh và được khám chữa bệnh chủ yếu là bệnh viêm đường hô hấp, bệnh đường ruột, đau mắt, thấp khớp, tai nạn và những bệnh ngoài da Do được Ủy ban nhân dân

phường quan tâm và được trạm y tế xã theo dõi thường xuyên nên hiện nay trên địa bàn xã không có bệnh dịch xảy ra

b Về giáo dục:

- Phường có 2 trường mẫu giáo với 9 lớp

- Về giáo dục tiểu học phường có 1 trường cấp I với 15 lớp

- Về giáo dục trung học cơ sở phường có 1 trường với 14 lớp Hiện nay phường

đã được công nhận đạt tiêu chuẩn phổ cập tiểu học

c Xã hội, văn hoá, tôn giáo 

Trên địa bàn phường có trên 1000 cán bộ hưu trí, 35 gia đình liệt sỹ và 109 gia đình có công với cách mạng

Hiện nay trên địa bàn phường có 1 nhà thờ thiên chúa giáo Tại khu vực dự án không có bất kỳ một đền chùa hoặc di tích lịch sử đã được xếp hạng nào nằm xung quanh khu vực dự án nên sẽ hạn chế tối đa các tác động của dự án tới các di tích lịch sử cũng như các đình chùa này.

d Năng lượng

Mạng lưới điện quốc gia đã kéo về đến tận tổ xóm phục vụ cho sản xuất

và sinh hoạt của dân cư trong vùng.

1.5 Hiện trạng sản xuất và định hướng phát triển của mỏKhe Chàm

1.5.1 Hiện trạng sản xuất của mỏ than Khe Chàm

Than Khe Chàm cũng là một trong những đơn vị dẫn đầu Tập đoàn Công nghiệpThan – Khoáng sản Việt Nam trong việc áp dụng các công nghệ, thiết bị tiên tiến hiệnđại vào sản xuất Một số công trường khai thác, đào lò của than Khe Chàm nhiều nămgiữ các kỷ lục của Tập đoàn, tiêu biểu như: công trường đào lò 6 (năm 2006); đào lò 3(năm 2012); khai thác 1, khai thác 4, khai thác 6 (năm 2006), công trường khai thác 2(2014), với công nghệ khai thác điển hình là lò chợ CGH chống giữ bằng giàn ZZ (ZT)

- 3200/16/26 kết hợp với máy khấu MG-150/375W hoạt động từ năm 2005 và cho đếnnay đã trải qua 11 năm hoạt động liên tục nhưng vẫn đạt hiệu quả cao

Ngoài việc đưa các công nghệ khai thác tiên tiến vào áp dụng, Công ty cònmạnh dạn đưa các công nghệ và thiết bị hiện đại khác vào phục vụ sản xuất nhằm đảmbảo an toàn và nâng cao hiệu quả như: hệ thống điều khiển giám sát tập trung; hệthống giám sát kiểm tra tự động trực tuyến băng tải lõi thép TCK; công nghệ phun hóachất để gia cố vùng than, đất đá mềm yếu, bở rời

1.5.2Định hướng phát triển của Mỏ than Khe Chàm

Công ty than Khe Chàm đặt mục tiêu hoàn thành các chỉ tiêu kế hoạch kỹ thuậtcông nghệ, phòng chống thiên tai, tăng tiến độ thực hiện các dự án đầu tư mỏ than KheChàm III, đẩy nhanh việc đưa vào khai thác lò chợ 14.5-5 (lò chợ CGH đồng bộ có thuhồi than nóc công suất 600.000 tấn/năm), lò chợ 14.5-11 (lò chợ giá xích thứ 4) đúngtiến độ và mục tiêu đề ra, đưa hệ thống tời trục và toa xe chở người 2 tuyến (-90 đến -278), (-90 đến -154) vào hoạt động

Tiến tới Khe Chàm đẩy mạnh cơ giới hoá đến 60% sản lượng của Công ty, đưathan Khe Chàm lên tốp đầu của ngành khai thác than hầm lò, phát triển bền vững vớitiêu chí “Mỏ hiện đại, mỏ an toàn, mỏ ít người, mỏ sạch Đồng thời thúc đẩy mạnh mẽhơn các phòng trào cải tạo và phục hồi môi trường trả lại màu xanh cho môi trường.

1.6 Công tác bảo vệ môi trường của mỏ than Khe Chàm

1.6.1 Công tác quản lý chất thải rắn

Chất thải rắn phát sinh trong quá trình khai thác tại mỏ than bao gồm đất đá thải

và quạng đuôi, ngoài ra thành phần của chất thải rắn còn có thêm các loại bao bì, nhãnmác, vỏ chai, giấy loại được thải ra trong quá trình sản xuất và sinh hoạt của côngnhân viên làm việc tại mỏ than Khe Chàm

Đối với chất thải rắn để quản lý và xử lý hiệu quả thì trước tiên ban quản lý đã

có biện pháp để phân loại và tập kết về khu vực bãi chứa phù hợp với từng loại chấtthải để hạn chế tối đa ảnh hưởng đến môi trường và cũng thuận tiện hơn trong quátrình quản lý và xử lý

Với chất thải rắn sinh hoạt thì được chôn lấp tại bãi chôn lấp tập trung của khuvực, còn với đất đá thải và quặng đuôi thì được đưa về bãi thải tập trung Các loại đất

đá thải có thể được tận dụng làm đập chắn hoặc dùng để san lấp mặt bằng, kè đê baongăn nước mưa chảy tràn vì trong đất đá thải có ít thành phần nguy hại hơn trongquặng đuôi Đối với quặng đuôi công ty than Khe Chàm xây dựng bãi thải riêng tránh

xa khu cung cấp nguồn nước cho cả khu vực Công tác thiết kế bãi thải quặng đuôiđược tính toán cẩn thận, tùy với từng loại quặng đuôi

1.6.2 Công tác quản lý môi trường nước

Công ty than Khe Chàm đã xây dựng nhiều hệ thống mương dẫn để thu gomnước thải mỏ, xây dựng các hệ thống xử lý nước thải trước khi đổ thải ra nguồn tiếpnhận Hầu hết chất lượng nước sau quá trình xử lý đều đạt tiêu chuẩn cho phép Ngoài

ra công ty còn thi công xây dựng các hệ thống hồ chứa nước, cải tạo phục hồi cácmoong đã khai thác thành các hồ dự trữ nước

1.6.3 Công tác quản lý môi trường không khí

Vấn đề về ô nhiễm không khí cũng được cán bộ và công nhân viên tại mỏ thanKhe Chàm quan tâm và thực hiện những công tác để phòng chống, ngăn ngừa và khắcphục tình trạng ô nhiễm không khí Nguồn gây ô nhiễm không khí trong quá trình khaithác than tại mỏ than chủ yếu là khí thải CO2, SO2, CH4 và một lượng lớn bụi và tiếng

