CHƯƠNG 3. LỰA CHỌN, THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI MỎ ĐỒNG
3.3. Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho mỏ đồng Sin Quyền
Việc lựa chọn công nghệ để áp dụng xử lý nước thải mỏ đồng Sin Quyền được xem xét trên quy trình chung về xử lý nước thải mỏ, thông qua các ưu, nhược điểm của các hệ thống đã áp dụng tại Việt Nam; tính chất nước thải; điều kiện địa hình của mỏ đồng Sin Quyền.
Mục tiêu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải mỏ đồng Sin Quyền là:
- Đảm bảo nước sau xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT, cột B với giá trị Cmax.
- Vận hành đơn giản.
- Chi phí vận hành và giá thành xử lý thấp.
- Kiến trúc xây dựng phù hợp với mặt bằng và cảnh quan môi trường.
- Thuận tiện cho việc nâng cao công suất xử lý khi cần thiết.
- Nước sạch sau xử lý có thể tái sử dụng cho các hoạt động sản xuất khác của mỏ như: tưới đường dập bụi, rửa xe, máy...
3.3.1. Sơ đồ công nghệ
Để đảm bảo hệ thống xử lý các chỉ tiêu đạt tiêu chuẩn trước khi xả thải, giá trị các thông số ô nhiễm pH, COD, BOD, Fe, Cu được lựa chọn như sau:
- Lưu lượng nước thải Q = 10.000 m3/24h = 416,7m3/h = 0,1157 m3/s
Nước thải sau xử lý đạt loại B theo quy chuẩn 40 của BTNMT với các thông số cơ bản như:
- Giá trị pH là : 5,26
- Nhu cầu oxi hóa học(COD): < 178 mg/l - Nhu cầu oxi sinh hóa(BOD): < 91 mg/l - Hàm lượng sắt(Fe) : < 8,38 mg/l - Hàm lượng đồng(Cu) : < 8,29 mg/l
Từ những giá trị các thông số ô nhiễm đó xác định quy trình xử lý nước thải mỏ như hình 3.1.
Lớp: Địa Sinh Thái-K52 60 Sinh Viên: Hà Đắc
Sử dụng cho mục đích khác
Bơm bùn Nước thải từ moong
khai thác
Bể lắng ngang
Bể chứa nước sạch
Bể nén bùn Bể trung hòa
Bể pha dung dịch sữa vôi
Bể pha dung dịch polymer
Bơm
Bơm bùn
Nước róc bùn
Bơm bùn Hồ sinh học
Bơm định lượng
Suối Ngòi Phát Đập tràn
Van đóng mở
Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải từ moong mỏ đồng Sin Quyền 3.3.2. Quy trình công nghệ xử lý nước thải
Nước thải của khai trường khu Đông của mỏ đồng Sin Quyền có axit nhẹ (pH hơi thấp), có COD và BOD khá cao, Fe và Cu cao. Ngoài ra các chỉ tiêu khác đạt tiêu chuẩn môi trường.
* Bản chất của quá trình xử lý nước thải mỏ đồng Sin Quyền là:
- Dùng các chất hoá học có tính chất kiềm (vôi, xút...) để trung hoà axit, nâng cao độ pH, đồng thời tạo môi trường ôxy hoá các kim loại nặng Fe, Cu.
- Dùng chất keo tụ polymer A101 để tăng khả năng kết tủa các chất rắn lơ lửng có sẵn trong nước thải hoặc được sinh ra trong quá trình trung hoà để loại bỏ các chất này khỏi nước thải.
* Từ bản chất của quá trình xử lý nước thải như trên, xác định quy trình công nghệ xử lý nước thải như sau:
1. Nước thải từ moong khu Đông được bơm lên và dẫn vào hệ thống xử lý qua mương dẫn, đập tràn trên mương dẫn sẽ làm công tác hướng dòng thải vào hệ thống xử lý.
2. Trên mương dẫn đầu vào M1, xây dựng bể trung hòa. Nước thải khi vào bể trung hòa được máy bơm định lượng cấp dung dịch sữa vôi 10% của bể pha dung dịch sữa vôi (có van đóng mở) và sự hoà trộn tại đây được thực hiện bằng máy khuấy, trong bể trung hòa có đặt thiết bị điều chỉnh pH.