ồn Để giảm thiểu tác động đến môi trường không khí thì ban quản lý mỏ than đã thựchiện một số biện pháp như trồng các vành đai cây xanh xung quanh khu khai thác đểchắn bụi, quanh các tuyến đường vận chuyể Thực hiện tưới rửa đường, rửa xe để ngăn

sự phát tán bụi, quy định các xe chuyển chở phải được che chắn cẩn thận

Năm 2010, Công ty Than Khe Chàm đã triển khai đồng bộ, tích cực các biệnpháp bảo vệ môi trường nhằm giảm thiểu các tác nhân gây ô nhiễm tạo điều kiện làmviệc của công nhân trong lò và ngoài mặt bằng với các biện pháp như chống bụi,chóng ồn, thắp sáng bằng đèn phòng nổ trong lò với chi phí lên tới trên 10 tỷ đồng vớicác hạng mục chính như quan trắc môi trường trên 350 triệu đồng, trồng cây bảo đảm

môi trường trên 200 triệu đồng, thu gom xử lý nước thải trên 450 triệu đồng, kè suối

đá mài bảo vệ mặt bằng sân công nghiệp +32 Khe Chàm trên 2.600 triệu đồng, trạm sử

lý nước thải sinh hoạt MB +32 Trên 1 tỷ đồng

Nhiều sáng kiến về môi trường được triển khai thực hiện có hiệu quả như sángkiến mở tuyến đường   liên lạc từ MB+27 nối với đường 18B.Trước đây tất cả các

xe   vận chuyển than, hàng hoá đều phải chạy qua khu vực khu vực nhà giao ca, nhà ănnhà tắm, nhà đèn MB +32, trời mưa bùn bẩn, trời nắng bụi mù ảnh hưởng trực tiếp đếnsinh hoạt và sức khoẻ người lao động.  

 Bên cạnh đó Công ty tiếp tục triển khai nhiều hạng mục như: Quan trắc môitrường, công tác chống phát tán bụi, xử lý và thu gom chất độc hại, nước thải lò, nướcthải sinh hoạt, công tác hoàn nguyên được thực hiện nghiêm theo luật định Hiện Công

ty đang triển khai một số phần việc thực hiện như: trồng cây hoàn nguyên môi trườnggần 30 ha với trên 25.000 cây xanh tại bãi thải và tạo cảnh quan khu vực nhà giao ca.Việc sửa sang, vệ sinh nhà giao ca, nơi làm việc được các đơn vị phòng ban tiếp tụcthực hiện tốt Hoàn thiện việc cấp phép nước xả thải Mỏ Khe Chàm III Tích cực phốihợp và tạo điều kiện cho Công ty Môi trường – Vinacomin thi công dự án xử lý nướcthải tại mỏ Khe Chàm III

1.7 Hiện trạng quản lý nước trong ngành than tại Quảng Ninh

Ngành than có lượng nước thải khá lớn chiếm 52% tổng lượng nước thải thống

kê được, nước thải có đặc điểm độ pH thấp gây ảnh hưởng đến môi trường Theothống kê của Sở Tài nguyên và môi trường tỉnh Quảng Ninh năm 2013: Tổng lượngnước thải 236.850 m3 /ngày tương đương 86,45 triệu m3 /năm Riêng nước thải mỏ là220.414 m3 /ngày, tương đương 80,45 triệu m3 /năm

Đã xây dựng 25 32 trạm xử lý nước thải mỏ, xử lý được 138.836 m3 /ngày,tương đương 50,67 triệu m 3 /năm, đạt 63% Nước thải mỏ theo từng khu vực:

- Hạ Long là 38.645 m3 /ngày đã xử lý là 14.554 m3 /ngày, đạt 37,66%

- Cẩm Phả là 110.277 m3 /ngày đã xử lý là 66.404 m3 /ngày, đạt 60,2%

- Uông Bí là 42.775 m3 /ngày đã xử lý là 30.625 m3 /ngày đạt, 71,6%

- Đông Triều là 25.261 m3 /ngày đã xử lý là 23.797 m3 /ngày, đạt 94,2%

- Hoành Bồ là 4.000 m3 /ngày đã xử lý là 3.456 m3 /ngày, đạt 86,4%

Tập đoàn Vinacomin đã đầu tư xây dựng 34 trạm xử lý nước thải cho các đơn vịtrong ngành, trong đó đến thời điểm này có 32 trạm xử lý nước thải mỏ đã đi vào hoạtđộng góp phần cải thiện chất lượng các nguồn nước (Công ty TNHH MTV Môi trườngVinacomin quản lý 30 trạm) Đang xây dựng, vận hành thử 04 trạm và chuẩn bị đầu tư

14 trạm Tổng lượng nước thải đã được xử lý 71.021 m3 /ngđ, chất lượng nước thải saukhi xử lý đạt tiêu chuẩn thải ra môi trường

Ngoài ra lượng nước thải được xử lý sơ bộ bằng phương pháp lắng lọc, kết hợpvới sữa vôi hoặc chưa được xử lý là 104.368 m3 /ngđ

Tuy nhiên vẫn có những vấn đề tồn tại:

- Một số đơn vị có nguồn nước thải mỏ lớn còn chậm đầu tư trạm xử lý nướcthải, như: Xí nghiệp 917, Xí nghiệp than Cẩm Thành, Công ty Cổ phần Tây Nam ĐáMài, các đơn vị thuộc Tổng công ty Đông Bắc

- Trong số các trạm xử lý nước thải mỏ đang hoạt động có nhiều trạm đã bị quátải cục bộ vào mùa mưa, như: trạm xử lý nước thải +131 mỏ than Đồng Vông, trạm xử

lý nước thải +125 Công ty than Nam Mẫu, Trạm xử lý nước thải +125 Hồng Thái,trạm xử lý nước thải Bắc Vàng Danh (xí nghiệp than Cao Thắng), trạm xử lý nước thảiĐông Bình Minh (xí nghiệp than Thành Công), trạm xử lý nước thải +190 Xí nghiệpthan Hoành Bồ, trạm xử lý nước thải Công ty than Hà Lầm (trạm cũ), trạm +32 Công

ty than Khe Chàm

- Toàn bộ các trạm xử lý nước thải không có hệ thống điện dự phòng, khi mấtđiện lưới thì hệ thống bơm thoát nước các mỏ vẫn phải hoạt động bằng máy phát dựphòng, toàn bộ nước thải không qua xử lý xả trực tiếp ra môi trường

- Các trạm xử lý nước thải mỏ không thu gom, xử lý các nguồn nước thải kháctrên mặt bằng sân công nghiệp của mỏ, các nhà xưởng

- Một số sông suối do ảnh hưởng của hoạt động khai thác, chế biến than bị bồilấp chưa được nạo vét kịp thời, như: Sông Mông Dương, Sông Diễn Vọng, suốimoong Cọc Sáu, suối Ngô Quyền (Cẩm Phả), suối Lộ Phong (Hạ Long), suối VàngDanh, sông Uông Thượng (Uông Bí), suối Cầu Lim (Mạo Khê)

- Một số khu vực đô thị vẫn có hiện tượng nước thải mỏ chưa qua xử lý xảthẳng ra suối gây ô nhiễm môi trường nước, như: Mỏ lộ thiên Xí nghiệp 917 xả ra suốiLại, Khu vực mỏ lộ thiên và khu chế biến than mỏ Hà Lầm xả ra suối Hà Lầm, khuvực mỏ lộ thiên Khe Sim và mặt bằng SCN cửa lò +41 Lộ Trí xả ra suối Ngô Quyền,Cửa lò +25 mỏ Núi Nhện xả ra suối Cầu 2, Khu Yên Ngựa – Công ty than ThốngNhất, Công ty Cổ Phần Tây Nam Đá Mài, Công ty khai thác khoáng sản– Tổng Công

ty Đông Bắc

Trên thực tế tại khu vực nghiên cứu là moong lộ thiên số 21 thuộc mỏ khai thácthan Khe Chàm có nhiều điều kiện địa hình, địa chất lẫn khí hậu thủy văn đáng quantâm trong việc kiểm soát nước thải axit mỏ Việc đánh giá rủi ro tiềm ẩn về khả năngthoát nước axit và quản lý chất thải sunfua trong quá trình lập kế hoạch, phát triển vậnhành và đóng cửa mỏ sẽ mang lại nhiều lợi ích về môi trường và kinh tế

Theo ước tính thì sau quá trình khai thác dung tích chứa nước của moong số 21đạt 2,14 triệu m3 Hiện trạng nguồn nước cấp phục vụ sinh hoạt và sản xuất trong khuvực như sau:

+ Hệ thống cấp nước Diễn Vọng: đây là hệ thống cấp nước mang tính toànvùng của tỉnh Quảng Ninh và hiện đang cấp nước phục vụ sinh hoạt cho dân cư khuvực

+ Hệ thống cấp nước Khe Rửa: Được xây dựng để cung cấp nước sinh hoạt chokhu dân cư Mông Dương – Cửa Ông

+ Nguồn nước suối Bản Tài: Đây là nguồn nước có diện tích thủy sinh lớn, diệntích suối khoảng 12 km2 có thể khai thác phục vụ sinh hoạt và sản xuất cho các đơn vịtrong khu vực Tuy nhiên do đặc điểm địa hình, địa mạo của khu vực suối Bản Tàihiện không còn nguyên thủy nên suối thường có rất ít nước vào mùa khô và ngập lụtvào mùa mưa bão do vậy không có dự trữ điều hòa nguồn nước thì nguồn nước suốiBản Tài sẽ không ổn định

Hệ thống cấp nước cục bộ của các mỏ:

+ Mỏ Khe Chàm I: Tổng nhu cầu dùng nước là 2000 m3/ngày đêm Nguồn nướcđang lấy từ moong vỉa 16 trong ranh giới mặt bằng nhà máy tuyển Khe Chàm Hiệnnay moong nước này đang được san lấp để tạo mặt bằng xây dựng nhà máy tuyển KheChàm Diện tích moong san lấp tạo mặt bằng chiếm khoảng 2/3 diện tích moong hiện

có, phần moong còn lại dự kiến được sử dụng làm hồ môi trường của nhà máy tuyểnKhe Chàm

+ Mỏ Khe Chàm III (nhu cầu dùng nước là 2000 m3/ ngày đêm) và Nhà máytuyển Khe Chàm (nhu cầu dùng nước là 10800 m3/ ngày đêm) hiện chưa tìm đượcnguồn cấp nước

1.8 Phân tích lựa chọn đề tài tốt nghiệp

Nước thải của mỗi một ngành công nghiệp chứa các chất ô nhiễm chỉ thị đặctrưng khác nhau và đều cần được xử lý trước khi thải ra ngoài môi trường Việc phải

có hệ thống xử lý nước thải tập trung trước khi đổ thải vào môi trường trong các khucông nghiệp, khu khai thác đã được quy định trong nghị định của BTNMT (điều 17thông tư 08/2009/TT-BTNMT)

Chính vì thế việc thiết kế một hệ thống xử lý nước thải của khu mỏ là rất cầnthiết, điều này không chỉ tuân thủ quy định của pháp luật mà còn góp phần giảm thiểunhững tác động đến môi trường xung quanh Việc thiết kế một hệ thống quản lý nướccho khu vực nghiên cứu cần đảm bảo các yêu cầu cụ thể sau:

+ Yêu cầu về mặt môi trường: Nước sau quá trình xử lý phải đảm bảo đạtQCVN 40:2011/BTNMT cột A và đồng thời phải tuân thủ các quy định của pháp luậtViệt Nam về bải vệ môi trường

+ Yêu cầu về mặt kỹ thuật: Việc lắp đặt và xây dựng hệ thống quản lý nước thải

phải phù hợp với mặt bằng chung của khu vực nghiên cứu, đảm bảo hoạt động tối đacông suất Việc vận hành hệ thống phải đảm bảo dễ thực hiện, hạn chế các vấn đềnguy hiểm trong quá trình vận hành

+ Yêu cầu về mặt kinh tế: Vốn đầu tư cho hệ thống xử lý nước của khu vực

nghiên cứu phải phù hợp với tình hình tài chính của chủ đầu tư Hệ thống phải đảmbảo hoạt động hiệu quả và chi phí cho xây dựng và vận hành là tiết kiệm nhất

Tác giả nhận thấy được những ảnh hưởng đến môi trường nước do hoạt độngcủa mỏ gây ra, sự cần thiết cần có một hệ thống xử lý nước tại đây để đảm bảo hạn chếtối đa ảnh hưởng đến môi trường, và cần có một nguồn cung cấp nước ổn định cho khu

vực nên quyết định lựa chọn thực hiện đề tài: “Thiết kế quy trình kỹ thuật hệ thống

xử lý nước thải mỏ Khe Chàm II, phường Mông Dương, Cẩm Phả, Quảng Ninh, Công Suất 2500 m 3 /h’’

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI MỎ 2.1 Các phương pháp xử lý nước thải mỏ trên thế giới

2.1.1 Các giải pháp kiểm soát, quản lý nước thải mỏ than hầm lò tại Nga

2.1.1.1 Giải pháp xử lý nước thải hầm lò có hàm lượng chất rắn lơ lửng cao

Xử lý nước thải hầm lò bị ô nhiễm bởi hàm lượng chất rắn lơ lửng có thể đượcthực hiện bằng phương pháp lắng, lọc với các thiết bị làm trong nước hoặc thiết bịlắng, có kết cấu khác nhau

Giải pháp đơn giản nhất là lắng trong bằng các hồ lắng, có thể sử dụng liênhoàn 1, 2 hoặc nhiều tầng hồ, nước phải lưu lại trong đó 10 ngày đêm hoặc lâu hơn.Thể tích của hồ tầng đầu tiên được tính không nhỏ hơn 5 năm thể tích của bùn lắng.Tổng thể tích hồ lắng được tính theo chu kỳ xử lý bùn, không nhỏ hơn 10 năm Hiệusuất xử lý nước thải trung bình đạt 80 – 95% Được thể hiện trong hình 2-1

Hình 2-1: Xử lý cặn rắn lơ lửng nước thải hầm lò bằng hồ lắng 3 tầng

1 – Hồ tầng 1; 2 – Hồ tầng 2; 3 – Hồ tầng 3; 4 – Đập chắn; 5 – Thùng chứa nước clo.