- Sử dụng sữa vôi làm tác nhân trung hoà có ưu điểm là:
+ Giá thành rẻ, sẵn có ở địa phương.
+ Hình thành kết tủa không tan CaSO4, do đó giảm được hàm lượng sunfat trong nước.
+ Tăng khả năng đông tụ cho giai đoạn xử lý tiếp theo.
- Vôi cục được tôi tại bể tôi vôi thành sữa vôi đặc sau đó pha chế thành dung dịch sữa vôi nồng độ 10%.
- Dung dịch sữa vôi được bơm định lượng bơm từ thùng pha chế đến bể trung hòa.
Tín hiệu phản hồi từ đầu đo pH sẽ điều chỉnh bơm định lượng dung dịch sữa vôi vừa đủ đảm bảo độ pH của nước sau trung hoà nằm trong giới hạn cho phép (pH = 5,5 ÷ 9, tùy theo ngưỡng đặt; thông thường đặt pH = kiềm để cho quá trình xử lý Fe, Cu được diễn ra thuận lợi và đạt hiệu quả cao).
3. Tiếp theo nước thải được dẫn vào bể lắng ngang kiểu vách ngăn, thường được xây dựng kết hợp cùng với bể phản ứng (cụm bể lắng - phản ứng). Trước khi vào bể lắng - phản ứng nước thải được cấp thêm dung dịch polymer A101 dạng nồng độ 1‰. Sự hoà trộn và phân bố đều dòng chảy của nước trong hệ thống bể được thực hiện bằng vách ngăn có đục lỗ. Mục đích quá trình này là dính kết các hạt cặn không có khả năng tự lắng, tồn tại ở trạng thái lơ lửng thành các bông cặn lớn hơn dễ dàng lắng xuống ở bể lắng.
Trong ngăn phản ứng, các phản ứng hoá - lý tiếp tục được diễn ra, sau đó hỗn hợp nước được đưa sang ngăn lắng, tại đây quá trình lắng của nước thải được thực hiện. Các
chất kết tủa của các ion kim loại và các chất rắn khác được lắng xuống đáy bể do trọng lực.
4. Nước trong còn chứa CaSO4 kết tủa chậm được thu ở phần trên cuối ngăn lắng và theo mương M2 đưa vào hồ sinh học (HSH), lưu nước trong thời gian t = 3 -7 ngày.
Tại hồ sinh học CaSO4 kết tủa lắng xuống đáy hồ, phần nước trong cuối hồ đảm bảo tiêu chuẩn được xả thải ra suối Ngòi Phát.
5. Xử lý cặn: Cặn lắng dưới đáy ngăn lắng của bể lắng ngang được các gạt bùn gạt về rốn thu bùn. Bùn từ đáy ngăn phản ứng và rốn thu bùn của ngăn lắng được các bơm bùn bơm về bể nén bùn (BNB). Tại bể nén bùn, bùn được róc bớt nước, phần nước từ róc bùn được dẫn theo rãnh thu và đưa về mương M1 để tiếp tục xử lý.
Cặn lắng tại hồ sinh học được hệ thống phà bơm di chuyển trong vùng lắng của hồ để hút và bơm lên bể nén bùn.
Bùn sau khi được nén tại bể nén bùn sẽ được bơm lên xe chuyên dụng rồi đổ ra chôn lấp tại trung tâm bãi thải của mỏ.
6. Nước sau xử lý một phần được dẫn vào bể chứa nước sạch (BCNS), từ đây bơm cấp nước phục vụ cho công tác chuẩn bị hoá chất. Công tác chuẩn bị hoá chất được thược hiện tại cụm bể pha hoá chất (BHC), tại cụm bể này vôi được pha thành dạng dung dịch sữa vôi 10% trên 2 bể và polymer A101 cũng được pha thành dung dịch 1‰ trên 02 bể.
Việc khuấy trộn hoá chất tại các bể được thực hiện bằng các máy khuấy cơ khí.