Trong thực tế các giải pháp sử dụng kết hợp giữa chất keo tụ, lắng bằng bể lắngngang, hoặc lắng đứng và sau đó được lọc áp lực cũng đã được áp dụng

Xử lý nước thải mỏ có hàm lượng chất rắn lơ lửng cao bằng bể lắng ngang có

sử dụng chất keo tụ được thể hiện trong hình 2-2

Hình 2-2: Sơ đồ lắng nước thải mỏ trong thiết bị lắng ngang, có sử dụng keo tụ

1 – Bể điều hoà, 2 – Bể lắng ngang, 3 – Bể chứa nước sạch, 4 – Thùng hoà tan chất đông tụ, 5 – Dung dịch chất đông tụ, 6 – Thùng hoà tan chất keo tụ, 7 – Dung dịch chất keo tụ, 8 – Thùng chứa nước Clo.

Xử lý nước thải mỏ có hàm lượng chất rắn lơ lửng cao bằng bể lắng ngang có

sử dụng chất keo tụ, sau khi lắng có sử dụng lọc áp lực được thể hiện trong hình 2-3

Hình 2-3: Sơ đồ lắng nước thải mỏ trong thiết bị lắng đứng với các chất phụ gia

và thiết bị lọc nhanh, công suất từ 25,50,75,100,150 m 3 /h

1 – Bể điều hoà; 2 – Hố nhận; 3 – Bể khuấy trộn; 4 – Hố nhận; 5 – Bể lắng đứng; 6 – Hố nhận; 7 – Phin lọc nhanh; 8 – Bể nước sạch; 9 – Thùng chứa dung dịch clo; 10 – Thùng dung dịch chất keo tụ; 11 – Thùng hoà tan chất keo tụ; 12 – Máy thổi khí; 13 – Thùng hoà tan chất đông tụ; 14 – Thùng dung dịch chất đông tụ; 15 – Hố nhận; 16 – Mặt bằng tách nước bùn; 17 – Hố nhận nước róc bùn, bơm tuần hoàn.

Xử lý nước thải hầm lò có tính axit

Xử lý nước thải hầm lò có tính axit là loại bỏ trong nước các tạp chất khoángchứa muối và ion các kim loại nặng, đồng thời nâng cao độ pH đến giá trị cho phép,đảm bảo tiêu chuẩn xả thải ra môi trường

Trong thực tế, bùn thu được từ quá trình xử lý có tính kiềm cao vì vậy có thểđược tuần hoàn để xử lý nhằm giảm tiêu hao sữa vôi, thúc đẩy quá trình làm trongnước và tăng khả năng nén cặn bùn Được thể hiện trong hình 2-4

Hình 2-4: Sơ đồ công nghệ xử lý nước axit bằng trung hoà sữa vôi theo kết hợp

keo tụ và lắng

1 – Bể khuấy trộn 2 ngăn; 2 – Thùng hoà trộn nước thải với hóa chất; 3 – Bể lắng; 4 – Bề chứa; 5 – Bể nén bùn; 6 – Thiết bị điều tiết phân chia bùn theo đĩa lọc chân không; 7 – Phin lọc chân không; 8 – Thiết bị hút ẩm; 9 – Bơm chân không; 10 –

Bể tiếp nhận cặn lọc; 11 – Máy thổi khí; 12 – Bunke chứa vôi cục; 13 – Máy nghiền bi

và tôi vôi; 14 – Máy phân cấp hạt; 15 – Bể trung gian; 16 – Bể định lượng sữa vôi 5%; 17 – Thùng khuấy trộn, hoà tan keo tụ; 18 – Thùng định lượng keo tụ; 19 – Thùng chứa axit HCl 30%; 20 – Thùng định lượng và chuẩn axit đến 10%;

Các giải pháp kiểm soát, quản lý nước thải các mỏ than hầm lò tại Mỹ

Các giải pháp xử lý nước thải mỏ than nói chung và nước thải mỏ than hầm lònói riêng tại Mỹ có thể được phân thành hai loại: các giải pháp chủ động và các giảipháp bị động

Các giải pháp chủ động

Trong giải pháp chủ động gồm 2 hướng: hướng xử lý bằng hóa học và hướng

xử lý bằng sinh học

a Hướng xử lý nước thải mỏ than bằng hóa học

Đặc tính chung của nước thải ngành khai thác than là có tính axit mạnh, hàm lượngion Fe, Mn ở dạng hòa tan cao Các hoá chất có tính kiềm được sử dụng để trung hòa vàloại bỏ các kim loại dạng hòa tan trong nước thải mỏ có tính axit Trong công nghệ xử lýnước thải mỏ bằng hóa chất có các yêu cầu được đặt ra đó là: giá hóa chất xử lý, giá vậnhành các thiết bị hòa trộn và nạp hóa chất, các phản ứng oxi hóa, hệ thống hồ lắng trongmột hệ thống xử lý nước thải mỏ Trong quá trình xử lý nước thải mỏ thường có 5 bướcchính như sau:

- Điều hòa, kiểm soát lưu lượng và đặc tính của nguồn nước thải;

- Trung hòa bằng các hóa chất;

- Oxi hóa, làm kết tủa các ion kim loại dạng hòa tan;

- Lắng cặn của các hydroxit kim loại và các chất rắn lơ lửng khác;

- Loại bỏ bùn cặn;

Theo Wildeman và những người khác (1994), đã đưa ra quá trình chung cho xử

lý nước thải mỏ có tính axít bằng kiềm và oxi hóa sắt (Hình 2-5)

Dòng chảy được điều hòa bằng một hệ thống hồ, tại đây nước thải được tạothành hỗn hợp nước có tính chất tương đối đồng nhất Vôi thường được sử dụng đểtrung hòa, cả ở dạng vôi nung và vôi tôi (sữa vôi) Quá trình nạp hóa chất xử lý có thểđược điều chỉnh tự động bởi điện cực pH trong nước và sẽ xác định khối lượng chấtphản ứng thêm vào Ngay sau khi thêm vôi vào nước chuyển thành màu ngọc lam bởi

vì sự có mặt của hợp chất FeSO4 Qua bước khuấy trộn, oxi hóa sẽ chuyển ion Fe (II)dạng tan thành Fe (III) và nước nhanh chóng xuất hiện màu đỏ đất son Fe (III) bắt đầulắng ở dạng hydroxit sắt từ pH = 4,0 và kết tủa lớn nhất tại pH = 8,0 Mức độ oxi hóaphụ thuộc vào hàm lượng oxy Vì vậy, việc khuấy trộn, sục khí được sử dụng làm tăngtốc độ ôxi hóa dẫn tới tăng tốc độ kết tủa Hydroxit sắt và các chất lơ lửng khác đượclắng xuống bởi hệ thống hồ lắng Mangan cũng sẽ kết tủa nếu pH đủ cao (pH 9,0 ÷9,5) Đồng thời, trong hệ thống xảy ra hiện tượng kết tủa CaSO4 (nhưng không đángkể) do có sự quay lại của ion Ca2+ và SO42- thành dạng hòa tan Điều kiện lắng lý tưởng

là các hồ chứa đủ lớn để lưu nước thải trong hồ càng lâu càng tốt Tuy nhiên cũng cần

thiết nạo vét hồ một cách định kỳ Nước thải sau khi qua hồ lắng có thể thải trực tiếpvào hệ thống sông suối trong khu vực Nước thải mỏ có thể coi như đã được làm sạch

về độ axit, hàm lượng Fe, Mn, cặn lơ lửng nhưng hàm lượng Ca2+ trong nước lại cao

Hình 2-5: Quá trình xử lý nước thải mỏ có tính axit bằng kiềm và oxi hóa sắt

Bảng 2-1: Hiệu quả phản ứng trung hòa của một số hóa chất

T

T Tên thông thường Tên hóa học Công thức Chuyể n đổi Trung hòa Giá 1996 (3)

Hệ số (1) quả (2) Hiệu USD/tấn hoặc Gallon

Bán sỉ Bán lẻ

1 Đá vôi Canxicacbona

2 Sữa vôi Canxihydroxit Ca(OH)2 0,74 90% 60 10

(2) Hiệu suất trung hòa đánh giá hiệu quả tương quan của hóa chất dùng để trung hòa axit nước thải mỏ Ví dụ: Nếu để trung hòa 100 tấn axit/năm thì lượng sữa vôi cần dùng là: 100 × (0,74 / 0,90) = 82 tấn;

(3) Giá của hóa chất phụ thuộc vào khối lượng hàng phân phối: Giá lẻ là giá mua với lượng ít, giá sỉ là giá mua với lượng nhiều Dạng lỏng giá tính cho gallon, dạng khác tính cho tấn.

Trong quá trình xử lý nước thải mỏ, để đẩy nhanh quá trình oxi hóa, kết tủa cácion kim loại và lắng đọng các chất rắn lơ lửng thường cần phải bổ sung thêm một sốhóa chất

Trong đó có các hóa chất đẩy nhanh quá trình oxi hóa, kết tủa và các hóa chấtđẩy nhanh quá trình lắng

 Các chất oxi hóa

Khi oxi hóa ở mức cao các kim loại như Fe, Mn sẽ kết tủa ở pH trung hòa (pH

= 7 ÷ 8), khi pH = 9 ÷ 12 oxi hóa xảy ra ở mức thấp (theo Skousen và những ngườikhác, 1993) Biện pháp đơn giản nhất có thể cải thiện được phản ứng oxi hóa là sụckhí (khuấy trộn), tức là đưa nhiều oxi vào trong nước Quá trình sục khí (khuấy trộn)tạo điều kiện kết tủa các hydroxit kim loại và đồng thời nâng cao hiệu quả sử dụng cácchất oxi hóa khác Oxy là một chất có tiềm năng oxi hóa, sử dụng đơn giản bằng cách

sục khí trong nước Tuy nhiên, các hợp chất oxi hóa như: H2O2 (peroxit) hoặc HClO(hypoclorit) thường được dùng phổ biến hơn Các hợp chất trên có khả năng oxi hóarất mạnh (Skousen, 1993) Ngoài ra, KMnO4 (kalipemanganat) cũng là chất oxi hóađược sử dụng ở nhiều nơi.

 Các chất keo tụ và kết bông

Nhôm sunfat là một chất kết bông thường được sử dụng trong xử lý nước thải(Skousen, 1993) Nó phản ứng với kiềm trong nước thành cụm xốp nhôm hyđrôxít(các khối hạt) mà tác dụng kết tủa các kim loại khác FeSO4 cũng phản ứng với kiềm,nhưng phản ứng chậm hơn nhôm sunfat Có thể dùng Fe2(SO4)3 sẽ tăng khả năng lắngnhanh hơn Do chất này hoạt động ở khoảng pH rộng hơn so với FeSO4

Đối với nguồn thải có lưu lượng nhỏ và tính axit thấp, hệ thống dùng NaOH là

rẻ nhất mặc dù có giá hóa chất cao nhất Tiếp theo là hệ thống dùng Amoniac, mặc dù

có giá cao về thiết bị và nhân công, nhưng bù lại giá cả của chất phản ứng lại khá thấp

Hệ thống rẻ thứ 3 là dùng Natricacbonat có giá cả của chất phản ứng và giá của nhâncông cao Ngược lại, sữa vôi có chi phí hoá chất rẻ nhất, nhưng lại là sự lựa chọn đắtnhất bởi vì chi phí cho hoạt động và thiết bị rất cao

Đối với nguồn nước thải có lưu lượng và hàm lượng axit trung bình thì lựa chọndùng Amoniac là kinh tế nhất tiếp đến là dùng sữa vôi

Đối với nguồn nước thải có lưu lượng lớn, hàm lượng axít cao thì hệ thốngdùng sữa vôi là hợp lý nhất

8 CH3COO- + 8 SO42- + 16 H+ 16 CO2 + 16 H2O + 8 HSPhản ứng trên làm giảm ion H+, dẫn đến làm tăng pH lên tới 7,0 ÷ 7,5 Các kim loạitrong nước thải có thể được kết tủa dưới dạng sunfit kim loại sau phản ứng với H2S (H2Sđược tạo ra bằng phương pháp sinh học) Diện tích bề mặt tiếp xúc càng lớn giúp cho vikhuẩn hoạt động mạnh và làm cho các phản ứng sinh học giảm sunfat càng cao Một số hệthống thử nghiệm đã được phát triển, hầu hết tập trung vào việc trung hoà nước thải axit từkhai thác mỏ chứa kim loại Tuy nhiên, quá trình giảm sunfat bằng sinh học có thể được ápdụng trong tương lai cho việc xử lý nước thải từ khai thác than

-Phần lớn quá trình sinh học giảm sunfat từ các dạng phản ứng sinh hóa Mặc dù,các phản ứng này có thể diễn ra trong nước khá tốt, chúng thường bị ảnh hưởng khinước bị ô nhiễm cao và sự thay đổi bất thường lớn trong dòng chảy Một ảnh hưởngkhác là sản phẩm bùn sẽ bịt kín, kiềm chế phản ứng khi khối lượng của bùn quá lớn.Thông thường quá trình giảm sunfat hầu hết thích hợp để xử lý nước thải có hàmlượng các kim loại tương đối thấp (Barns và những người khác, 1992)

Rowley và những người khác (1994) đã miêu tả quá trình Biosunfit (sunfat sinh học)(Hình 2-6).

Hình 2-6:Quá trình Biosunfit trong xử lý tính axit của nước thải

Thí nghiệm mức độ phản ứng với một thể tích 15 l và xưởng thử nghiệm với thểtích 800 l Quá trình được đánh giá rất khả quan với việc cho thêm một hỗn hợp menchiết, lacta và các khoáng vật gốc để cung cấp Nitơ cho vi khuẩn Đã đạt được tốc độgiảm sunfat 1,8 ÷ 2,4 g/l/ngày Sunfat trong nước đã được xử lý giảm từ 3.000 mg/lxuống 200 ÷ 250 mg/l và các kim loại nặng được chuyển hoá hoàn toàn Tuy nhiên,các thí nghiệm đòi hỏi phải tìm ra công nghệ có thể được áp dụng để xử lý nước thải

mỏ từ khai thác than

Các giải pháp bị động

Các giải pháp bị động áp dụng để xử lý nước thải mỏ than hầm lò tại Mỹ gồm: Hệthống đất ngập nước nhân tạo (Constructed Wetland Systems) và hệ thống mương đávôi thiếu oxy (Anoxic Limestone Drains)

 Hệ thống Wetlands

Wetlands là thuật ngữ chung chỉ vùng bao phủ lầy lội, đầm lầy, đồng cỏ ngậpnước và đơn giản là khu ngập nước Đất ngập nước tạo thành vùng chuyển tiếp giữa hệsinh thái nước và hệ sinh thái cạn (Hammer và Bastian, 1989) Wetlands tự nhiên cóthể loại bỏ Fe và các ion kim loại khác ở trong nước Việc tích tụ và làm giàu limonit(hợp chất của Fe(OH)3) là rất cao, được tìm thấy ở các bãi lầy có chứa quặng Fe ởdạng khoáng limonit hoặc các bãi lầy chứa quặng Mn (Hammer và Bastian, 1989)

Sử dụng Wetlands để cải thiện nước thải mỏ được phát triển từ nhiều nghiêncứu về sự tương tác của Wetlands tự nhiên với nước thải mỏ Chất lượng nước đi vàocác vùng đầm lầy than bùn cải thiện ngay lập tức, giảm Fe, Mn, Ca, Mg, SO42- và tăng

pH từ 2,5 ÷ 3,5 lên 4 ÷ 6 Wetlands có thể phù hợp để xử lý các nước thải mỏ bị ônhiễm Wetlands nhân tạo bao gồm lớp chất nền bên dưới, các thực vật nổi và thực vậtchìm, các động vật và nước giống như hệ thống Wetlands tự nhiên Hình 2-7 cho thấymột hệ thống Wetlands nhân tạo điển hình

Hình 2-7: Một Wetlands nhân tạo để xử lý nước thải mỏ có tính axit

Ngày nay, nhiều Wetlands đã được xây dựng, cụ thể cho xử lý nước thải mỏ vànước rỉ rác, đặc biệt ở Mỹ Wieder, 1989 đã công bố hơn 140 Wetlands đã được xâydựng để xử lý nước thải từ các mỏ than ở miền Đông nước Mỹ, nhiều nhất là ở vùngPennsylvania Theo Kleinmann, 1991, hơn 400 Wetlands nhỏ đã được xây dựng ở cácvùng mỏ ở Mỹ để xử lý nước thải Những Wetlands lâu nhất đã hoạt động hơn 10 năm

 Mương đá vôi yếm khí (Anoxic Limestone Drains - ALD)

Mương đá vôi yếm khí (ALD) được xây dựng bằng cách xếp các lớp đá vôihoặc đào mương đá vôi Chúng được sử dụng để xử lý nước thải có tính axit Nướcthải được dẫn vào mương, pH và tính kiềm của nước thải tăng lên bởi phản ứng với đávôi Sử dụng đá vôi đã bị loại bỏ trong nhiều hệ thống xử lý bị động vì trong một môitrường oxi hoá các hạt đá vôi bị oxy hydroxit sắt (III) bao bọc Điều này ngăn cản việchòa tan tiếp và giới hạn khả năng trung hòa của lớp đá vôi (Skousen và nnk, 1990).Tuy nhiên, sự hòa tan vẫn xảy ra và không xuất hiện lớp bọc sắt nếu đá vôi và nước

mỏ được giữ trong điều kiện yếm khí (Hedin và nnk, 1994) Kiềm được cho thêm vàonước và pH được tăng lên Fe và Mn có thể không bị ảnh hưởng gì khi đi qua mương

đá vôi, mặc dù pH tăng

ALD là phương pháp xử lý trước và phải được chảy qua một hệ thống hiếu khí đểchuyển hoá kim loại dạng hòa tan Kiểu dáng và kích thước của hệ thống xử lý tiếp theophụ thuộc vào kim loại có trong nước, nhưng có thể là một ao lắng hoặc Wetlands nhântạo Khi sử dụng ALD ở trước một Wetlands nhân tạo hiếu khí, ALD có thể cung cấpkhả năng, điều kiện thuận lợi cho Wetland loại bỏ kim loại (Skousen, 1991) Hệ thốngWetland hoạt động hiệu quả nhất khi pH của nước thải mỏ <6,0 và có chứa kiềm (Kairn,1991) Hình 2-8 chỉ ra mặt cắt qua một ALD điển hình

Hình 2-8: Mặt cắt ngang của một một ALD điển hình

Hiện nay, nhiều ALD đã được xây dựng, chủ yếu là ở Mỹ, con số này đang tănglên ở châu Âu và một số nơi khác Skousen, 1991 thông báo rằng từ mùa thu năm

1991, khoảng 50 ALD đã được xây dựng ở vùng Appalachian nước Mỹ Hedin vàWatzlaf (1994) cũng đã trình bày rất chi tiết về xây dựng và các đặc tính chất lượngnước của 21 ALD cụ thể ở khu vực này Hầu hết các mương cũ đều được xây dựng cócấu trúc dài và hẹp (Hedin, 1994) Ví dụ, mương Morrison ALD (ở vùngPennsylvania, Mỹ) là rộng 1 m, dài 46 m, và chứa khoảng 1 m đá vôi (đá vôi có kíchthước viên 5 ÷ 10 cm)

Ở những vùng không có khả năng xây dựng được các đường mương dài hơn, thìđặt các lớp đá vôi yếm khí có chiều rộng từ 10 ÷ 20 m Một ALD thành công là hệthống phải loại bỏ được oxi Hệ thống thường được bịt kín do mương nằm dưới lớp đấtsét (loại điển hình chiều sâu >1 m), để dòng vào của oxi không khí là nhỏ nhất và sựtích tụ dioxit cacbon trong mương là lớn nhất (Bảng 2-2)

Bảng 2-2: Những thiết kế tiêu biểu được lựa chọn áp dụng cho một số ALD

Nguồn Vùng áp dụng Lưu lượng Kích thước và khối lượng vôi trong

ALD

Brodie et al

(1992) Alabama 155 l/phút 4,5 m × 80 m × 1,5 mBrodie et al

(1992) Tennessee 1.855 l/phút 1,5 m × 425 m × 3 mNairn et al (1992) West Virginia 4 l/phút ÷ 87 l/phút 8 tấn ÷ 250 tấnFaulkner và

Skousen (1994) Appalachia 0,5 l/phút ÷ 265 l/phút 35 tấn ÷ 945 tấnChất lượng và phân bố kích thước của các viên đá vôi là một chỉ tiêu rất quantrọng, thường sử dụng đá vôi loại cao (>90% CaCO3) Các loại đá Dolomit (Canxi –

Magie cacbonat) là dạng không phù hợp bởi chúng hoạt động kém Nhiều ALD hiệnnay dùng đá vôi có kích thước 2 ÷ 4 cm, nhưng Skousen, 1991 đã đề xuất sử dụng kíchthước hạt lớn hơn 4 ÷ 10 cm cũng được Thời gian lưu lại của nước mỏ phải đủ để chophép hoà tan đủ lượng đá vôi Robb, 1995 cho rằng 48 giờ là thời gian lưu tốt nhất,nhưng còn tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể

Các giải pháp kiểm soát quản lý nước thải mỏ than hầm lò tại Úc

Các giải pháp xử lý nước thải mỏ than ở Úc nói chung cũng được phân chiatheo hai hướng là các giải pháp chủ động và các giải pháp bị động

Các giải pháp chủ động

Về nguyên tắc các giải pháp xử lý nước thải chủ động của Úc cũng tập trunggiải quyết 3 vấn đề đó là: điều chỉnh độ pH (từ axit về trung tính), kết tủa kim loại (Fe,Mn) và lắng loại bỏ cặn Sơ lược các giải pháp xử lý nước thải mỏ bằng phương phápchủ động như sau:

a) Giải pháp kiểm soát pH bằng hóa chất và lắng

Giải pháp công nghệ này gồm có 3 giai đoạn:

Giai đoạn định lượng và hoà trộn chất phản ứng để tăng pH trong nước thải:Chất trung hoà ở thể rắn được trộn với nước sau đó được định lượng vào bể phản ứngchứa dòng nước thải vào Loại hóa chất trung hòa được sử dụng có thể là Ca(OH)2,CaO, NaOH, NH3, Na2CO3

Giai đoạn phản ứng: Dung dịch được hoà trộn bằng máy khuấy cơ học hoặc sụckhí (nếu cần để oxi hoá kim loại) Thiết bị khuấy hoặc sục khí được hoạt động liên tụctrong quá trình hòa trộn nước thải và hóa chất phản ứng

Giai đoạn kết bông và lắng: Nước được trung hoà từ giai đoạn phản ứng đượcchuyển tới bể lắng Vận tốc dòng chảy được giảm đáng kể trong bể lắng và lượng bôngcặn sẽ được tăng thêm trong giai đoạn do đó tạo điều kiện cho việc lắng cặn Bùn từ bểlắng được loại bỏ, thường được chuyển đến sân phơi

Các hệ thống xử lý có thể được thiết kế, chế tạo lắp đặt dưới dạng cố định hoặc

có thể di chuyển được Hệ thống xử lý di động là hệ thống nhỏ gọn, dễ di chuyển, vốnđầu tư thấp Hệ thống này chủ yếu là hòa trộn hóa chất phản ứng, định lượng và cấp

để trung hòa cho dòng thải mỏ

b) Xử lý nước thải chủ động bằng phương pháp sinh học

Hệ thống bể phản ứng vi sinh là hệ thống kiểm soát việc vận hành quá trình hoáhọc và sinh học để trung hòa nước thải, khả năng khôi phục kim loại Hệ thống bểphản ứng vi sinh bao gồm bể sinh học khử sunfat và bể lắng sunfua kim loại Trong bể

phản ứng sinh học khử sunfat, sự hoạt động của vi khuẩn khử sunfat (SO42-) thành H2S

và HS- hòa tan và sinh ra HCO3- Trong bể lắng sunfua kim loại, HCO3- trung hòa mộtphần nước thải, trong khi H2S và HS- phản ứng với kim loại hòa tan trong nước thảilàm kết tủa kim loại Sau khi được xử lý tại bể lắng sunfua kim loại, nước thải tiếp tụcđược dẫn vào bể phản ứng đá vôi để tiếp tục trung hoà nước Sau khi nước đạt đếnmức trung hòa độ pH tại bể phản ứng đá vôi được dẫn vào bể sinh học khử sunfat, tạiđây nó cung cấp nguồn sunfat cho hoạt động của vi khuẩn Nước sau khi qua các quátrình xử lý được thải ra ngoài, trong khi đó H2S, HS- và HCO3- sinh ra được tuần hoàn

về bể lắng Phương pháp này vận hành tốt nhất khi xử lý nước thải (nước thải có tínhaxit và bị ô nhiễm bởi các kim loại) có độ pH từ 3,0 ÷ 3,5 và trong môi trường giàuoxy (Hình 2-11)

Bảng 2-3: Tổng hợp các giải pháp kiểm soát nước thải tại các mỏ than hầm lò

trên thế giới

Nước mỏ

có cặn lơlửng lớn

1 Hồ lắng 3ngăn

Giải pháp đơngiản, dễ thựchiện

- Tốn nhiều diệntích

- Khâu nạo vét bùnphức tạp

2 Sử dụngthiết bị lắngngang có sửdụng hóa chấttrợ lắng

Hiệu quả xử lýcao Chi phí đầu tư lớn

3 Sử dụngthiết bị lắng,hóa chất trợlắng và lọcnhanh

Hiệu quả xử lýrất cao

Chi phí đầu tư vàchi phí vận hành

lớn

Nước mỏ

có tính axit Sử dụng sữavôi

- Hiệu quả cao

- Chi phí xử lýphù hợp

Khâu xử lý bùn cặnphức tạp

tính axit 1 Giải pháp chủ động

- Phương pháphóa học: Sửdụng các hóachất để trunghòa: Đá vôi(CaCO3), sữaVôi (CaOH)2,xút (NaOH),Natricacbonat(Na2CO3),Amoniac(NH3)

Chủ động trongviệc xử lý Mỗihóa chất có ưuđiểm riêng:

Đá vôi: chi phí

rẻCa(OH)2: hiệuquả, chi phíhợp lý

NaOH,

Na2CO3, NH3hiệu quả cao,tạo ít cặn

Mỗi hóa chất xử lý

có những hạn chếnhất định:

Đá vôi: hiệu suất

xử lý không cao;Ca(OH)2: cần khâunạo vét bùn phức

tạp

Na2CO3, NH3,NaOH: giá thành

xử lý cao

- Phương phápsinh học Tiên tiến, sinhthái Mới ở giai đoạn thửnghiệm, chưa phổ

biến

2 Giải pháp bị động

- Hệ thống đấtngập nước(ConstructedWetlands)

Giá thành xử lýthấp, hài hóavới tự nhiên

Cần diện tích lớnHiệu quả không ổn

định

- Mương đá vôiyếm khí Giá thành xử lýthấp

Việc xác định thờigian tồn tại củamương và hiệu qủa

xử lý mang tínhchất tương đối

tính a xít 1 Giải pháp chủ động

- Phương pháphóa học: Sửdụng các hóachất để trunghòa: Đá vôi(CaCO3), sữavôi (CaOH)2,xút (NaOH),Natricacbonat(Na2CO3),Amoniac(NH3)

Chủ động trongviệc xử lý Mỗihóa chất có ưuđiểm riêng:

Đá vôi chi phírẻ

Ca(OH)2 hiệuquả, CP hợp lý;

NaOH,

Na2CO3, NH3hiệu quả cao,tạo ít cặn

Mỗi hóa chất xử lý

có những hạn chếnhất định:

Đá vôi hiệu suất xử

lý không cao;Ca(OH)2 cần khâunạo vét bùn phức

tạp

Na2CO3, NH3,NaOH: giá thành

xử lý cao

- Phương phápsinh học Tiên tiến, sinhthái

Mới ở gđ thửnghiệm, chưa phổ

biến

- Phương pháptrao đổi ion Tiên tiến, hiệuquả xử lý cao Chi phí xử lý cao,không phổ biến

2 Giải pháp bị động

- Hệ thốngWetlands Giá thành xử lýthấp, hài hóa

với tự nhiên

Cần diện tích lớnHiệu quả không ổn

định

- Mương đá vôiyếm khí Giá thành xử lýthấp

Việc xác định thờigian tồn tại củamương và hiệu qủa

xử lý mang tínhchất tương đối

- Hệ thống khử

và sản sinhkiềm

Đơn giản, chiphí vận hànhthấp

Chi phí đầu tư lớn,

có thể bị tắc nghẽn

do kết tủa muối

KL, khả năng lọc bịgiảm dần

- Màng phảnứng lọc vận hành thấpĐơn giản, CP Sự kết tủa muốikim loại

- Đệm tro lọc

Vận hành đơngiản, tận dụngđược chất thảicủa hoạt độngkhác cho xử lý

- Có thể hòa tanmột số kim loại vàonước Chỉ kinh tếkhi mỏ gần nguồncung cấp nguyênliệu troNhư vậy, tùy theo đặc trưng nước thải của mỗi nước mà hình thành nên các giảipháp công nghệ khác nhau Tổng hợp cho thấy có 3 loại hình nước thải mỏ được tậptrung xử lý là nước thải mỏ có hàm lượng chất rắn lơ lửng cao, nước thải mỏ có hàmlượng muối cao, nước thải mỏ có tính axit Để giải quyết 3 loại hình nước thải trên,hình thành nên 3 nhóm giải pháp công nghệ:

- Nhóm công nghệ xử lý cặn lơ lửng: tập trung gồm hai giải pháp chính đó làlắng và lọc Giải pháp lắng được sử dụng phổ biến và chi phí rẻ, có thể áp dụng choquy mô xử lý lớn, yêu cầu về chất lượng nước đầu ra không cao Giải pháp lọc hiệuquả xử lý cao tuy nhiên chi phí cao, phù hợp với quy mô nhỏ và yêu cầu chất lượngnước đầu ra cao để có thể tái sử dụng

- Nhóm công nghệ xử lý nước thải có hàm lượng muối cao: Gồm có các giảipháp chưng cất, kết tủa hóa học, thẩm tách bằng điện và thẩm thấu ngược Mỗi giảipháp có những ưu nhược điểm riêng Phù hợp với quy mô nhỏ, chi phí xử lý thấp cóthể áp dụng phương pháp thẩm tách bằng điện hoặc thẩm thấu ngược tuy nhiên giảipháp này không triệt để Với quy mô lớn, yêu cầu hiệu quả xử lý cao có thể sử dụnggiải pháp kết tủa hóa học, tuy nhiên chi phí xử lý cao Với khu vực mỏ có hàm lượng

khí CH4 lớn có thể phối phợp xử lý khí và nước thải để đạt được nhiều mục đích kinh

tế và môi trường

- Nhóm công nghệ xử lý nước thải có tính axit: nhóm công nghệ này được phânthành 2 loại chính là giải pháp chủ động và giải pháp bị động:

a) Giải pháp chủ động gồm giải pháp hóa lý và giải pháp sinh học

+ Giải pháp sinh học chủ yếu mới được thử nghiệm, chưa được nhân rộng, tiềmnăng ứng dụng không cao;

+ Giải pháp hóa lý được sử dụng phổ biến với nhiều hóa chất trung hòa được đềcập như đá vôi, Ca(OH)2, NaOH, Na2CO3, NH3 Tùy theo điều kiện từng nơi mà có thể ápdụng các giải pháp phù hợp Giải pháp phổ biến nhất vẫn là giải pháp sử dụng Ca(OH)2,bên cạnh đó các giải pháp sử dụng đá vôi cải tiến của Trung Quốc cũng đáng được quantâm và xem xét áp dụng như lồng quay đá vôi, lọc giãn nở dòng hướng lên sử dụng cáchạt đá vôi nhỏ, đệm tầng sôi đá vôi sục khí

b) Giải pháp bị động

+ Giải pháp đất ngập nước nhân tạo có ưu điểm lớn đó là chi phí xử lý rất thấp,hài hòa với tự nhiên Bên cạnh đó nó cũng có những nhược điểm đó là cần nhiều diệntích, hiệu quả xử lý không ổn định;

+ Giải pháp mương đá vôi yếm khí: là giải pháp hiệu quả, chi phí thấp tuy nhiên

nó có nhược đểm hiệu quả xử lý không ổn định và khó xác định chính xác tuổi thọmương và hiệu suất xử lý;

+ Giải pháp bị động khử và sản sinh kiềm và giải pháp màng phản ứng lọc: làgiải pháp hiệu quả, chi phí vận hành thấp nhưng có nhược điểm chi phí đầu tư ban đầulớn, kết tủa kim loại có thể gây tắc và giảm khả năng lọc;

+ Giải pháp đệm tro lọc có ưu điểm vượt trội là tái sử dụng chất thải của côngđoạn khác cho xử lý nước tiết kiệm tài nguyên và chi phí xử lý Tuy nhiên nó có nhượcđiểm là có thể hòa tan thêm các kim loại vào nước thải đồng thời không kinh tế khinguồn nguyên liệu xa khu vực cần xử lý;

+ Giải pháp vỏ bọc điện hóa là giải pháp tiên tiến không phát sinh chất thải thứcấp, tuy nhiên chưa phổ biến đồng thời chi phí xử lý cao

Như vậy, việc lựa chọn giải pháp xử lý phù hợp cho mỗi khu vực trước tiênphải dựa vào tính chất của nước thải để lựa chọn nhóm giải pháp xử lý Tiếp theo làtùy thuộc vào yêu cầu xử lý về quy mô, chất lượng nước đầu ra, giá thành có khả năngchấp nhận, tính sinh thái để lựa chọn giải pháp cụ thể

2.2 Các phương pháp xử lý nước thải các mỏ ở Việt Nam

Hiện nay, nước thải tại hầu hết các cửa lò và các điểm xả nước thải của mỏ khaithác đều được đưa qua hố ga lắng trước khi xả ra ngoài.Tại Việt Nam, công nghệ xử lýnước thải mỏ đã được quan tâm xây dựng và áp dụng ở hầu hết các mỏ Nước thải từquá trình khai thác than ở Việt Nam có thành phần rất đa dạng, tính chất và thành phần